淺析鋼砼組合梁總拼技術(shù)及計(jì)量計(jì)價(jià)難點(diǎn)

■林杰珍

(泉州市交通工程規(guī)劃建設(shè)管理處，泉州 362000)

1 概述

泉州灣跨海大橋主橋?yàn)殡p塔分幅式組合梁斜拉橋，主梁采用分幅結(jié)構(gòu)型式，分為左右幅兩部分制造，單幅主梁為PK 式流線形扁平組合梁，除索塔主梁外，兩側(cè)均設(shè)置風(fēng)嘴。全橋鋼砼組合梁共計(jì)17 種類型，166 個(gè)梁段。主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖1 所示。

主橋上部結(jié)構(gòu)采用干拼鋼砼組合梁結(jié)構(gòu)， 梁段間的砼板采用剪力鍵+環(huán)氧涂層干拼的接頭型式為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。這種接頭型式取消了高空現(xiàn)澆作業(yè)， 每個(gè)節(jié)段至少縮短4～5 天，從而極大地提高了工效，縮短了復(fù)雜海域的作業(yè)時(shí)間，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。但工藝較復(fù)雜、安裝難度較大、精度要求較高，這對(duì)主梁的預(yù)制、安裝都提出了較高要求。本文簡(jiǎn)要介紹了鋼砼組合梁總拼技術(shù)， 并對(duì)其部分計(jì)量計(jì)價(jià)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，供相關(guān)人員參考。

2 組合梁總拼技術(shù)

泉州灣跨海大橋主橋主梁橋面板較薄(28cm)，縱橫向預(yù)應(yīng)力難以全部采用預(yù)應(yīng)力鋼束， 在保證縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的前提下，橫向預(yù)應(yīng)力采用對(duì)鋼梁施加反拱獲取，該工藝在國(guó)內(nèi)橋梁中首次運(yùn)用。

主梁預(yù)制板采用環(huán)氧樹(shù)脂膠接，懸臂拼裝過(guò)程中，當(dāng)梁段軸線偏位較大時(shí)很難進(jìn)行調(diào)整， 預(yù)制板和鋼梁在工廠進(jìn)行總拼，組合節(jié)段梁采用“4+1”短線法進(jìn)行匹配，將匹配結(jié)果反饋給懸臂拼裝現(xiàn)場(chǎng)。

2.1 主要施工流程

組合梁吊裝主要施工流程為： 鋼結(jié)構(gòu)鍛造焊接→預(yù)制板廠內(nèi)生產(chǎn)→鋼梁“4+1”胎架就位→橋面板安裝→組合梁線性調(diào)整→反拱架安裝→液壓系統(tǒng)安裝調(diào)試→反拱施加→濕接縫混凝土澆筑→臨時(shí)匹配， 導(dǎo)向裝置連接→反拱架拆除→前4 片梁段脫離，運(yùn)至懸拼現(xiàn)場(chǎng)

圖1 主梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖

2.2 鋼梁“4+1”胎架就位

鋼結(jié)構(gòu)在廠內(nèi)生產(chǎn)鍛造焊接成單元件，同時(shí)，混凝土橋面板在廠內(nèi)預(yù)制生產(chǎn)。 首輪5 片鋼梁由運(yùn)梁車運(yùn)抵總拼場(chǎng)地依次存放于混凝土支墩上。為方便現(xiàn)場(chǎng)倒運(yùn)，鋼梁堆放均采用砼支墩的形式，鋼梁支墩采用混凝土制作，為臺(tái)形，高度為175cm(支墊鋼梁)、145cm(線形調(diào)整)，施工具體要求如下。

(1)鋼梁線形調(diào)整通過(guò)臨時(shí)支墩上的三向千斤頂調(diào)整鋼梁預(yù)拼線形，高程依據(jù)監(jiān)控指令，通過(guò)在砼支墩上墊鋼板進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(2)安裝鋼梁兩箱室底板臨時(shí)匹配裝置和邊腹板導(dǎo)向裝置，采用焊接的方式，待節(jié)段梁現(xiàn)場(chǎng)組裝完畢，割除臨時(shí)匹配和導(dǎo)向裝置。

(3)為增大橋面板和鋼梁摩擦力，鋼梁頂部設(shè)置1cm氯丁橡膠塊，橡膠塊在橋面板安放之前安裝到位。

圖2 臨時(shí)匹配裝置示意圖

圖3 導(dǎo)向裝置示意圖

2.3 橋面板安裝

橋面板標(biāo)準(zhǔn)厚度28cm，在鋼梁縱腹板及橫隔板上翼緣處加厚至40cm。 單幅鋼梁橫向布置3 塊預(yù)制板：10.5m和9.9m 長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段均12 塊預(yù)制板。 標(biāo)準(zhǔn)梁段橫向現(xiàn)澆縫寬50cm，縱向現(xiàn)澆縫寬分別為：46.6cm、47.2cm、70cm、50cm。 根據(jù)結(jié)構(gòu)受力需要， 在索塔附近、 中跨246m 范圍、兩邊跨各142.95m 范圍內(nèi)橋面板中布置縱向預(yù)應(yīng)力。

