淺談鋼—混疊合梁安裝施工技術(shù)

摘 要：現(xiàn)階段我國正處于基礎(chǔ)建設(shè)的高峰時期，特別是城市基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展較快，各種市政橋梁和高架橋的建設(shè)，大大減輕了城市日益嚴(yán)峻的交通堵塞問題。但是由于城市空間、施工要求以及施工階段交通不中斷等問題，公路上應(yīng)用較為普遍的鋼筋混凝土橋往往不能很好地協(xié)調(diào)施工過程中的各種問題。本文結(jié)合107快速化項目跨平安大道和相濟路工程實例，從工藝原理、流程、質(zhì)量及安全措施等方面介紹一種新型組合結(jié)構(gòu)形式即鋼-混疊合梁安裝施工技術(shù)，為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼-混疊合梁；施工技術(shù)；工藝原理；工藝流程；質(zhì)量控制

中圖分類號：U445.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0174-02

1 前 言

鋼-混疊合梁是在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)形式，通常其肋部采用鋼梁，翼板采用混凝土板，而兩者間用抗剪連接件連成整體。由于充分利用了鋼材的拉伸性能和混凝土的受壓性能，施工簡單方便，鋼-混疊合梁的鋼梁部分可以作為施工的輔助構(gòu)件，這種結(jié)構(gòu)的跨徑比普通混凝土梁要大。加上施工周期短、橋型美觀的效果，鋼-混疊合梁在橋梁結(jié)構(gòu)領(lǐng)域顯現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。在我國的應(yīng)用實踐表明，在高架橋需跨越交通干道、交通樞紐、河道、地面橋等較大跨度位置的情況下，采用鋼-混疊合梁不僅可以很好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求，而且具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。鄭州市107輔道快速化工程在跨平安大道采用一孔58m鋼-混簡支疊合梁，跨相濟路采用1孔50m鋼-混簡支疊合梁，疊合梁的鋼梁采用開口槽型鋼箱梁，橋面板采用預(yù)制+現(xiàn)場澆筑拼接的形式。

2 工藝原理

（1）鋼-混疊合梁主要通過預(yù)制混凝土橋面板剪力槽內(nèi)混凝土與鋼主梁集束式剪力釘相互作用組合成整體。橋面板組合示意圖如圖1。

（2）鋼-混疊合梁能夠充分發(fā)揮混凝土結(jié)構(gòu)抗壓、鋼結(jié)構(gòu)抗拉的材料特性，承載力高，承載力相同時，比非組合梁節(jié)約鋼材達(dá)15～25%。由于鋼結(jié)構(gòu)參與受拉，致使組合梁相比較全混凝土梁，截面大大減小，自重大大減小，對吊裝設(shè)備起重能力要求大大降低；同時，混凝土結(jié)構(gòu)的參與受壓，在主梁滿足承載力的情況下，大大提高主梁剛度，提高主梁穩(wěn)定性，抗震性能好。

（3）新型組合鋼混疊合梁主要采用“胎架支撐高空原位拼裝工藝”進行安裝。在疊合梁下方設(shè)置臨時支撐胎架，在臨時支撐體系上原位安裝所有構(gòu)件以達(dá)到設(shè)計初始位形。構(gòu)件安裝順序需要嚴(yán)格按照預(yù)定構(gòu)件安裝順序進行安裝：鋼-混疊合梁按照橫向為“先中央塊體，后橫梁塊體”，縱向為“兩側(cè)向中間”的安裝順序進行吊裝，逐個節(jié)段擴展安裝至合攏區(qū)域。結(jié)構(gòu)合攏后采用同步分級卸載的方式以達(dá)到橋梁結(jié)構(gòu)的最終位形。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

疊合梁進場復(fù)驗→現(xiàn)場安裝準(zhǔn)備→測量放線復(fù)核→支撐胎架就位→胎架復(fù)測、放線安裝檢驗→疊合梁定位、安裝→疊合梁安裝檢驗→焊接檢驗→鋼結(jié)構(gòu)驗收→橋面板安裝

3.2 操作要點

3.2.1 臨時支撐胎架

臨時支撐胎架采用Midas/Gen建模計算，根據(jù)施工圖紙對臨時措施進行整體建模，按照施工過程不利情況對臨時措施進行驗算，保證臨時支撐胎架安全、經(jīng)濟。

臨時胎架安裝前，對實地進行考察和測量，對胎架基礎(chǔ)為原土，地質(zhì)條件較差，承載力不符合要求的，首先進行平整、硬化或加鋪鋼板，然后根據(jù)橋梁中心線、胎架軸線和節(jié)段的劃分，用經(jīng)緯儀或全站儀確定臨時胎架的縱橫坐標(biāo)及標(biāo)高。對于道路路面基礎(chǔ)，胎架基礎(chǔ)采用灌漿料找平并植筋方法處理。胎架材質(zhì)為Q235B，節(jié)點板與鋼管立柱采用6mm雙面角焊縫，除立桿外其他桿件采用螺栓連接，加勁板倒角距離為20mm，胎架節(jié)與節(jié)之間通過法蘭盤、螺栓連接。

