跨線鋼混組合梁快速建造施工技術(shù)研究

高望 趙金銳

摘要 鋼混組合梁的常規(guī)安裝方法如分榀吊裝不能滿足一些橋梁的工期要求及低社會影響要求。文章提出了一種基于移運裝備的鋼混組合梁整跨快速建造方法，依托某高速公路跨線橋快速拆建項目，詳細介紹了從整跨預制到整跨移運安裝的施工工藝，并對梁體預制支撐方式進行了結(jié)構(gòu)分析對比。該方法將占路施工時間由常規(guī)工藝的8 h以上降低至3 h，降低了施工對交通的影響，為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞 鋼混組合梁;快速建造;整跨預制;交通影響;計算分析

中圖分類號 U448.17;U445.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）12-0126-03

收稿日期：2022-06-02

作者簡介：高望（1989—），男，碩士研究生，工程師，研究方向：橋梁快速拆建、移位。

0 引言

鋼混組合梁作為最熱門的裝配式橋梁，大量應用于跨線橋，通過在工廠內(nèi)預制，在施工現(xiàn)場快速組拼施工，以減少橋梁施工對交通的影響[1-6]。但現(xiàn)有常規(guī)組拼方法多為分榀吊裝，然后預制或安裝橋面板，其占路作業(yè)時長仍然無法滿足繁忙路段的交通要求。

基于移運裝備的橋梁拆除方法，將梁體整跨馱運至道路外側(cè)從而降低施工對交通的影響，已在國內(nèi)得到推廣[7-9]。能否將移運裝備用于新橋的快速安裝，同時保證梁體安全無損，是一個熱門論題。

1 工程概況

沈海高速公路水口至白沙段（開陽高速）改擴建工程，全長125.2 km，起點接佛開高速，終點接陽茂高速，途經(jīng)江門市的鶴山市、開平市、恩平市、陽江市的陽東區(qū)和江城區(qū)，由原來雙向四車道改擴建為雙向八車道，路基寬度由28 m擴建為42 m，設計時速120 km，主要采取沿舊路兩側(cè)拼接加寬，需對沿線三個標段的跨線橋梁拆除重建以擴寬路基。

新橋結(jié)構(gòu)原設計為混凝土小箱梁，完成下部結(jié)構(gòu)施工后，封閉高速公路12 h，分榀吊裝小箱梁，然后跨路施工新橋橋面系。新橋具備通車條件后，封閉高速公路12 h，爆破或切割吊裝拆除老橋。由于沈海高速車流量較大，地方道路無法滿足長時間車輛導行分流，需引進新工藝減少高速公路封閉時長。

通過方案比選，選定了鋼混組合梁，并采用整跨馱運方案架設，10座橋梁分幾個批次同步安裝，單個批次最短封路時間3 h。橋梁移運施工現(xiàn)場照片見圖1。

2 鋼混組合梁快速建造工藝

2.1 總體思路

鋼混組合梁分節(jié)段在工廠內(nèi)加工制作，各部件驗收合格后進行預拼裝，拼裝合格后運輸至橋位附近的拼裝場地進行正式組裝成型，現(xiàn)澆橋面板，澆筑濕接縫、橋面鋪裝、防撞護欄，養(yǎng)護后通過移運裝備馱運至橋位安裝就位，最后進行伸縮縫的安裝，在伸縮縫混凝土養(yǎng)護完成后開放天橋交通。

2.2 梁體整跨預制

為減少跨路施工作業(yè)，對鋼混組合梁整跨預制，先在模塊化支撐系統(tǒng)上拼裝裝配式梁體，然后搭設滿堂支架現(xiàn)澆橋面，現(xiàn)澆橋面鋪裝及護欄。

2.2.1 搭設模塊化支撐系統(tǒng)

