高墩鋼混組合梁橋鋪裝混凝土吊掛現澆施工技術

摘要：鋼混組合梁是通過鋼梁與混凝土橋面板共同受力來抵抗梁體下撓，其有截面尺寸小、自重輕、跨度大、承載力強、鋼材和混凝土用量少、施工周期短等優勢。以尖山溝特大橋引橋為研究對象，為克服高山峽谷環境下施工作業空間受限、支架搭設難度大、施工安全風險高等傳統支架法施工的不利因素，深入分析鋼混組合梁受力特性，創新采用吊掛法現澆鋪裝混凝土，以供類似工程借鑒。

關鍵詞：鋼混組合梁鋪裝混凝土吊掛法下撓

ConstructionTechnologyofConcreteSuspensionandCast-in-PlaceforHighPierSteel-ConcreteCompositeBeamBridgePavement

ZHANGXiaopeng1QINGTao2

1.GansuChangdaHighwayCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730000China;

2.FirstEngineeringCo.，Ltd.，ofChinaRailwayMajorBridgeEngineeringGroupCo.，Ltd.，Zhengzhou，HenanProvince，450000China

Abstract：Steel-concretecompositebeamsresistthedeflectionofthebeambodythroughthejointforceofsteelbeamsandconcretebridgedecks.Theyhaveadvantagessuchassmallcross-sectionalsize，lightselfweight，largespan，strongbearingcapacity，lowsteelandconcreteconsumption，andshortconstructionperiod.Inthispaper，takingtheapproachbridgeofJianshangouSuperLargeBridgeasthe researchobject，inordertoovercometheunfavorablefactorsoftraditionalsupportmethodconstructionsuchaslimitedconstructionspace，difficultsupportinstallation，andhighconstructionsafetyrisksinhighmountainandcanyonenvironments，thestresscharacteristicsofsteel-concretecompositebeamsareanalyzedindepth，andtheinnovativeuseofsuspensionmethodforcast-in-placepavingconcreteisproposedforreferenceinsimilarprojects.

KeyWords：Steel-concretecompositebeams;Pavingconcrete;Suspensionmethod;Deflection

隨著我國公路建設全面開展，鋼混組合梁被廣泛采用，是未來橋梁建設的發展趨勢之一。然而，在地勢崎嶇的山區施工鋼混組合梁時，由于空間狹窄及運輸能力和吊裝能力限制，鋼混組合梁整體預制完成再進行架設難以實現，施工方法通常為先架設鋼梁，再整體現澆橋面板[1]。為保證鋼梁整體線型、實現鋼混組合梁的設計意圖，在橋面板現澆施工時，通常利用跨中支架支撐來限制鋼梁下撓，而在地勢陡峭和地形起伏大的山區，支架搭設困難，需要改“底部支撐”為“上部吊掛”，采用吊掛系統施工鋼混組合梁橋面板。本文主要對吊掛系統施工關鍵技術進行闡述，為后續同類施工做參考。

1工程概況

武九高速尖山溝特大橋引橋采用跨徑30m和25m的工字型鋼—混凝土組合梁，左、右幅共計19孔，按先簡支后橋面連續設計。其中，單孔30m跨鋼混組合梁重398.7t，單孔25m跨鋼混組合梁重347.7t。

橋位處地勢起伏大，最大高差約為130m，施工便道依山而建，最小轉彎半徑為15m，平均縱坡為13%，混凝土橋面板與工字型鋼在地面預制場內結合成整體后，便道無法滿足車輛大件運輸要求。同時，鑒于橋位處山勢陡峭，橋墩最高達61m，傳統的支架法施工投入大、安全風險高。經反復比選優化，結合本項目特點，采用了鋼混組合梁專用吊掛平臺輔助施工方案，利用吊掛平臺提前對主體工字型鋼梁向上反拉至計算標高，混凝土澆筑后，在施工荷載作用下結構下撓，混凝土養護完成吊掛平臺吊點受力解除后，組合梁線型恢復至設計要求位置[2]。

2吊掛系統施工鋼混組合梁工藝

2.1底模安裝

兩榀鋼梁之間的橫撐安裝完成后，在鋼梁頂部安裝模板系統。底模與鋼縱梁翼緣板焊接固定，焊縫高度不小于6mm。翼緣模板采用6mm鋼模板和斜撐支撐，斜撐采用φ30絲桿和φ48×3.5鋼管制作，縱橋向每1m設置一道；懸臂端底模在場下按照5m一組拼裝完成后整體吊運至鋼梁上安裝。為方便大楞及斜撐安裝，需提前在鋼梁上焊接加勁板。

