大跨度預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土混合梁施工技術(shù)探討

岳粹歌 （合肥市重點(diǎn)工程建設(shè)管理局，安徽 合肥 230001）

1 工藝原理

大跨度預(yù)應(yīng)力鋼-混混合梁施工，首先進(jìn)行混凝土部分梁段現(xiàn)澆施工，同時(shí)進(jìn)行跨線鋼梁同步安裝，其次進(jìn)行混凝土梁段和跨線鋼橋合龍段施工，最后進(jìn)行腹板鋼束和頂板鋼束張拉施工，使混凝土梁段和鋼箱梁形成整體。施工時(shí)，鋼箱梁支架采用鋼管支撐樁+工字鋼+限位占板的單元式組拼體系，混凝土梁采用滿(mǎn)堂支架。

2 大跨度預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土混合梁施工工藝

2.1 施工工藝流程

見(jiàn)圖2。

圖1 大跨度預(yù)應(yīng)力鋼-混混合梁施工示意圖

圖2 大跨度預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土混合梁橋施工工藝流程圖

2.2 支架安裝

混凝土梁支架采用滿(mǎn)堂支架，按方案規(guī)定步距進(jìn)行搭設(shè)。

鋼箱梁臨時(shí)支撐系統(tǒng)按組設(shè)置，每組臨時(shí)支撐自下而上由基礎(chǔ)、鋼管支撐樁、工字鋼分配梁及限位裝置四部分組成，具體材料如表1所示。每組臨時(shí)支撐的尺寸為2.65m×1.65m，可根據(jù)梁寬自由的搭配組裝。

2.3 混凝土梁段施工，同時(shí)鋼箱梁安裝

2.3.1 鋼箱梁加工

①鋼箱梁節(jié)段劃分依據(jù)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況進(jìn)行分段制作，以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)受力及加工、運(yùn)輸、吊裝、組裝施工需求為原則。

②鋼箱梁加工可分為四階段。即：“板單元制作階段，節(jié)段制作階段，廠內(nèi)節(jié)段預(yù)拼裝階段，工地連接階段”。板單元制作、節(jié)段制作及預(yù)拼裝在廠內(nèi)完成，橋上拼裝連接在架設(shè)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)段吊裝就位后完成。

③鋼箱梁節(jié)段出廠前對(duì)節(jié)段尺寸、焊接質(zhì)量、涂裝質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，出具出廠合格證。

鋼箱梁臨時(shí)支撐材料表 表1

2.3.2 吊裝并臨時(shí)固定鋼箱梁

鋼箱梁梁段出廠前進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后用大型運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸至吊裝現(xiàn)場(chǎng)。采用大型起重設(shè)備進(jìn)行雙機(jī)抬吊將梁段吊裝至臨時(shí)支撐上。采用雙機(jī)抬吊時(shí)，宜選用同類(lèi)型或性能相近的起重機(jī)，負(fù)載分配應(yīng)合理，單機(jī)載荷不得超過(guò)額定起重量的80%。兩機(jī)應(yīng)協(xié)調(diào)起吊和就位，起吊的速度應(yīng)平穩(wěn)緩慢。

鋼箱梁就位時(shí)以安裝好的限位塊為參照物，標(biāo)高及位置調(diào)整好后落梁。為防止梁體滑移將梁體與限位塊間進(jìn)行焊接。各梁段采用從中間到兩端對(duì)稱(chēng)平衡的順序依次進(jìn)行吊裝，各梁段吊裝完畢后進(jìn)行拼接焊，焊接成一體。

2.3.3 混凝土梁段施工

在鋼箱梁吊裝的同時(shí)，鋼箱梁兩側(cè)的混凝土梁段可同步實(shí)施，滿(mǎn)堂支架搭設(shè)完成后進(jìn)行模板的鋪設(shè)及混凝土梁段的鋼筋安裝。為保證鋼箱梁吊裝有足夠的空間，靠近鋼箱梁段的一部分混凝土梁段支架在鋼箱梁吊裝后進(jìn)行搭設(shè)。為保證架體安全，滿(mǎn)堂支架搭設(shè)至鋼-混結(jié)合段，滿(mǎn)堂支架與鋼箱梁臨時(shí)支撐架間不得進(jìn)行受力連接。

