橋塔大截面鋼-混組合結構下橫梁塔梁同步施工技術

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A

文章編號：2096-6903(2025)03-0037-03

0 引言

順德大橋主橋全長 992.5m ，主跨 626m ，采用雙塔雙索面半漂浮體系混合梁斜拉橋。順德大橋主橋采用H型子母塔，小樁號側低塔塔高 151m ，大樁號側高塔塔高 204m ，其下塔柱為鋼-混組合結構，其他部分為鋼結構。高塔下橫梁高 8.5m ，寬 7.8m ，長度 43.23m 下橫梁采用鋼-混組合結構，鋼結構外壁板采用 20mm 鋼板，內壁板采用 16mm 鋼板，內外壁板上設置橫肋、剪力釘加強，內外壁板之間采用隔板加強。

橋塔下橫梁構造復雜，又是受力的關鍵部位，對其施工方法和施工順序均提出了更高的要求。本文以順德大橋下橫梁為研究對象，研發出了橋塔大截面鋼-混組合結構下橫梁塔梁同步施工技術，并將相關施工技術應用于具體的施工過程中，取得較高的技術突破，填補了國內相關領域的技術空白，具有獨創性。

1施工工藝原理

1.1橋塔與下橫梁同步施工

橋塔下塔柱采用鋼-混組合結構，兩側塔柱均往內側傾斜，故T3/T4節段與下橫梁形成框架后再進行后續塔柱節段安裝，有利于塔偏控制。下橫梁伸入T3/T4節段內 ?3m ，其預應力穿過左右幅T3/T4節段，交錯錨固在左右幅塔柱外側，單端張拉壓漿。單端張拉需要提前進行預應力穿束，下橫梁鋼結構、鋼筋及波紋管均需要與塔柱先拼裝成整體，再進行預應力穿束，最后完成混凝土澆筑及預應力張拉壓漿。基于以上設計及施工特點，采用橋塔與下橫梁同步施工工藝。

1.2鋼筋與鋼結構均在工廠內整體加工制造

鋼-混組合結構下橫梁為回形結構，內外壁板間腹板及頂底板厚度為 1～1.5m 。壁板上焊接橫肋及剪力釘，橫肋上開孔，安裝水平鋼筋，從而形成PBL剪力鍵。水平鋼筋再通過箍筋及拉筋連接成整體。腹板及頂底板空間狹小，現場安裝鋼筋空間受限、安裝難度大、施工周期長。采用鋼筋與鋼結構均在工廠內整體加工制造的方案。

1.3強基礎及密布分配梁支架設計

大截面鋼-混組合結構下橫梁總高達 8.5m ，長約43m ，單次澆筑體量較大。故支架設計時，采用預制管樁基礎，并結合支架預壓措施，減少支架沉降。采用密布分配梁的支架設計方案，作為底部鋼板的龍骨支撐，確保混凝土荷載均勻傳遞的同時，減少底部鋼結構局部變形，提高施工外觀質量。強基礎及密布分配梁支架設計，確保了混凝土澆筑階段。下橫梁混凝土荷載均由底部支架承擔，而非塔柱及下橫梁鋼結構本身，避免塔柱偏位或下橫梁鋼結構變形。

1.4陸地橋塔大噸位鋼-混組合結構下橫梁分節段原位吊裝

順德大橋高塔位于距離河道 130m 開外的陸地，需采用浮吊卸船滑移至橋位后，采用汽車起重機或龍門起重機吊裝至支架上拼裝。考慮大噸位鋼-混組合結構下橫梁為回形結構，橫向長度較長，未進行局部加強的情況下，整體提吊安裝結構變形或局部失穩風險較大。考慮大型汽車起重機較少、租賃費用高昂，現場亦無大型塔式起重機，高支架滑移下橫梁影響河堤路通行、費用高等情況，最后決定采用分節段加工制造，汽車起重機或龍門起重機分節段吊裝至支架上原位拼裝成整體的施工方法[]。

