鋼-混組合梁橋主梁架設施工方案研究

摘要 考慮橋梁工程的結構特性、施工條件和安全性要求，文章對某特大橋引橋主梁架設的施工方案進行了測量、架設等方面的分析，研究發現施工過程中的關鍵技術在提高施工效率及保證結構質量方面具有顯著優勢，可為同類鋼-混組合梁橋主梁架設施工提供理論支持和實踐指導。

關鍵詞 鋼-混組合梁橋；主梁架設；橋梁工程

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0128-03

0 引言

隨著橋梁工程技術的不斷發展與創新，鋼-混組合梁橋因其獨特的結構優勢，如高強度、高剛度以及優良的耐久性，在橋梁建設中得到了廣泛應用。作為橋梁結構中的關鍵組成部分，主梁的架設施工不僅直接關系橋梁的整體質量和使用安全，而且對整個工程的進度和成本具有重要影響。該文結合具體工程實踐，探討其施工流程及關鍵技術，以期推動橋梁施工技術的創新與發展。

1 工程概況

川滇金沙江特大橋為主跨1 060 m的雙塔單跨簡支鋼桁懸索橋。四川岸無引橋，直接與隧道相接；云南岸為2×40 m的鋼-混組合梁，分左右兩幅布設，采用先簡支后橋面的連續結構。單幅主梁采用4片大H形鋼，通過橫向連接系形成整體，橋面為鋼筋混凝土預制橋面板。引橋靠江側支撐于索塔下橫梁上，采用T形蓋梁，中間橋墩采用雙柱式圓柱墩、樁基礎，橋臺采用重力式橋臺、擴大基礎。金沙江特大橋引橋效果見圖1所示。

該段在建跨江特大橋位于構造剝蝕高中山峽谷地貌區，金沙江垂直切割深度超過1 000 m。橋位區地面高程介于630.00～1 430.00 m之間，高差800.00 m。兩岸岸形略不對稱，左岸（四川岸）高出右岸200～300 m。擬建大橋走向為西東方向，與溝谷近垂直相交，橋面與谷底高差約348 m。

2 施工流程

總體施工流程見圖2所示。

3 主梁架設施工

根據現場地質地形情況，綜合考慮安全、經濟及施工便利性因素，引橋鋼主梁采用整體“拽拉”的前移方式。總體施工思路：首先，利用邊跨側長路基段組拼鋼主梁，將兩跨主梁臨時固結，實現體系轉換，在主墩及支墩頂設置頂推支架，并在跨中設置臨時鋼支墩；其次，布設鋼梁牽引系統，將“拽拉”鋼梁前移，安裝落梁支架下放就位，解除臨時固結，恢復設計結構狀態；再次，安裝橋面預制板及施工縱橫濕接縫，形成鋼-混凝土組合結構，進行整體受力；最后，拆除臨時支墩、支架系統，完成梁體的架設、安裝。

4 鋼梁架設施工

4.1 鋼梁節段現場組拼

主梁跨徑布置為2×40 m，單幅由4片大H形鋼梁、鋼橫撐、拼接板栓接組成。單孔單片大H形鋼梁劃分為5個節段，節段間通過“拼接板+M30高強螺栓”栓接。鋼主梁在邊跨側長路基段上組拼，此路基為挖方路基，地質狀況穩定，需占用的路基長度為85.85 m。在路基上布置臨時鋼支墊，采用L75×6 mm等邊角鋼形成格構支墩，支墊高50 cm；支墊地基承載能力應不小于200 kPa，其基礎應做硬化處理，以避免地基沉降、支墊脫空現象的發生。單節段鋼梁底部應保證至少2塊支墊，支墊位置及個數布設原則應避免節段端頭產生較大轉角，確保螺栓能順暢穿入孔內。

鋼梁節段采用50 t汽車吊行單片起吊，按順序進行右側、左側工字鋼梁的吊裝，最后吊裝橫梁，整節段鋼梁安裝完成并用至少50%沖釘及4顆臨時螺栓連接好后，再進入下一節段的鋼梁吊裝。高強度螺栓按滯后1個拼裝節段的原則施工。鋼梁節段在支墩上進行組拼，從中間向兩端拼接。前導梁與節段1、2組拼接完成后，再整體起吊與節段3組進行連接；后導梁與節段8組拼接完成后，亦整體起吊與節段7連接。前導梁安裝詳見圖2所示。

圖2 前導梁安裝示意圖

鋼梁吊裝就位后，每個節點應按要求打入至少50%的沖釘，與栓孔相間排列，并用不少于4顆普通螺栓將鋼梁節點連接板面間縫隙夾緊。高強度螺栓安裝時，栓頭和螺母一側各放置1個墊圈；墊圈有倒角的一側分別朝向栓頭、螺母支撐面；另一面則朝外。

高強度螺栓采用扭矩法施擰，分成初擰、終擰２個階段完成。初擰前，應先將普通螺栓擰緊，使拼接縫密貼，板層間縫隙采用0.3 mm的塞尺插入板層間，其深度不得大于20 mm。