圖3 鋼箱梁吊裝

圖4 鋼-混結(jié)合段波紋管安裝、預(yù)應(yīng)力穿束

2.4 混凝土梁段和跨線鋼橋合龍段施工

2.4.1 鋼-混結(jié)合段處鋼筋安裝

鋼-混結(jié)合段位置受承壓板及隔室鋼板位置影響，鋼筋安裝較為困難。具備條件的鋼筋提前穿入，不具備整體安裝條件的鋼筋可進(jìn)行打斷后焊接。合理調(diào)整箱梁頂板及底板縱向鋼筋搭接，盡量減少在鋼-混結(jié)合段內(nèi)的接頭數(shù)量。

2.4.2 波紋管安裝及預(yù)應(yīng)力束穿束

①波紋管的定位先根據(jù)箱梁頂、底板縱向預(yù)應(yīng)力鋼束平豎彎布置要素確定。波紋管的連接應(yīng)采用大一號(hào)同型波紋管作接頭管，接頭長(zhǎng)度不少于300㎜。接頭裝置宜避開(kāi)孔道彎曲處。波紋管連接后用密封膠帶封口，避免澆筑混凝土?xí)r水泥漿滲入管內(nèi)造成管道堵塞。

②管道在模板安裝完畢后，應(yīng)預(yù)先穿入預(yù)應(yīng)力筋，并將其端部塞好，防止其他雜物進(jìn)入，長(zhǎng)束管道最高點(diǎn)應(yīng)設(shè)置排氣孔。

③預(yù)應(yīng)力鋼束受力結(jié)構(gòu)為鋼箱梁的承壓板，原混凝土箱梁結(jié)構(gòu)的錨墊板安裝方式不適合鋼箱梁結(jié)構(gòu)。喇叭管式錨墊板放置在承壓板前方用于約束鋼束，避免承壓板切割鋼束造成預(yù)應(yīng)力束損傷及張拉后的應(yīng)力損失。在承壓板后方設(shè)置300×300×25mm的鋼墊板，增加張拉區(qū)域承壓板受力面積。鋼墊板安裝前對(duì)承壓板位置進(jìn)行打磨處理，保證鋼墊板和承壓板密貼。

2.4.3 鋼-混結(jié)合段混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

①鋼-混結(jié)合段的混凝土同鋼箱梁兩端的混凝土梁段混凝土一同澆筑。

②鋼-混結(jié)合段存在密集的鋼板、連接件、鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋，由于澆筑空間小，混凝土振實(shí)和養(yǎng)護(hù)困難。特別是有格室的構(gòu)造中，格室內(nèi)混凝土填充情況無(wú)法查看，如果出氣孔設(shè)置不合理會(huì)導(dǎo)致振搗時(shí)氣泡很難排出，可能會(huì)出現(xiàn)局部鋼板與混凝土脫空現(xiàn)象，且混凝土水化熱分布不均勻，容易產(chǎn)生溫度裂紋，直接影響到結(jié)構(gòu)部的受力性能。配置高流動(dòng)混凝土，合理選擇澆注順序與位置，過(guò)程中適當(dāng)降低混凝土澆筑速度，充分振搗、加強(qiáng)觀察保證混凝土的澆筑質(zhì)量。

③混凝土初凝后即開(kāi)始進(jìn)行土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)符合規(guī)范要求。

2.5 腹板鋼束和頂板鋼束張拉施工

①鋼-混結(jié)合段腹板束張拉端位置結(jié)構(gòu)物眾多，存在多處U型加勁肋、T型加勁板影響張拉情況，空間狹小，存在操作困難，在滿(mǎn)足張拉力要求的前提下優(yōu)先選擇體積小，操作空間下的張拉設(shè)備。