本工程采用6m和4m標(biāo)準(zhǔn)段胎架，然后在現(xiàn)場根據(jù)實際高度再臨時進行加高，加高胎架部分與原有6m/4m標(biāo)準(zhǔn)段胎架結(jié)構(gòu)形式一致，主肢采用？準(zhǔn)325×10mm鋼管，橫斷面以及側(cè)面的連接均采用？準(zhǔn)89×4mm的鋼管，連接時采用焊接形式，即加高部分焊接在原有胎架項部的鋼板上。（4m標(biāo)準(zhǔn)段胎架截面尺寸與6m標(biāo)準(zhǔn)段胎架相同，高為4m）。

根據(jù)疊合梁節(jié)段自重及現(xiàn)場地質(zhì)條件，臨時胎架采取鋼管支架。根據(jù)各支承段的受力特點，綜合考慮現(xiàn)場的支承環(huán)境，采用兩個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)胎架組合，立置在疊合梁橫向分段處。每排胎架頂部設(shè)置20個20t千斤頂，臨時胎架調(diào)節(jié)采用調(diào)節(jié)段（高度為500mm）與千斤頂進行，主要用于疊合梁吊裝時調(diào)節(jié)疊合梁標(biāo)高和安裝結(jié)束后進行疊合梁整體卸載。

胎架的兩側(cè)分別設(shè)置防撞裝置、反光防撞桶，同時設(shè)置彩瓦圍擋，內(nèi)用腳手架支撐對胎架進行圍護，以避免車輛直接撞擊支架。

3.2.2 鋼梁吊裝

（1）疊合梁驗收合格后，方可組織吊裝。

（2）吊裝前必須編制切實可行的吊裝方案。包括吊耳、卸扣、鋼絲繩的承受力、吊裝機械起重能力、吊機支腿下地面承載力、預(yù)拱度（胎架自身變形及疊合梁自身撓度）的驗算等。根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定吊裝機械平面位置布置圖及吊裝順序，并根據(jù)現(xiàn)場實際起吊重量，復(fù)核吊裝機械是否滿足要求。

（3）疊合梁吊裝所需機械、車輛等較多，場地要求大，因此必須事先作好相關(guān)區(qū)域的交通組織設(shè)計并報交警部門審批通過。在吊裝現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置安全警戒標(biāo)志，并設(shè)專人監(jiān)護，非作業(yè)人員禁止入內(nèi)，提前設(shè)立安全圍護及交通引導(dǎo)標(biāo)識，并安排好專職人員引導(dǎo)車輛通行。吊裝前選擇最優(yōu)的吊機及運輸車輛站位，減小對交通的影響。

（4）正式吊裝前，應(yīng)對進行疊合梁試吊裝檢驗。試吊裝檢驗要求：仔細(xì)查詢天氣情況，確保試吊安全。起吊設(shè)備按照指定位置就位，支腿位置適當(dāng)鋪設(shè)鋼板或者路基箱。試吊前復(fù)核起重性能，確保試吊的安全。試吊構(gòu)件起吊后，起吊構(gòu)件正下方拉設(shè)安全防護繩，確保行人安全。構(gòu)件起吊后靜止12min，并指派專人看護，并實時進行監(jiān)測。構(gòu)件試吊順利通過后，進行結(jié)構(gòu)正常吊裝。正常吊裝時在鋼梁下放過程，應(yīng)注意避免碰撞支座導(dǎo)致偏位。

（5）疊合梁的焊接主要以高空組裝焊接為主，現(xiàn)場焊接采用手工電弧焊、CO2氣體保護焊。焊接接頭形式包括：頂板橫向?qū)雍缚p、底板橫向?qū)雍缚p、腹板橫向?qū)蛹扒堆a段焊接?，F(xiàn)場焊接總體順序為：先焊接塊體間橫梁對接焊縫，然后焊接節(jié)段之間一周環(huán)向?qū)雍缚p，最后進行嵌補段的焊接。節(jié)段之間的一周環(huán)向?qū)雍缚p，采用CO2氣保焊焊接。焊接順序為：疊合梁腹板對接→底板對接→頂板對接→加勁肋嵌補對接→橋面系附屬件等。對焊縫質(zhì)量進行全程跟蹤檢驗，焊縫施焊24h，經(jīng)外觀檢驗合格后，再進行無損檢驗。無損檢測采用超聲波探傷、射線和磁粉探傷三種方法隊焊縫進行檢驗，達(dá)到各自的質(zhì)量要求后，該焊縫方可認(rèn)為合格。