為了減小混凝土收縮、徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，在預(yù)拼預(yù)制板前，要求保證6 個(gè)月以上的存放時(shí)間，預(yù)制完的梁段保證兩個(gè)月以上的存放時(shí)間。

橋面板按先中板(橫橋向7.1m 寬)，后邊板(橫橋向5.69m 寬)的順序進(jìn)行吊裝，以便更快的錯(cuò)開(kāi)交叉鋼筋，減少施工時(shí)間。 吊裝過(guò)程中，嚴(yán)格控制橋面板軸線，以便預(yù)應(yīng)力管道的對(duì)接和平順。

因部分橋面板底面擱置部位可能與鋼頂板上的橡膠墊不密貼，為避免混凝土澆注時(shí)漏漿污染鋼箱，在混凝土澆注前，沿橋面板底口四周刮膩?zhàn)佣驴p，并在混凝土澆注前澆水潤(rùn)濕鋼頂板，亦可檢查橋面板底口是否滲漏。

橋面板安裝過(guò)程中，既要錯(cuò)開(kāi)剪力釘，又要防止鋼筋交叉。利用撬棍調(diào)整鋼筋位置和角度，以便橋面板順利安放到位。為了錯(cuò)開(kāi)剪力釘，可在橋面安裝到位后焊接剪力釘。

圖4 梁段橋面板布置圖

圖5 橋面板現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

橋面板吊裝位置的精度控制， 在干結(jié)面順橋向3 塊板必須確保其預(yù)應(yīng)力不銹鋼鋼管的平行度， 否則累計(jì)誤差同樣不能滿足吊裝要求。由于干結(jié)面平整度相對(duì)較高，因此粗調(diào)時(shí)，可采用靠尺橫跨濕接縫兩端，確定橋面板安裝后的干結(jié)面是否成一條直線， 否則需要根據(jù)靠尺與干結(jié)面的間隙微調(diào)橋面板。最后用經(jīng)緯儀照準(zhǔn)檢查，目鏡中目標(biāo)(橋面板干結(jié)面)與其中心十字絲重疊，即滿足要求，可以進(jìn)行下一道工序，濕接縫混凝土澆注。

2.4 反拱施加

由于橋面板28cm 較薄， 設(shè)置縱橋向預(yù)應(yīng)力鋼束和預(yù)應(yīng)力精軋螺紋粗鋼筋后，橫橋向預(yù)應(yīng)力鋼束難以施加。因此，為確保橋面板安裝到位，濕接縫澆注完成后，橋面板產(chǎn)生橫橋向預(yù)應(yīng)力，對(duì)梁段進(jìn)行反拱，即在澆注濕接縫前，將鋼梁鋼頂板的張口通過(guò)反頂進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)大，濕接縫澆注完成后，撤除反拱力，使鋼梁鋼頂板張口回縮，形成橫橋向壓應(yīng)力。

橫向反拱系統(tǒng)由專用桁架以及液壓同步千斤頂組成。單節(jié)梁段需布置3 道專用桁架，專用桁架擱置在鋼梁橫隔板對(duì)應(yīng)的邊腹板牛腿上，中腹板處用吊耳栓接，通過(guò)在中腹板處頂升千斤頂，形成兩側(cè)下擾、中間上凸的反拱效果，液壓同步千斤頂有1 臺(tái)中央油泵控制。

2.5 濕接縫混凝土澆筑

圖6 反拱架示意圖

圖7 反拱架現(xiàn)場(chǎng)圖

圖8 濕接縫混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑圖

應(yīng)變點(diǎn)數(shù)據(jù)達(dá)到反拱要求后，澆筑濕接縫混凝土，混凝土采用泵車泵送澆筑，減少施工時(shí)間。濕接縫處預(yù)應(yīng)力管道采用塑料波紋管進(jìn)行對(duì)接，接縫處采用膠布封閉，土工布綁扎嚴(yán)防澆筑過(guò)程中漏漿。混凝土澆筑順序可按照：順橋向以從梁中向兩側(cè)， 橫橋向以從單幅主梁中心線由里向外。

2.6 臨時(shí)匹配及反拱架拆除

梁段模擬懸拼現(xiàn)場(chǎng)，臨時(shí)匹配胎架梁段，測(cè)控拼縫數(shù)據(jù)并反饋至懸拼現(xiàn)場(chǎng)。鋼梁底部，胎架頂部放置4 臺(tái)三向千斤頂，利用三向千斤頂控制、調(diào)節(jié)梁段軸線及標(biāo)高。