1.5無模板支撐豎向分層澆筑工藝

大截面鋼-混組合結構下橫梁采用內外壁板作為混凝土澆筑模板，相對于普通預應力鋼筋混凝土下橫梁，減少了模板及水平支撐結構，降低了高支模安全風險。豎向分兩次澆筑，減少下橫梁腹板鋼板側壓力，確保施工安全質量。

2施工工藝流程

2.1下橫梁總體施工工藝流程

橋塔大截面鋼-混組合結構下橫梁施工流程圖見圖1。

2.2下橫梁節段場內加工制造

考慮下橫梁內部結構復雜，每節段鋼筋、波紋管均與鋼結構同步在場內加工制造后運輸至現場。壁板單元由壁板、加勁、剪力釘等組成，加勁板組裝完成后，在反變形胎架上焊接，將分塊壁板單元接寬。壁板單元制造完成后，內外壁板及隔板組裝成塊體，并將鋼筋穿入塊體內，先穿內外壁板的水平鋼筋，再穿入縱向鋼筋。節段由上下左右4個塊體拼裝而成，為提升節段間的匹配精度，節段間采用連續匹配制作的組裝工藝，先組裝下塊體，再組裝左右塊體，最后組裝上塊體。

2.3下橫梁節段運輸和滑移

采用全回轉浮吊將下橫梁節段卸船至臨時碼頭，并采用托架 + 卷揚機 + 重物移位器將下橫梁節段滑移至橋位處。

2.4下橫梁安裝

2.4.1下橫梁支架搭設

高塔下橫梁拼裝支架采用 Φ600mm×110mm 的預制管樁作為基礎，橫向設置11排 Φ820mm×10mm 鋼管樁，間距 2.5～6.5：m 樁間設置 Φ377mm×6 mm鋼管平聯。樁頂鋪設2I56a型鋼作為樁頂縱橫向承重梁，其上根據橫梁空心與實心位置，密布I25a型鋼/2I25a作為分配梁。管樁完成后施工樁帽及上部結構支架搭設，支架搭設完成按規范要求進行支架預壓。

2.4.2下橫梁吊裝及精調

高塔下橫梁采用一臺800t汽車起重機進行吊裝，矮塔下橫梁采用一臺150t龍門起重機進行吊裝。吊裝前，在支架上放出橫梁的中心位置，并在大里程側做限位措施。合攏段吊裝前，測量根據兩節段間的實際測量距離及焊評試驗中焊縫寬度，確定配切數據，并現場進行配切。

吊裝時，里程方向緊靠限位位置，之后采用三向千斤頂進行平面位置和高程的精調。精調先調整節段的高程至預抬標高，繼而調整其平面位置。

2.4.3下橫梁節段環焊縫焊接

下橫梁節段吊裝精調到位后，外側安裝人行轉梯、內側安裝腳手架作為焊縫操作平臺，頂面設置臨邊防護。

利用馬板對環縫馬固調平，將錯臺控制 ?1.0mm 馬板在倉內進行馬固，盡量減少馬板使用數量。去除馬板時，焰切至根部 2～3mm ，后打磨去除，盡量避免傷及母材和影響涂裝后的美觀。在吊裝前對焊縫兩側30mm 范圍內進行打磨，節段焊接前再打磨一次，清除表面的浮銹，并保證在除銹后 12h 內進行焊接，否則應重新進行除銹、清理。

環縫焊接的整體原則“同時對稱施焊 + 先外再隔后內 + 先對接后角接”，打底焊采用手工二氧化碳氣體保護焊焊接一道。打底焊接采用較小線能量進行，以保證焊縫根部熔合良好，防止焊縫背面余高過高。填充焊道應根據板厚及根部間隙、坡口情況合理安排焊道。保證每道焊縫寬度均勻一致，焊道之間搭接勻順，無明顯凹槽現象。蓋面焊道統一采用多層多道焊接，合理布置焊縫道數，即保證焊縫能夠完全覆蓋上、下坡口面，不出現咬邊現象，使得焊道寬度均勻一致，焊縫外觀美觀。