在鋼模板未與主梁焊接前，嚴禁在鋼模板上施加任何臨時荷載。模板與主梁焊接完成后，鋼模板上堆載不得超過7.3kN/㎡。

（1）翼緣模板安裝完成后，先對模板面板進行清理，在模板表面涂刷脫模劑，脫模劑要少而均勻，保證拆模順利并且不影響混凝土外觀。安裝模板時，需做到焊接牢固，以保證模板在澆筑混凝土過程中不致變形和移位。

（2）底模與側模接縫背面采用3mm厚回力膠條牢固粘貼，以防止漏漿。

模板表面應平整和無錯臺，內部尺寸符合設計要求。相鄰模板連接螺栓必須全部安裝，不得松動和遺漏。

模板及斜撐安裝完成后，對模板體系進行檢查（斷面尺寸、標高、對拉螺栓、連桿支撐等進行預檢），符合規范要求，報監理工程師驗收后，方能進行混凝土澆筑。

2.2鋼筋施工

根據設計圖紙，橋面板鋼筋規格主要為HRB400帶肋鋼筋Φ22mm、Φ20mm和Φ12mm三種。

鋼筋在鋼筋加工場內集中下料，用平板車運輸至橋位，并通過纜索吊吊運至各施工部位，現場進行主筋接頭連接及箍筋綁扎。

2.2.1鋼筋進場

（1）鋼筋進場后，要檢驗材料的牌號、等級、規格和生產廠家是否與合同相符，檢驗產品外觀是否受損。檢查無誤后，再檢驗其出廠質量合格證書和質量檢驗報告單。無合格證書和質量檢驗報告單的，應不予驗收。

（2）進場材料驗收后，按材料的不同種類、型號、規格、等級及生產廠家分別堆存，并設立原材標識牌。鋼筋加工場內設置鋼筋原材存放區，墊高離地≥30cm，以防鋼筋受到污染，影響鋼筋質量。

2.2.2鋼筋加工

由技術人員根據設計圖紙出具鋼筋下料單，工班下料加工。鋼筋下料時，端部應使用線鋸或砂輪切割機切斷，切口面應與鋼筋軸線垂直，嚴禁有馬蹄形或扭曲。鋼筋端部不得有彎曲，出現彎曲時，應調直，嚴禁用剪斷機剪斷或用氣割切割下料。鋼筋末端彎鉤按設計圖紙加工[3]。

2.2.3剪力鍵焊接

剪力鍵由HRB400Φ16鋼筋制作。安裝橋面板鋼筋前，需先將剪力鍵焊接在底模上，焊縫高度不小于6mm，剪力鍵橫橋向每50cm一道、縱橋向每1m一道。

2.2.4鋼筋安裝

鋼筋加工成型后，由平板車運輸至現場。鋼筋運出加工場前，應根據設計圖紙對將要安裝的鋼筋等級、規格和數量進行核對，確認無誤后，方可運輸至現場安裝。

箍筋與主筋間采用梅花形綁扎固定，綁扎完成后，應將扎絲頭調整至向結構內部，扎絲頭不得侵入保護層范圍內，綁扎搭接長度不小于44d。如采用焊接連接，單面焊焊縫長度不得小于10d，雙面焊焊縫長度不得小于5d。施焊時，應注意避免燒傷主筋。混凝土保護層墊塊按梅花形均勻布設，布設要求為不少于4個/m2。

2.3錨固系統安裝

梁端錨固系統主要包括反拉件與梁端錨固鋼筋，反拉件與梁端錨固鋼筋栓接，用于限制鋼梁豎向位移。

在蓋梁澆筑混凝土前，預埋梁端錨固鋼筋，梁端錨固鋼筋采用φ25mm精軋螺紋鋼筋（PSB785），鋼筋不可有表面裂紋、銹蝕或其他缺陷，埋置深度不小于400mm。蓋梁及鋼梁吊裝施工時，應采取措施以避免預埋鋼筋擾動。

安裝完反拉件后，需預緊精軋螺紋鋼筋，單根精軋螺紋鋼筋預緊力為2.5t，保證鋼梁與反拉件間無縫隙。施工過程中，保持精軋螺紋鋼筋豎直、反拉件水平，反拉件與鋼梁間設置橡膠墊[4]。

2.4吊掛系統安裝

2.4.1支撐（抄墊）安裝

當相鄰跨鋼混組合梁已施工或鋼梁架設完成，可支撐（抄墊）設于已施工的鋼混組合梁上或已架設完成的鋼梁，否則，應將支撐設置于蓋梁頂。分配梁下支撐主要有型鋼抄墊和鋼管柱支撐兩種形式。