4.2 支架安裝

在引橋孔跨中布設臨時支墩，鋼梁“拽拉”到位后，下落至臨時支墩。支墩高度設置應以最大限度復原鋼梁加工線形為原則，必要時可在支墩頂部設置千斤頂，增墊鋼板，保證與鋼梁底部密接。臨時支墩采用大直徑Φ820×10 mm的鋼管作為主要承力構件，鋼管立柱間聯系采用Φ325×10 mm鋼管，由此形成的桁架結構，具有非彈性變形小、整體剛度大等特點，能保證施工過程對鋼主梁的線形要求。臨江側縱向布設兩排、岸側布設一排鋼管立柱，每排采用3根Φ820×10 mm鋼管，鋼管間通過Φ325×10 mm鋼管連接；鋼管立柱頂端搭設2工56b縱向分配梁，型鋼2工56b上安置卸載砂筒，砂筒上布設2工56b橫向分配梁。

鋼梁在邊跨側橋臺后方長路基段上拼裝，梁高1.8 m，與中間墩柱、索塔橫梁支墩間存有較大高差，因此需在中間墩柱及索塔橫梁支墩上架設鋼梁頂推支架。頂推支架高程應與鋼梁在路基拼裝時的梁底高程一致，即實現鋼梁水平的“拽拉”前進。因墩柱蓋梁寬度僅為2.3 m，考慮頂推支架的縱橫剛度及穩定性，在蓋梁頂部兩端沿縱橋向設置2排Φ351×10 mm鋼管立柱，間距為1.9 m；中間設置3排Φ351×10 mm鋼管立柱，間距為0.95 cm，形成制動墩，提高支架橫橋向的整體剛度，以滿足抗風設計要求。鋼管立柱間通過工14/工25b連接，在端支架工25b連接系中間通常布置2HM488×300橫向分配梁，與工25b及制動墩中間鋼管通過螺栓連接，以便落梁時橫向分配梁可快速拆除。

鋼梁“拽拉”到位后，首先拆除梁端橫向連接桿（可先不安裝），然后搭設鋼管立柱Φ630×8 mm及立柱斜撐Φ351×10 mm，并在立柱頂部安裝橫向分配梁2工56b，再采用4套20 t鏈條葫蘆整體同步提升鋼梁，最后拆除尾導梁后，同步緩慢下放鋼梁至設計位置。

中間墩柱落梁支架鋼管立柱位置應與其頂推支架一致，通過法蘭螺栓連接，可將桿件連成框架后利用塔吊進行整體起吊安裝。落梁支架采用Φ351×10 mm鋼管立柱，中間立柱橫橋向采用工14連接，立柱頂部沿縱橋向搭設2工25b縱向分配梁，再在2工25b縱向分配梁上搭設2工56b橫向分配梁。此外，在鋼主梁頂沿橫向搭設2工56b挑梁，通過精扎螺紋鋼筋將鋼梁與挑梁緊固。采用2臺200 t千斤頂整體提升鋼梁一定距離后，拆除頂推支架上的固定滾輪及其支撐梁。最后，拆除梁端橫向連接系后，同步緩慢下放鋼梁至設計位置。

索塔橫梁支墩落梁支架鋼管立柱位置應與其頂推支架一致，通過法蘭螺栓連接，可將桿件連成框架后，再利用塔吊進行整體起吊安裝。落梁支架采用Φ351×10mm鋼管立柱，中間立柱橫橋向采用工14連接，立柱頂部沿縱橋向搭設2工25b縱向分配梁，再在2工25b縱向分配梁上搭設2工56b橫向分配梁。采用4套20 t鏈條葫蘆整體提升鋼梁一定距離后，拆除頂推支架上的固定滾輪及其支撐梁。最后，拆除梁端橫向連接系后（可先不安裝），同步緩慢下放鋼梁至設計位置。

5 橋面板安裝

5.1 臺座及鋼筋安裝

鋼臺座底部鋪設6根工20a型鋼支撐梁，支撐梁間由[12進行連接，在支撐梁上布置由側板和[10槽鋼組合而成的骨架鋼肋，骨架鋼肋上安裝6 mm厚的胎膜彎折面板，由此形成預制板鋼臺座。鋼臺座縱橋向坡度為1%。

在臺座上標記出工型梁剪力釘的布置點，鋼筋安裝過程中，與剪力釘位置有沖突時應適當調整鋼筋位置，避免橋面板安裝時與剪力釘沖突，影響梁板下放。鋼筋與模板之間設置墊塊，混凝土墊塊應具有不低于結構本體混凝土的強度。墊塊的制作厚度不應出現負誤差，正誤差應不大于1 mm。墊塊應相互錯開，分散設置在鋼筋與模板之間，但不應橫貫混凝土保護層的全部截面進行設置。墊塊在結構或構件側面和底面所布設的數量應不少于4個/m2，重要部位宜適當加密。鋼筋安裝完成后應埋設橋面板吊環，吊環采用Φ20的光圓鋼筋。