3 計(jì)量計(jì)價(jià)難點(diǎn)分析

3.1 計(jì)量規(guī)則

鋼砼組合梁中的鋼板、型鋼等材料用量大，且大部分材料材質(zhì)為Q345C,底板匹配件、頂板齒坎等結(jié)構(gòu)工程量所占比例高， 其作用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與一般同類橋梁對(duì)比有其特殊性，這些項(xiàng)目的計(jì)量就成為一個(gè)難點(diǎn)。比如項(xiàng)目部提出匹配件的作用在主梁懸臂吊裝過(guò)程中， 一直有用且有效，應(yīng)納入計(jì)量。招標(biāo)文件補(bǔ)充技術(shù)規(guī)范對(duì)主橋組合梁的制造及計(jì)量規(guī)則均有明確。 根據(jù)“梁段制造、吊裝的工作，包括臨時(shí)托(支)架的安裝與拆除；橋上吊機(jī)的安裝、試吊與拆除；用浮吊、吊機(jī)吊裝梁段就位；箱梁段吊裝位置、標(biāo)高的控制與調(diào)整；塔梁臨時(shí)固結(jié)與拆除等，均為鋼梁和混凝土橋面板的附屬工作，不另行計(jì)量。 ”條款，不予計(jì)量。 在具體項(xiàng)目中要注意哪些可計(jì)量，哪些不可計(jì)量。 比如根據(jù)計(jì)量規(guī)則明確不另行計(jì)量的項(xiàng)目：氯丁橡膠墊圈、主梁風(fēng)嘴頂面人孔構(gòu)造、塔梁臨時(shí)約束、環(huán)氧樹(shù)脂膠、頂板齒坎、臨時(shí)吊點(diǎn)(后錨點(diǎn))；根據(jù)標(biāo)價(jià)工程量清單已有數(shù)量和計(jì)量規(guī)則可計(jì)量的項(xiàng)目：工地連接構(gòu)造、高強(qiáng)螺栓保護(hù)板、導(dǎo)向裝置。

3.2 材料調(diào)差

主橋鋼結(jié)構(gòu)鋼板規(guī)格要求特殊， 需要一次性定制和采購(gòu)。 主橋鋼梁從材料采購(gòu)、加工、組拼、安裝、驗(yàn)收達(dá)到計(jì)量條件，計(jì)量周期長(zhǎng)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)工程材料使用期的風(fēng)險(xiǎn)控制。 而價(jià)格調(diào)整與計(jì)量同步。 因此，主橋鋼梁的材料調(diào)整價(jià)差時(shí)點(diǎn)按鋼板進(jìn)場(chǎng)時(shí)間的第二個(gè)月計(jì)算。

3.3 計(jì)量方式

為確保鋼箱梁專業(yè)分包商和項(xiàng)目部的資金順利周轉(zhuǎn)，保證工程順利實(shí)施，鋼箱梁的預(yù)付款單列，預(yù)付款扣回按計(jì)量支付同比例扣回； 鋼結(jié)構(gòu)制作組裝前板單元加工完成驗(yàn)收合格后，按40%計(jì)量，分階段計(jì)量，提高資金使用效率。

組合梁節(jié)段干拼是全新的工藝， 無(wú)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)參考借鑒，存在較大的施工風(fēng)險(xiǎn)，為確保該工藝順利實(shí)施，通過(guò)試驗(yàn)為組合梁反拱、拼裝施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步優(yōu)化施工工藝提供技術(shù)保障。為此，項(xiàng)目部進(jìn)行了組合梁足尺試驗(yàn)并上報(bào)試驗(yàn)研究費(fèi)用， 其中包含橋面吊機(jī)運(yùn)輸安拆費(fèi)用、鋼梁試驗(yàn)相關(guān)加固材料費(fèi)用、試驗(yàn)研究費(fèi)、試驗(yàn)場(chǎng)地費(fèi)、梁段吊運(yùn)費(fèi)和鋼梁反拱設(shè)施等6 部分費(fèi)用。經(jīng)分析，橋面吊機(jī)運(yùn)輸安拆費(fèi)用、鋼梁試驗(yàn)相關(guān)加固材料費(fèi)用和試驗(yàn)研究費(fèi)等3 部分為試驗(yàn)所產(chǎn)生費(fèi)用， 給予支付；但試驗(yàn)場(chǎng)地費(fèi)、梁段吊運(yùn)費(fèi)和鋼梁反拱設(shè)施屬反拱組拼施工范疇，不再另行計(jì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

泉州灣跨海大橋鋼混組合梁總拼的順利實(shí)施， 保證了梁段的制作精度， 也確保了鋼混組合梁干拼連接新工藝的順利實(shí)施。 泉州灣跨海大橋主橋比計(jì)劃提前一個(gè)月順利合龍，各項(xiàng)線型指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，也證明了鋼混組合梁反拱施工取得了預(yù)期的效果。