（6）除銹及涂裝

工地連接接縫經(jīng)檢驗合格后，其外表面應(yīng)用噴砂除銹，并達(dá)到GB/T8923-2008規(guī)定。為保證主線橋建成后整體外形漂亮美觀，在整橋安裝完畢，焊縫防腐處理結(jié)束后對整橋涂裝最后一道面漆，涂裝前應(yīng)認(rèn)真做好清潔工作，力求集中調(diào)色，一次噴涂成膜。面漆涂裝完畢后，待面漆干燥后應(yīng)及時對面漆的外觀、厚度、結(jié)合力等指標(biāo)進行檢查，不合格處及時返工處理，不得有漏涂、流掛等外觀缺陷。

（7）在疊合梁合攏前，復(fù)測兩側(cè)已完成單元與合攏單元交界箱梁控制坐標(biāo)，記錄偏差值。實測合攏段連接構(gòu)件之間的實際長度，并與理論構(gòu)件長度進行比較、修整，以便對實際制作長度進行調(diào)整。

3.2.3 橋面板施工

橋面板在預(yù)制場內(nèi)進行預(yù)制，標(biāo)號C50，檢驗合格后運至現(xiàn)場吊裝。疊合梁焊接連接完成后，進行預(yù)制鋼筋混凝土橋面板安裝及現(xiàn)澆部分施工。流程如下：預(yù)制橋面板吊裝→現(xiàn)澆部分鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑→拆模養(yǎng)生。

（1）預(yù)制橋面板吊裝

預(yù)制橋面板檢驗合格后運至施工現(xiàn)場，疊合梁橋面板施工采用預(yù)制板進行分塊吊裝。吊裝橋面板之前，復(fù)測鋼梁頂面高程，并報監(jiān)理驗收；吊裝橋面板之前，按圖紙要求在鋼梁頂面安裝好？準(zhǔn)20mm橡膠條，不得遺漏；橋面板吊裝采用100T汽車吊，汽車吊站位考慮支撐胎架高度、汽車吊的吊重、混凝土墩的位置，鋼絲繩與卸扣等吊具的選用和鋼梁一致，采用四根鋼絲繩的四點吊法；沿橋中線順橋方向向兩側(cè)均布安裝；吊裝需由專業(yè)人員指揮，吊裝時從一端逐步向另一端推進吊裝，確認(rèn)型號后吊裝就位，保證預(yù)制板與橡膠條壓實緊密。

（2）現(xiàn)澆濕接縫及挑臂鋼筋綁扎

鋼筋在施工現(xiàn)場的鋼筋加工場加工后吊運到橋上進行綁扎，鋼筋的種類、型號及規(guī)格尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求。

（3）懸挑模板施工

現(xiàn)澆翼緣板挑臂采用懸挑模板施工，濕接縫、挑臂現(xiàn)澆采用1.5cm厚的雙面復(fù)膜竹膠板，竹膠板用10×10cm方木加工成一體，根據(jù)挑臂長度在現(xiàn)場加工拼裝，竹膠板必須選用表面平整、光潔，邊角直順的整張板材進行加工。竹膠板后背加固用大板及方木在使用前應(yīng)先進行壓刨整平，經(jīng)過檢查平整度合格及厚度一致方可投入使用。

①方木鋪設(shè)：在預(yù)制面板上面順橋向搭設(shè)10cm×10cm的方木，注意方木表面要平整。

②工字鋼搭接：將10#b工字鋼搭接與鋪設(shè)好的方木之上，工字鋼間距為70cm一根，長度為6m。

③方木+對拉螺栓組合吊裝：將長為1.2m的10cm×10cm方木與兩根？準(zhǔn)14對拉桿組合的方式組成一套對拉裝置，對拉桿與方木接觸處墊10cm×10cm×1.4cm鋼墊片，對拉桿通過蝴蝶扣固定于兩根？準(zhǔn)48鋼管之間，鋼管分兩排順橋向布置。

④方木墊設(shè)：竹膠板與對拉裝置之間順橋向墊設(shè)4根5cm×10cm的方木，并與底部模板釘牢。

⑤方木鋪設(shè)完成后進行翼緣板模板安裝。

（4）混凝土澆筑及養(yǎng)生

①端橫梁填充混凝土采用C30混凝土，現(xiàn)澆懸臂端混凝土采用C50微膨脹混凝土，根據(jù)現(xiàn)場情況確定混凝土生產(chǎn)和運輸?shù)姆绞?，混凝土到現(xiàn)場后應(yīng)先檢測塌落度，塌落度控制在14～16cm，符合要求后方可施工，澆筑方式為泵送。