型鋼抄墊縱橋向長度不小于700mm，并與墊塊、分配梁等焊接固定。型鋼抄墊底部需平整，與鋼梁或混凝土面接觸密實。

采用鋼管柱支撐時，鋼管柱間設置連接系，鋼管柱采用φ630×10mm鋼管，柱腳設置法蘭，與蓋梁頂鋼管柱預埋件焊接。在交界墩處，柱腳加勁肋，與扣索塔架預埋件焊接。

2.4.2分配梁安裝

分配梁與支撐通過焊接連接，焊縫高度hf≥8mm，焊縫質量須滿足要求，分配梁與支撐之間應密貼，不得存在縫隙。

2.4.3吊掛桁架安裝

大橋Ⅰ號桁架在場下拼裝完成，用纜索吊吊運至墩位上安裝。同時，在桁架兩側焊接限位裝置，限位裝置各構件之間及分配梁與限位裝置之間均使用角焊縫連接，焊縫高度hf=5mm。

桁架拼裝完成后，需要場下進行模擬壓重試驗。在桁架中部扁擔梁對應位置加載，試驗荷載按照預拱度調整最大張拉力的10%、20%、50%、100%和120%進行分級，每級加載完成并穩定后，對桁架的變形進行觀測，最終卸載后，對桁架的殘余變形進行觀測，均滿足要求后，方可吊裝使用。

限位裝置安裝完畢后，使用纜索吊將大橋Ⅰ號桁架吊裝到位。吊裝時，按照邊88GAC/zie3jujB7Aj1BAJw==梁和中梁對應位置分4次吊裝到位。桁架位置調整完畢后，安裝聯結支撐架，將4組桁架連成整體。

2.5混凝土施工

在鋼梁通過吊掛桁架調整完預拱度之后，再進行鋼混組合梁混凝土澆筑施工，組合梁頂板標準截面為18cm厚鋼筋混凝土結構，鋼梁腹板處漸變為28cm。

拼裝好的每榀鋼梁在吊掛系統之下利用地泵澆筑頂板混凝土形成組合體系，鋼混鋼組合梁橋面板均采用C50混凝土，全斷面一次澆筑完成。為提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，在混凝土中適量摻加粉煤灰和聚羧酸高效減水劑。施工采用泵送混凝土施工工藝，混凝土坍落度控制在160～220mm范圍內。

2.5.1混凝土澆筑

頂板采用混凝土地泵澆筑，混凝土澆筑自由下落高度不應超過2m，當超過2m時，應加串筒、斜槽、溜管等輔助工具。當混凝土等待澆筑的時間較長而造成塌落度損失較大時，可在卸料前摻入適量減水劑進行攪拌，嚴禁加水[5]。

橋面板混凝土澆筑時，鋼梁端部錨固反拉件位置暫不澆筑。在澆筑過程中，注意保護反拉件，避免混凝土污染反拉件。

2.5.2混凝土振搗

橋面板混凝土采用平板式振動器進行振動，局部地方采用φ50插入式振搗器。振搗時，振搗器垂直插入，快入，慢出，分層布料，分層和分點振搗。振搗要求：振動移動間距不應超過振動器作用半徑的1.5倍，與側模應保持5～10cm的距離；振搗時，插點均勻，成行或交錯式前進；嚴格控制時間，以免過振或漏振，振搗時間約20～30s；每一點振搗完畢后，邊振動邊徐徐拔出振搗器。振搗時，注意不碰松模板或使鋼筋移位。對每一振搗部位，必須振搗到密實為止，密實的標志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現平坦和泛漿。作業中，要避免將振動棒觸及鋼筋等，不得采取通過振動棒振動鋼筋的方法來促使混凝土振實。

3結語

采用吊掛法現澆鋼混組合梁橋面混凝土，無需設置梁底支架，省去支架材料、地基處理等投入，降低了施工安全風險。利用吊掛系統精確調整鋼梁結構線型，滿足鋼梁預拱度要求，能很好地實現鋼混組合梁的設計意圖。目前，在山區高墩鋼混組合梁施工中，使用覆蓋全橋范圍的纜索吊輔助施工，吊掛現澆混凝土橋面板在國內外應用較少，具有發展潛力。隨著我國公路建設全面開展，鋼混組合梁橋在地勢陡峭和地形起伏大的山區亦被廣泛采用，鋼混組合梁混凝土橋面板吊掛現澆施工技術將會得到更普遍推廣。

參考文獻

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[3]冀偉，羅奎，馬萬良，等．波形鋼腹板-鋼底板-混凝土頂板組合簡支箱梁純彎曲豎向振動頻率的參數分析[J].振動工程學報，2020，33（5）：1053-1061．

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