簡支鋼-混凝土組合梁施工與控制技術(shù)

楊四朵

(中鐵十六局集團路橋工程有限公司，北京 101500)

1 橋梁概況

該橋采用簡支鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)形式，跨度50 m、寬度35 m。橋梁位于構(gòu)造侵蝕中低山地貌地區(qū)，橋梁位置區(qū)坡度較為平緩，場地附近灌木叢生長旺盛； 場地的水文地質(zhì)條件方面， 夏季雨量豐富，降雨量受季節(jié)影響較大，地下水埋藏較深，水位變化不大，主要是裂隙水，不具備腐蝕性。場地的地基土工程性質(zhì)較好，項目的橋墩采用樁基礎(chǔ)形式，樁基礎(chǔ)的持力層是中風化的白云巖。

2 施工組織流程

施工組織流程見圖1。

圖1 施工組織流程圖

3 施工材料

(1)混凝土

橋梁的上部結(jié)構(gòu)采用的混凝土等級為C50，混合料中不摻加任何的粉煤灰，組合梁的防護欄所采用的混凝土等級為C30；在橋梁的下部結(jié)構(gòu)中，當施工支座墊塊時，主要采用C50小石子混凝土，在橋墩、橋臺樁基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)中采用C30混凝土。

(2)鋼材

選用的鋼材主要包括普通鋼筋，帶肋鋼筋及光圓鋼筋，其中帶肋鋼筋工程中采用等級為HRB400，光圓鋼筋采用等級為HPB300。鋼筋的連接方式為機械連接，其連接質(zhì)量應滿足《鋼筋機械連接通用技術(shù)規(guī)程》(JGJ 107-2010)中的要求。預制面板采用的鋼板材主要有Q235c、Q345qE、Q420qE級等，本項目采用Q345qE橋梁用結(jié)構(gòu)鋼和Q345C低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。

4 梁體設(shè)計及施工過程

4.1 梁體設(shè)計

該簡支鋼-混凝土組合梁截面為工字形，共有六組鋼梁，其跨徑和梁高梁寬見表1，單品梁高度為1 850 mm，頂板和底板的寬度分別為550 mm和800 mm。腹板橫向設(shè)置的加勁肋高度為1 700 mm。主橋為六榀鋼混梁結(jié)構(gòu)，簡支鋼-混凝土組合梁最大吊裝重量為208.6 t。

表1 簡支鋼-混凝土組合梁設(shè)計組合表 單位：m

4.2 施工過程

橋梁的施工過程分為預處理鋼板、分段制作鋼結(jié)構(gòu)、檢測結(jié)構(gòu)質(zhì)量、進行簡支鋼梁拼裝、架梁、設(shè)置梁間橫向支撐、濕接縫施工、澆筑混凝土梁、澆筑護欄、涂裝、附屬設(shè)施建設(shè)、成橋等階段。每組鋼混組合梁均分六片三榀進行制作，制作完成后再在現(xiàn)場進行拼裝，拼裝時采用摩擦型的高強度螺栓進行連接。

鋼結(jié)構(gòu)橋梁中焊縫十分重要[2]，本工程施工中在梁的底板、腹板和頂板位置焊縫等級均為一級，T型對接處和橫梁、支座加勁肋等位置焊縫等級也為一級，其余設(shè)置為二級焊縫。

4.3 采用的標準規(guī)范

項目引用的標準及相關(guān)技術(shù)規(guī)范如《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》等。

5 施工控制關(guān)鍵技術(shù)

5.1 鋼梁制作

(1)組合梁所用的型鋼及鋼材的尺寸，厚度均應滿足設(shè)計要求[3]，如果存在誤差應該及時修正，鋼材的平面度和直線度應滿足要求，不能帶有凹痕和損傷痕跡，鋼材質(zhì)量的控制標準見表2。

表2 鋼板要求

(2)進行鋼梁預制時，為了保證鋼梁的質(zhì)量，分段位置設(shè)置在變截面處[4]，在分段制作后進行預制段的質(zhì)量檢測，質(zhì)量檢測合格后將預制的各段鋼梁統(tǒng)一放在橋上具體位置或者放在規(guī)劃好的統(tǒng)一堆放場地。底板和腹板的拼接縫位置需要做好合理布置，避免使拼接接頭位置承受過大應力。

(3)確保鋼材質(zhì)量，對使用的鋼材進行抽檢，抽檢不合格的禁止使用。

(4)鋼梁制作時需要考慮溫度修正和焊接余量等因素，合理控制預制構(gòu)件的長度。

(5)鋼梁構(gòu)件的精細化處理過程中，其外露的倒圓角半徑大于2 mm，使棱邊均勻，合理控制棱角涂抹厚度。

(6)禁止在鋼主梁上焊接臨時構(gòu)件，以免對主梁結(jié)構(gòu)造成不利影響。

(7)梁體的預拱度采取拋物線型設(shè)置，需要考慮鋼梁頂、底板伸縮量以及豎曲線的影響。

(8)組合梁在進行連接的過程中應當循序漸進，逐節(jié)進行吊裝后進行栓接工序。

(9)防腐涂裝。進行涂裝時，首先要保證環(huán)境的溫度和濕度等條件滿足要求，溫度適宜控制在5～38 ℃之間，空氣相對濕度約85%，在涂裝的過程中保持組合梁的混凝土表面干燥清潔。存在特殊天氣(大雨大風大雪等)時，禁止進行施工。①在進行防腐噴涂之前，應當對噴槍的空氣流量出油量和噴霧幅寬等參數(shù)做到初步了解，進行試噴后觀察噴漆狀態(tài)，以潤濕無流掛現(xiàn)象為最佳。試噴確定沒有問題后進行噴涂工作，注意補噴沒有噴涂的位置，在這個過程中需要保證噴涂厚度滿足設(shè)計要求。②及時對噴涂區(qū)域涂裝環(huán)氧樹脂，對底漆進行封閉，避免水分和堿類物質(zhì)逸散，可以進一步提高底漆面層的附著力，避免面層起包，泛堿，出現(xiàn)粉化。③涂裝中間漆，進一步提高漆膜的遮蓋力和豐滿度，涂裝溫度需控制在5 ℃以上。