焊縫完成后由專門的檢測機構進行檢測，全部檢測合格后，進行油漆施工。

2.4.4鋼筋、波紋管連接

下橫梁節段間鋼筋采用螺紋套筒連接，部分螺紋套筒無法對接的鋼筋采用幫條焊。螺紋套筒連接及幫條焊接均應滿足規范要求。其中幫條焊宜采用雙面焊，不能進行雙面焊時，可采用單面焊。鋼筋連接工作完成后，檢驗組按一個環口為單位進行檢查報驗。

下橫梁分節段安裝后，分節段安裝波紋管，鋼筋連接的同時進行波紋管連接。合攏段前，先將波紋管安裝到位，待合攏段安裝后，再將波紋管連接成整體。波紋管安裝完成，預應力穿束驗收合格后進入下道工序[2]。

2.5下橫梁混凝土澆筑

2.5.1 準備工作

高塔下橫梁與T3/T4鋼塔節段同步澆筑，高塔下橫梁混凝土澆筑方量約 ，T3/T4鋼塔節段混凝土方量約 ，總計方量約 。

為便于下橫梁混凝土澆筑振搗，下橫梁頂板、內倉底板均開設振搗孔。在頂板底面增設泵管穿入孔，保證天泵泵管進入下橫梁內腔進行底板混凝土澆筑。內腔頂板預留孔在頂板混凝土澆筑前恢復。為保證底板混凝土澆筑密實，在內倉底板增設振搗孔或排氣孔。

2.5.2 混凝土澆筑

高塔下橫梁混凝土澆筑采用豎向分層澆筑，單層澆筑高度為 。第一層澆筑總方量約 ，第二層澆筑總方量約 ，單次澆筑時間約 19h

2.6 下橫梁預應力施工

為便于鋼絞線穿束，在錨固端位置塔壁開直徑 9cm 小圓孔。穿束采用智能穿束機，將單根鋼絞線端頭戴上子彈頭形護帽，從錨固端塔壁小圓孔快速地推送入孔道。當戴有護頭的索前端穿出張拉端孔道另一端規定長度后，將鋼絞線在錨固端位置錨固。之后重復穿束，一直穿到一束規定的根數后，進行錨固端固定。必要時采用卷揚機牽引穿束，并配備特制牽頭。

預應力張拉完成后采用真空壓漿，預應力管道排氣孔在預應力管道開孔接出排氣軟管，再從錨段鋼塔節段開孔位置接出塔外，待下橫梁預應力張拉壓漿完成后進行恢復。預應力管道采用智能壓漿機進行壓漿，壓漿材料采用預應力管道壓漿料。

采用真空泵抽吸預應力孔道中的空氣，將孔道內的真空度穩定在 -0.10～-0.06MPa ，在孔道的另一端再用壓漿機將水泥漿壓入預應力孔道。

壓漿的最大壓力不宜超過 。壓漿充盈度應達到孔道另一端飽滿并于排氣孔排出與規定流動度相同的漿體為止。關閉出漿口后，保持不小于 0.5MPa 的壓力下保壓 3min 的穩壓期。

3質量控制標準

下橫梁節段制造及安裝要求實測項目見表1。下橫梁節段安裝實測項目見表2。

4結束語

橋塔大截面鋼-混組合結構下橫梁為國內首次采用，通過同步施工、工廠制造 + 現場分節段汽車起重機原位安裝、強基礎及密布分配梁支架設計、豎向分層澆筑等技術措施，確保了施工質量及結構安全，為今后同類型結構設計及施工提供了借鑒意義。

鋼筋與鋼結構均在工廠內整體加工制造，減少現場鋼筋綁扎，優化關鍵線路，大幅提高施工效率，可節約關鍵線路工期約 25% 。

通過本工藝技術順利完成順德大橋橋塔大截面鋼-混組合結構下橫梁施工，為橋梁的建成通車提供了良好的基礎，對改善當地交通環境起到了毋庸置疑的作用。

參考文獻

[1]中交一公局集團有限公司，公路橋涵施工技術規范：JTG.3650-2020[S].北京：人民交通出版社，2020.

[2]中華人民共和國交通運輸部，公路工程質量檢驗評定標準：JTGF80\\1-2017[S].北京：人民交通出版社，2017.