②鋼箱梁加工過(guò)程中提前考慮張拉空間，對(duì)確實(shí)影響張拉作業(yè)的鋼梁構(gòu)件出廠時(shí)暫不焊接，待張拉壓漿工序完成后進(jìn)行補(bǔ)焊。盡量避免現(xiàn)場(chǎng)切割，若出現(xiàn)割除后恢復(fù)的情況應(yīng)增設(shè)加勁板補(bǔ)強(qiáng)等措施增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

③預(yù)應(yīng)力張拉順序?yàn)楦拱迨?0%橫向束→頂板束→剩余的50%橫向束。為保證鋼箱梁段穩(wěn)定，鋼箱梁兩端的腹板束應(yīng)嚴(yán)格保持對(duì)稱(chēng)同時(shí)張拉。

④張拉完成后，在48小時(shí)內(nèi)進(jìn)行管道壓漿，采用真空輔助壓漿，壓漿順序先下后上、從低往高處壓。壓漿后從錨墊板壓/出漿孔檢查壓漿的密實(shí)情況，如不密實(shí)，及時(shí)補(bǔ)灌，以確保孔道完全密實(shí)。

⑤壓漿工序完成后即可進(jìn)行梁體封端；將錨后鋼筋安裝固定后，恢復(fù)原連續(xù)梁體因張拉施工而截?cái)嗟匿摻钊缓罅⒛９嘧⒎舛嘶炷粒v固密實(shí)。由于在承壓板后安裝了鋼墊板，封端前對(duì)鋼墊板進(jìn)行防腐處理。

2.6 支架、模板拆除

①支架拆除順序?yàn)閺膿隙茸畲蟮墓?jié)段開(kāi)始，向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)拆除。

②鋼箱梁臨時(shí)支撐系統(tǒng)的拆除順序?yàn)椋翰鸪枕斚尬粔K→拆除墩頂橫向工字鋼→拆除支墩鋼管。支墩較高，一次性拆除存在著很大的困難，可分節(jié)進(jìn)行拆除。

③拆除作業(yè)應(yīng)注意施工安全。施工現(xiàn)場(chǎng)必須設(shè)置醒目的安全警示標(biāo)志，采取警戒措施派專(zhuān)人負(fù)責(zé)。非工作人員不得隨意進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員逗留，從事特種作業(yè)人員須持有特種作業(yè)操作證，無(wú)證人員禁止操作，杜絕違章指揮和違章操作。

3 總結(jié)

鋼箱梁臨時(shí)支撐系統(tǒng)采用成組的鋼管支撐樁+工字鋼+限位占板的單元式組拼體系，不但可以有效減少受限空間現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)支撐系統(tǒng)搭設(shè)的難度，提升現(xiàn)場(chǎng)施工效率和安全性，而且還可以降低施工臨時(shí)措施的成本。在鋼管支撐樁分配梁上設(shè)置高程和水平位置導(dǎo)向限位器，不但可以提高鋼箱梁定位的精度和速度，還可以降低鋼箱梁吊裝成本，使空間受限、時(shí)間受限的復(fù)雜周邊環(huán)境下的鋼箱梁吊裝得以順利的實(shí)施。

對(duì)影響預(yù)應(yīng)力鋼束施工的鋼箱梁部分構(gòu)件在廠家完成加工后暫不焊接，待橋梁預(yù)應(yīng)力施工完成后再進(jìn)行剩余構(gòu)件的焊接，避免現(xiàn)場(chǎng)的切割作業(yè)。保證了后裝構(gòu)件的焊接質(zhì)量同時(shí)減少了現(xiàn)場(chǎng)切割的工程量和成本，還可以節(jié)省鋼板的用量。

對(duì)常規(guī)封錨式工作錨具進(jìn)行改進(jìn)，喇叭管式錨墊板放置在承壓板前方，在承壓板后方設(shè)置300×300×25mm鋼墊板。避免鋼絞線在承壓板位置因線形不順造成的應(yīng)力損失，更重要的保證整個(gè)鋼-混結(jié)合段的均勻受力，將力均勻傳遞給混凝土梁，鋼-混結(jié)合的力學(xué)性能顯著提高。