以移運裝備的支撐系統(tǒng)作為新橋梁體拼裝平臺，減少施工過程體系轉(zhuǎn)換。模塊化支撐系統(tǒng)下設置擴大基礎，避免基礎沉降。

2.2.2 裝配式梁體拼裝

鋼混組合梁結(jié)構(gòu)鋼梁節(jié)段為方便運輸，可在工廠內(nèi)分段加工。劃分原則為根據(jù)道路實際情況選擇能滿足轉(zhuǎn)彎半徑的車輛，車輛載重能力必須滿足分段梁段最大重量，同時起重設備起重性能滿足要求，在保證上述前提情況下最大限度地減少節(jié)段數(shù)量，以減少運輸、現(xiàn)場吊裝及栓接頻次。

鋼梁在存梁場地內(nèi)拼裝胎架上焊接成完整的獨立整箱，然后整箱吊裝至模塊化支撐系統(tǒng)上，焊接箱間橫隔板。

2.2.3 橋面系施工

橋面系施工在車載支撐系統(tǒng)支撐的懸臂體系下施工，可保證梁體頂升體系轉(zhuǎn)換時橋面混凝土處于無應力狀態(tài)，落梁體系轉(zhuǎn)換時橋面混凝土處于壓應力狀態(tài)。

（1）箱內(nèi)頂板支撐系統(tǒng)。箱內(nèi)橋面板混凝土澆筑以鋼箱梁底板為支撐點，搭設滿堂鋼管腳手架，橫橋向立桿間距39～40 cm，縱橋向立桿間距1.5 m，立桿下方設置8 cm厚模板條。在高度方向上下間隔1.5 m分別設置一排縱、橫向聯(lián)接腳手鋼管，使所有立桿聯(lián)成整體。箱內(nèi)鋼管支撐應避開肋板及橫隔板。鋼梁作為橋面板現(xiàn)澆支撐結(jié)構(gòu)，在鋼梁底未設置鋼支撐，箱梁支架側(cè)面布置見圖2。

（2）翼緣板支撐體系。箱外橋面板混凝土澆筑以地面為支撐點，搭設滿堂鋼管腳手架，橫向立桿間距20～

40 cm，縱向立桿間距1.2 m。在高度方向每間隔1.5 m設置一排縱、橫向聯(lián)接腳手鋼管，使所有立桿聯(lián)成整體?？v向、橫向從底至頂設置連續(xù)豎向剪刀撐?？v橋向設置6排，設置于三塊箱外支撐架外側(cè)鋼板上。橫向每3.6 m設置一排豎向剪刀撐。鋼管4.5 m高處設置橫向剪刀撐。箱外支撐應避開馱梁支架。

（3）預壓。支架模板搭設完成后，采用沙袋堆載預壓，荷載按支架需承壓荷載的1.1倍考慮，以消除支架地基的不均勻沉降和支架的非彈性變形。

支架預壓加載分3級進行，依次施加的荷載為單元內(nèi)預壓荷載值的60%、80%、100%。每級加載完后，間隔12 h對支架沉降量進行監(jiān)測;當支架測點連續(xù)2次沉降差平均值均小于2 mm時，方可繼續(xù)加載。

（4）橋面板鋼筋混凝土施工。按設計圖進行鋼筋綁扎，混凝土澆筑前，對支架系統(tǒng)、模板、鋼筋及其他預埋件進行認真檢查?；炷翝仓^程中，對支架系統(tǒng)全過程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。同時，對支架做好觀測標記，隨時檢測支架沉降變形動態(tài)，為后面施工提供有關(guān)依據(jù)。

混凝土澆筑一次成型，采用1臺泵車，從跨中往兩端澆筑，橫向宜由低向高，壓茬趕漿法逐漸推進澆筑，保持水平分層。

（5）橋面系現(xiàn)澆。橋面板混凝土強度達到設計要求后，采用常規(guī)工藝現(xiàn)澆橋面防撞護欄及混凝土橋面鋪裝。

2.3 梁體移運安裝

2.3.1 裝備配置

移運裝備采用48 t/軸線的模塊車，以30 m跨鋼混組合梁為例，單跨橋梁重506 t，車梁總重約666 t，采用20軸線（2臺4軸線，2臺6軸線模塊車）模塊車進行馱運，模塊車與梁平行布置。20軸線模塊車總額定載重800 t>666 t，模塊車理論油壓20.8 MPa。移運裝備布置見圖3。

