羅慎杰
(中鐵十九局集團有限公司,北京 100176)
組合梁包含2大部分,即鋼構件及混凝土?;炷恋目箟核捷^高,鋼構件具有良好的抗拉強度,持久性強,有利于裝配化施工、工廠化制造、回購等。對于大跨徑以及受力情況較為復雜的橋梁,采用組合梁的形式可以充分發(fā)揮結構的性能。在組合梁的作用下,將會使梁在壽命內的使用成本減少,從而工程質量也有所提高。
杭甬高速復線寧波一期威?;ネㄔ训朗┕^(qū)域處于海域灘涂區(qū),匝道上部結構均為鋼混組合梁,跨徑有28.3 m,29 m,30.5 m,30.7 m,31m,50m,8.5 m斷面寬度橋梁由2片鋼板梁組成,匝道分叉口寬(13.95~26.58)m,由3片或4片組成,通過橫梁連接,30 m長單片140 cm槽口型鋼箱梁重約36 t,因棧橋位置及受力結構限制,箱梁架設困難,一次吊裝總量大,吊裝設備作業(yè)半徑大,對設備及棧橋受力要求極高,造成成本投入加大。
匝道分叉區(qū)域及普通區(qū)一次吊裝總量大、作業(yè)半徑大,對吊裝設備及作業(yè)平臺要求高。結合實際施工工藝,在數值理論分析基礎上分解一次架設梁的配重,部分廠焊改為現場焊接或栓接,降低對架梁設備及場地的要求,確保安全質量,降低施工成本。
縱斷面線形設計是在滿足規(guī)范要求前提下,綜合考慮地形條件、工程量、平縱組合等因素,通過平、縱、橫優(yōu)化設計,以形成較好的立體線性。互通立交范圍平、縱面主要技術指標見表1。
基于計算理論的深度發(fā)展,對應的組合梁截面形式也在逐步豐富起來??v觀當下各工程案例可知,鋼混組合梁可分為3種形式。
表1 平、縱設計主要采用指標
(1)組合箱梁。常見于曲線以及大跨徑橋梁中。其整體穩(wěn)定性普遍良好,具備更優(yōu)良的抗扭性能;所形成的梁高度普遍偏低;允許使用大量的傾斜腹板,從而縮減底板寬度,并增強結構的美觀性;由于混凝土表面處于被封閉狀態(tài),因此可以抵抗外界各類因素的破壞,大幅減小養(yǎng)護工作量。
(2)組合橋梁。常見于大跨徑橋梁。不僅實用性強還具有良好的審美特性;梁整體偏高;各個節(jié)點分布較為復雜;基于大量桿件外露的原因,容易受到外界環(huán)境的影響;后期養(yǎng)護工程量大。
(3)組合板梁。常見于中小跨徑橋梁。其穩(wěn)定性良好;整體高度偏低;基于結構簡單的特性對應的施工難度更小;基于大量桿件外露的原因,容易受到外界環(huán)境的影響;后期養(yǎng)護工程量大。
(1)合格的材料是確保工程質量的基本條件,在下料前應對材料厚度以及平直度進行檢驗,確保材料各個指標介于允許的誤差范圍內,具體可見表2,表2中L為鋼板長度。下料時應避免損傷部位是對鋼板及型材的要求;鋼材表面凹痕及破壞不能太明顯。
表2 材料的形狀要求及矯正允許偏差
(2)在工廠制造中,無論是鋼梁分段作業(yè)還是頂、腹板焊接,二者均需要達到工程標準。鋼梁的分段區(qū)域通常以邊界面為佳,完成分段作業(yè)后需要對結構進行質量檢驗,達到標準后便可將分節(jié)段運輸至指定施工地點,而后妥當存放。
(3)工程主體結構的材料采用Q345qD級鋼,材料的選用相當嚴格,無論是材料成本還是結構性能都需要滿足規(guī)定要求。鋼材不可出自不同的廠家,應始終從同一廠家手中采購材料,確保各材料的規(guī)格一致性。對于任意10個批號產品而言,均需要從中抽查一組進行檢測,以此確保材料質量。
(4)在基準溫度為15℃的環(huán)境下,將材料的名義尺寸作為基準,從而獲悉構件具體尺寸?;趯囟刃拚?、加工余量等因素的考慮,需要提升制造精度。
(5)桿件經過精切后應留出一定的圓角,對應的R值應>2 mm,精切后的各棱邊應具有一致性,并控制小角涂抹厚度,通過打磨的方式可以提升圓弧精切質量。
(6)隨意焊接臨時構件在鋼主梁上施工時是禁止的。