②濕接縫混凝土一次澆筑到位，振搗棒與側(cè)模應(yīng)保持5～10cm的距離，嚴(yán)禁振搗棒直接接觸模板。每次振搗必須振搗至混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿時方可提出振搗棒。

③振搗完成后對頂面混凝土進行抹面施工，初凝后用拉毛器沿垂直行車方向拉毛。

④現(xiàn)澆接縫混凝土需用無紡?fù)凉げ几采w并撒水養(yǎng)護14d以上，混凝土強度達(dá)到100%方可拆模。

3.3 質(zhì)量控制

（1）臨時支撐胎架質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按《建建筑施工臨時支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（JGJ300-2013）執(zhí)行，用Midas/Gen建模計算，根據(jù)施工圖紙對支撐胎架進行整體建模，按照施工過程不利情況進行驗算，經(jīng)驗算在最不利情況下仍滿足施工條件。

（2）鋼結(jié)構(gòu)加工制作質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ50017-2003）、《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》（GBT714-2008）執(zhí)行。

（3）鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（TB10212-98）、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50221-2001）執(zhí)行。

（4）鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB50661-2011）執(zhí)行。

（5）鋼結(jié)構(gòu)無損檢測質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級》（TB11345-89）、《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》（GB3323）、磁粉探傷應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《無損檢測焊縫磁粉檢測》（JB/T6061）的規(guī)定執(zhí)行。

（6）鋼結(jié)構(gòu)涂裝質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》（JT/T722-2008）執(zhí)行。

（7）橋面板施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)按《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》（CJJ2-2008）執(zhí)行。

3.4 安全措施

（1）鋼梁運輸必須注意行車安全，對沿線道路進行安全排查，保證運輸線路高度、寬度、限載等均滿足運輸要求。

（2）構(gòu)件制作時按設(shè)計圖紙預(yù)拱度進行起拱，現(xiàn)場安裝時，支撐胎架應(yīng)穩(wěn)定牢固，并保證疊合梁就位后胎架調(diào)整節(jié)連接可靠牢固。利用胎架搭設(shè)焊接維護平臺，確保焊接火花不濺落到車輛及行人。

（3）起吊工作開始，首先進行試吊。將起吊繩索逐漸張緊，使構(gòu)件微離地面，停止作業(yè)，仔細(xì)檢查構(gòu)件捆綁是否松動、起吊設(shè)備和吊具有無異常，經(jīng)試吊1～2次后，確認(rèn)可靠后，方可進行正式起吊，且禁止有人員停留。

（4）疊合梁施工涉及高空作業(yè)，在疊合梁一側(cè)設(shè)置上下垂直通道，并采用安全網(wǎng)對通道進行封閉，通道入口設(shè)置安全警示牌，保證工人上下作業(yè)安全。

（5）主梁安裝完畢后，立即進行施工安全維護，在主梁的四周焊接腳手架管，然后使用鋼絲繩相連，作為主梁的施工安全圍欄，懸掛警示標(biāo)語，保證作業(yè)安全。

（6）構(gòu)件吊裝時，根據(jù)吊裝需要設(shè)置兩道或多道纜風(fēng)繩，并由專業(yè)人員操作，保證構(gòu)件吊裝和就位的安全。

（7）混凝土澆筑必須嚴(yán)格按照技術(shù)交底進行，保持對稱、勻速澆筑，并及時振搗，并對支架模板進行監(jiān)控，出現(xiàn)問題及時排除。

（8）保持施工現(xiàn)場清潔，嚴(yán)禁違章作業(yè)。

3.5 環(huán)保措施

（1）對影響較大的聲、光因素，通過隔、擋、吸等措施，盡可能降低對外界的影響。

（2）噴砂除銹在封閉空間內(nèi)實施，減少粉塵污染，操作人員佩帶相應(yīng)防護套裝。

（3）涂裝采用高壓無氣噴涂工藝減少污染，操作人員佩帶相應(yīng)防護套裝。

4 結(jié)束語

總之，鋼-混疊合梁的結(jié)構(gòu)形式以其發(fā)揮兩種材料各自優(yōu)勢的合理性，施工造價的經(jīng)濟性，以及與橋面鋪裝結(jié)合性能好的突出優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用，適用于當(dāng)高架橋需跨越交通干道、交通樞紐、河道、地面橋等較大跨度位置的情況下。通過采用鋼-混疊合梁進行跨平安大道、相濟路口施工，保證了施工進度、質(zhì)量和安全，節(jié)約了成本；同時，通過對兩跨疊合梁施工進行總結(jié)，為后續(xù)類似工程施工提供了一定的參考意義。

收稿日期：2018-8-8