相鄰兩塊橋面板的縱向環形鋼筋伸出預制板部分，應預彎一定角度以錯開一個鋼筋直徑，便于預制板之間扣環的搭接，使鋼筋軸線對齊。縱向環向鋼筋應采用綁扎搭接成形，搭接接頭交錯布置。為保證現澆接縫中鋼筋相互之間及鋼筋與剪力釘之間的位置匹配性，在鋼筋鋪設時，預制板橫向鋼筋應要求其平面位置偏差控制在±5 mm以內。

5.2 模板安裝

引橋預制橋面板均為A類，同一規格，全橋共計76塊。在模板的選用上，采用的是鋼模板，其具有強度高、穩定性好的特點，能夠保證施工過程中的精度和安全性。對于橋面板的側模，可將其分為上下兩塊，根據剪力釘的布置間距、鋼筋的間距和直徑，精確加工成梳齒狀。每個梳齒的寬度應嚴格控制，不得超過鋼筋直徑的2 mm，以確保模板與鋼筋之間的緊密配合。在關閉模板時，將上下兩塊梳齒板合并即可。而在橋面板與工型梁的連接處，由于需要通過剪力釘進行連接，此區域將不澆筑混凝土。為此，特別設計了鋼模板預留槽，待橋面板吊裝至工型梁上后，再對此區域進行補澆混凝土，以確保結構的整體性和穩定性。

在鋼模板的安裝過程中，應特別注意鋼筋槽口的空隙問題。

橋面板上下兩塊梳齒板安裝完畢后，為確保齒口空隙得到有效封閉，防止漏漿現象的發生，應在鋼筋之間塞入止漿帶以阻擋空隙。對于梳齒板的其他縫隙，可采用土工布和泡沫膠進行細致的封堵工作。模板安裝完成后，應對模板的尺寸和穩定性進行全面的檢查。只有在確認符合相關規范后，方可進行混凝土的澆筑工作。

混凝土通過罐車運輸至施工現場后，利用吊車和料斗進行配合，以確保混凝土的準確澆筑。澆筑過程應首先從兩邊厚度為25 cm的部分開始，待這部分混凝土完成澆筑后，再轉向兩側翼緣板的澆筑，并使用50振搗棒作為混凝土振搗器。在操作過程中，振動器的移動范圍應嚴格控制在其作用范圍的1.5倍以內。每個點的振搗持續時間應控制在20～30 s，直至混凝土停止下沉、不再產生氣泡，并且表面出現浮漿為止。

5.3 預制板吊裝

在吊車起吊梁板的操作中，確保吊車的支點穩固至關重要。對于整橋預制板的安裝，采取分左、右幅進行整體安裝的策略。在吊裝前，先對吊裝區域進行整平壓實，在每個支腿下墊設2.2 m×2.2 m的鋼板，然后進行右幅橋的安裝，再進行左幅橋的安裝。從橋臺側開始，應往索塔側方向依次推進安裝。為完成這些吊裝任務，應配置一臺50 t的汽車吊進行吊裝。

5.4 濕接縫施工

全橋縱向濕接縫寬度為50 cm，高度為23 cm；而橫向濕接縫寬度分為75 cm和50 cm兩類，其高度在23～28 cm范圍內變化。濕接縫底模板采用15 mm厚竹膠板，竹膠板下間隔50 cm布置一道[10底托梁，底托梁通過2根PSB-15 mm精軋螺紋鋼筋錨固在其正上方的[10支撐梁上，支撐梁下應設置兩根10 cm×10 cm的方木支墊。在底模板變坡處，通過調節拉桿錨固角度使[10底托梁與竹膠板緊貼面接觸，避免直接接觸剪切損傷竹膠板。

5.5 現澆段施工

全橋現澆段共三處，橋塔處現澆段長度為6 m，中間墩柱處長2 m×2.21 m，橋臺處長度為2.17 m；現澆橋面形式有等截面與變截面2種，截面高度變化為130～280 mm。采用懸吊模板進行施工，即首先在鋼梁上設置Φ325×10 mm立柱，立柱縱橋向間距為2 m，在其頂部安裝2[20橫橋向分配梁；然后通過拉桿懸吊底部2[10底托梁，并在底托梁上鋪設工10型鋼，間距為30 cm；最后在工10上鋪搭15 mm厚竹膠板或楔形木支墊，形成混凝土模板平臺。

6 結論

在鋼-混組合梁橋主梁架設施工過程中，其現場組拼、支架系統、預制板吊裝及濕接縫工藝等細節的施工是控制整體施工質量的關鍵技術。該文分析探究了這些關鍵技術的施工流程和細節，為鋼-混組合梁橋主梁架設施工的優化和創新提供了參考依據，為同類工程的施工技術提供了更多的進步空間。

參考文獻

[1]王雪.小龍灣大橋鋼混組合梁優化施工技術研究.2023年全國工程建設行業施工技術交流會論文集（上冊）[C].北京：施工技術編輯部，2023：83-86.