(7)預拱度需要達到精度標準,同時應充分考慮豎曲線所帶來的影響。
每日每臺班生產時應按照既定規(guī)定完成,同時對焊接的各個工序進行嚴格的檢驗,當焊接條件發(fā)生變化時,應選用2個栓釘試焊,而后對焊接成品的外觀進行檢查,并展開35°角彎曲試驗。當其中某一栓釘結構受損后,需要再次對焊接成品進行質量檢測,確保焊接涉及的各個工藝參數符合工程標準。在一定誤差范圍內(±25%),焊接厚度允許出現一定的變動。在試焊過程中應保證試板與工件在材料方面的一致性。
在進行橋面板施工時,對應的澆筑施工應在鋼梁上進行,完成澆筑后必須進行保溫養(yǎng)護,以此確保質量。對于混凝土結構而言,其保溫養(yǎng)護時長應控制在14 d以內。依據設計方案以及工程標準圍繞橋面板展開施工,確保平整度誤差控制在±3 mm,采用規(guī)格為2 m的靠尺進行檢測,確保板厚公差在(0~3)mm。通過對橋面板進行拉毛處理,可以提升作業(yè)的精度水平。
(1)對橋面板混凝土進行鑿毛處理,表面鑿毛厚度應控制在(5~10)mm。同時,澆筑混凝土施工時應采取濕潤措施,從而提升新老混凝土的粘合性,實現二者的穩(wěn)固組合。
(2)將腹板間距控制在2.8 m,對于工字梁,應在二者的間隔區(qū)域內鋪設木方,對應長度以2.6 m為宜,并采用邊長為100 mm的正方形橫向鋪設方式,而后用鋼釘連接并有效地將細縫組合。
(3)鋼筋綁扎。使用鋼筋定位措施是為了更好地鋼筋綁扎,保證安裝時精確到位。
(4)模板安裝。底模的安裝是為了有效地進行施工,為謹防漏漿,模板方圓采用高強止?jié){橡膠條制漿。
(5)混凝土澆筑。完成混凝土振搗澆筑作業(yè)后,應輔助使用平板振動器對其進行振搗處理,木抹子可以改善梁頂粗糙現象,而后在混凝土初凝之前應展開二次收漿作業(yè)。
(6)混凝土養(yǎng)護。對于常溫情況而言,養(yǎng)護過程需要使用到無紡土工布,通過包圍的方式達到養(yǎng)護效果,對應時間應超過14 d。靜置(1~2)h后是為了更好的濕接縫澆筑,帶模澆水保養(yǎng)脫模后,在冬季澆水時氣溫應≥5℃,帶模澆水養(yǎng)護時間越長,保溫措施要做得更好。
(7)濕接縫(現澆段)施工是較重要的一道工序,不同的橋梁受力狀態(tài)將會對施工質量造成影響。若橋梁的使用功能已經受到破壞,此時需要采取簡支梁規(guī)?;┕し绞?,而后需要將相鄰跨塊進行連接。
(1)支座墊石的標高、位置進行報驗時是支座安裝的前提,支座安裝是通過經監(jiān)理工程師檢驗是否合格才能完成。
(2)支座板上的十字中心線與墊石上的十字線要一致相吻合,對于支座安裝在支座墊石上需要在設計支座位置處應劃出十字中心線。
(3)落梁。操作過程中應講求緩慢平穩(wěn)的原則,根據現場環(huán)境的不同適時變換梁底高程,由此可以避免支座偏壓現象。
(4)完成落梁操作后,應確保頂面處于水平狀態(tài),并對支座進行觀察,確保其不存在壓偏以及脫空等現象,可以有效的保持頂面應保持水平。這就是橡膠支座安裝后的全過程。
(5)用千斤配合調平鋼板進行調整,是為了安裝后四角的平整。
在海域施工中鋼混疊合梁相對于傳統現澆梁有很大優(yōu)勢。對于大跨境橋梁而言,基于鋼混疊合梁的方式可以顯著減低橋梁高度,并充分發(fā)揮出了混凝土與鋼構件的特性。此方案可以提升橋梁的受力性能,具有高度的抗壓以及抗拉性能,同時施工所耗費的周期更短,不會對橋下區(qū)域的通常造成影響。整體來說,此方式可以滿足當下橋梁結構的功能需求,同時具有良好的經濟效益,對于交通量大、跨徑大的橋梁工程而言尤為適用。
鋼混凝土組合梁橋已經逐步取代了傳統橋梁類型,廣泛用于橋梁工程中,顯著促進了我國交通事業(yè)的發(fā)展。對此,探究組合梁橋鋼板預處理、制作及拼接、橋面施工等環(huán)節(jié),通過技術深化的方式,提升組合梁橋的質量。