5.2 鋼梁吊裝施工

鋼梁制作完成后要合理安排進場吊裝施工，根據(jù)現(xiàn)場實際環(huán)境條件協(xié)調(diào)進場時間，根據(jù)鋼梁尺寸選擇吊裝設(shè)備，吊裝過程需要配合有關(guān)部門協(xié)調(diào)交通，保護好現(xiàn)場的施工環(huán)境。制作完成的鋼梁要及時進行吊裝施工，不在現(xiàn)場進行堆放。對于雙機抬吊構(gòu)件，應先在地面進行組焊之后，通過運梁機等設(shè)備將其吊裝到位。

5.3 剪力釘施工

剪力釘?shù)暮附邮┕け仨毎凑找?guī)范要求進行，在每個臺班進行正式進行生產(chǎn)前均需要對兩個栓釘進行試焊[5]，滿足要求才可施工。如果其中一個不能滿足要求，需要重新焊接兩個栓釘繼續(xù)進行試驗。焊接過程中要及時對相關(guān)工藝參數(shù)做出合理修正，確保焊接質(zhì)量指標滿足要求。試焊所用的板材材料必須和施工所用一致，且與設(shè)計厚度的誤差須在±25%以內(nèi)。

5.4 橋梁面板施工

簡支鋼-混組合梁橋面板施工是在現(xiàn)場鋼梁上進行混凝土澆筑而成的[6]，一方面需要控制好混凝土的均勻度，密實度，塌落度等指標，確保材料質(zhì)量，對澆筑的混凝土采取及時振搗，合理控制振搗器單次移動距離，快插慢拔，使混凝土中無氣泡。另一方面，橋梁面板的澆筑工作完成后更重要的是需要對面板混凝土做好養(yǎng)護工作，保持溫度恒定，面板混凝土的養(yǎng)護時間不少于14 d，除此之外，橋面平整度、板厚公差和橋面板相對高差等應滿足設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定。

5.5 濕接縫施工

在簡支鋼-混凝土組合梁的濕接縫施工中，應當先簡支后進行連續(xù)梁施工[7]，按簡支梁進行施工后需要設(shè)置好適當?shù)臐窠涌p，使相鄰的梁緊密連接形成整體，濕接縫的質(zhì)量直接關(guān)系到梁的整體性和質(zhì)量[8]。因此，對于濕接縫處的施工質(zhì)量要進行嚴格把控，按照規(guī)范要求進行施工。

5.6 支座施工要點

支座安裝前須做好定位工作，定位符合工程要求，經(jīng)監(jiān)理驗收方可進行下一步工作。支座位置處以十字線作為標志，并設(shè)置好支座墊塊，確定好墊石位置與支座位置處重合。緩慢進行落梁施工，以便于及時對鋼梁落點予以及時修正，防止出現(xiàn)支座偏壓現(xiàn)象。在完成后進行頂面檢測，確保結(jié)果滿足要求，支座正常受力，無偏壓、脫空等現(xiàn)象發(fā)生。

6 質(zhì)量管控措施

6.1 吊裝質(zhì)量控制

鋼-混凝土組合梁橋由于體量較大，需要對吊裝施工過程進行嚴格把控，確保吊裝精度和準確度，應在吊裝之前進行精準的定位放線工作，設(shè)立專業(yè)人員對放樣定位結(jié)果進行復核，根據(jù)測量人員的放樣情況和復核結(jié)果在現(xiàn)場設(shè)立控制點、基準點等，形成有效的測量控制體系，保證鋼梁吊裝施工順利進行，確保工程質(zhì)量。

6.2 構(gòu)件質(zhì)量控制

在工程施工現(xiàn)場，常常因為構(gòu)件擺放不合理導致部分材料被壓壞或耐久性破壞而無法正常使用。工程現(xiàn)場保存構(gòu)件的場地應盡可能地平整，地基需有一定強度，場地應保持通風干燥。對工程構(gòu)件進行存放時，需要分類存放，根據(jù)其種類、型號等對其進行分區(qū)存放。在放置鋼構(gòu)件時，需要在構(gòu)件下方設(shè)置墊枕，保證鋼構(gòu)件下方存在支撐面，避免支點處發(fā)生下沉。相同的鋼質(zhì)構(gòu)件進行疊加放置時各層鋼構(gòu)件的支點應在同一個垂直線上，防止構(gòu)件被壓壞或者變形，影響施工質(zhì)量。在進行施工安裝之前，對現(xiàn)場內(nèi)所有構(gòu)件逐一進行查驗，確保產(chǎn)品安全合格，與設(shè)計要求相符，正式安裝前應由施工員和質(zhì)檢員共同檢查半成品和成品質(zhì)量，確保安裝前構(gòu)件質(zhì)量符合設(shè)計要求。

7 結(jié) 語

簡支鋼-混凝土組合梁在當前橋梁建設(shè)中應用廣泛，推動其不斷發(fā)展對工程實際有著積極意義。通過對具體工程實例施工過程進行分析，提出簡支鋼-混凝土組合梁施工技術(shù)要點和質(zhì)量控制措施，對工程實際具有指導意義。