2.3.2 梁體整體頂升

第一步：使用液壓軟管將2列車載裝備組成4點支撐，并聯(lián)接好并車電纜，并將車輛調(diào)到并車模式。

第二步：采用1臺遙控器操縱4組模塊車組逐步上升，同步升高模塊車，使上構(gòu)及支架重量完全由模塊車承擔，完成體系轉(zhuǎn)換。頂升采取分級頂升的形式，每級頂升5 cm，頂升速度控制在20～50 mm/min之間。

第三步：檢查4點壓力是否均衡，調(diào)整4點壓力壓差值小于5 MPa。

2.3.3 梁體整體移運

移運裝備馱運梁體，從存梁場地出發(fā)，沿移運路徑通過直行、旋轉(zhuǎn)，同時將4跨（2幅）梁體移運至新建橋址位置。移運過程中對梁體空間姿態(tài)進行監(jiān)測防止梁體傾覆，對梁體應力進行監(jiān)測防止橋面板混凝土開裂，對模塊車油壓進行監(jiān)測防止車輛故障。

通過移運裝備微調(diào)精確就位后同步降低模塊車高度完成落梁。

2.3.4 梁體移運占路時間控制

占路施工時間為該工法的優(yōu)勢也同樣是不可有閃失的考核指標，單跨梁體移運安裝占路施工時間規(guī)劃見表1，約2.5 h。

3 鋼混組合梁快速建造計算分析

3.1 施工階段主梁計算結(jié)果及安全控制限值

3.1.1 施工工況

鋼混組合梁計算工況包括：鋼梁拼裝、現(xiàn)澆橋面板、鋼梁馱運、成橋。

3.1.2 橋面板混凝土安全控制分析

基于整跨移運的鋼混組合梁橋在頂升移運過程中，可能會出現(xiàn)局部支點沉降過大的情況，針對這種單支點沉降的不利工況，項目組通過數(shù)值分析研究了主梁受力狀況。以C50混凝土的軸心抗拉強度標準值2.64 MPa為限值，通過計算發(fā)現(xiàn)：單個支點沉降2.5 cm，組合梁橋面板最大拉應力達到2.62 MPa，因此2.5 cm為支點沉降的安全限值，施工過程中需對該沉降進行控制。

3.2 懸臂施工與滿堂支架施工計算對比

該項目鋼混組合梁施工過程中，鋼梁并未采用傳統(tǒng)的滿堂支架法施工，而是架設在SPMT模塊車支架上，鋼梁處于懸臂狀態(tài)，混凝土板澆筑時，支架支點處鋼梁下緣受壓，上緣受拉，混凝土板澆筑后在頂升狀態(tài)下是無應力狀態(tài)。若采用滿堂支架法施工，鋼梁處于無應力狀態(tài)，但是頂升過程中會造成支撐點處混凝土板拉應力較大。項目組對兩種施工方案進行了計算對比，見表2。

通過計算結(jié)果可以看出：懸臂法施工對鋼梁不利，成橋后鋼梁應力有小幅度增加，但是安全儲備仍然很高，結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。但是懸臂法施工，混凝土板的應力大幅降低，可以避免施工過程中懸臂根部橋面板開裂。

4 結(jié)語

通過案例實踐及技術(shù)總結(jié)，提出了一種基于移運裝備整跨安裝的鋼混組合梁建造技術(shù)。

（1）提出了由支撐系統(tǒng)搭設、梁體拼裝、橋面系施工組成的梁體整跨預制方法，以及裝備配置、梁體頂升、梁體移運支撐的梁體整跨移運安裝方法，并將占路施工時間這一關(guān)鍵控制指標提出了參考值。

（2）對鋼混組合快速建造工藝施工工況進行結(jié)構(gòu)分析，提出了施工安全控制指標。

（3）就橋面板現(xiàn)澆懸臂施工與滿堂支架施工工藝進行結(jié)構(gòu)計算分析對比，得出懸臂法施工可將混凝土板的應力大幅降低，可以避免施工過程中懸臂根部橋面板開裂。

參考文獻

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