高墩鋼混組合梁橋鋪裝混凝土吊掛現(xiàn)澆施工技術(shù)

摘要：鋼混組合梁是通過鋼梁與混凝土橋面板共同受力來抵抗梁體下?lián)?，其有截面尺寸小、自重輕、跨度大、承載力強(qiáng)、鋼材和混凝土用量少、施工周期短等優(yōu)勢。以尖山溝特大橋引橋為研究對象，為克服高山峽谷環(huán)境下施工作業(yè)空間受限、支架搭設(shè)難度大、施工安全風(fēng)險高等傳統(tǒng)支架法施工的不利因素，深入分析鋼混組合梁受力特性，創(chuàng)新采用吊掛法現(xiàn)澆鋪裝混凝土，以供類似工程借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼混組合梁鋪裝混凝土吊掛法下?lián)?/p>

ConstructionTechnologyofConcreteSuspensionandCast-in-PlaceforHighPierSteel-ConcreteCompositeBeamBridgePavement

ZHANGXiaopeng1QINGTao2

1.GansuChangdaHighwayCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730000China;

2.FirstEngineeringCo.，Ltd.，ofChinaRailwayMajorBridgeEngineeringGroupCo.，Ltd.，Zhengzhou，HenanProvince，450000China

Abstract：Steel-concretecompositebeamsresistthedeflectionofthebeambodythroughthejointforceofsteelbeamsandconcretebridgedecks.Theyhaveadvantagessuchassmallcross-sectionalsize，lightselfweight，largespan，strongbearingcapacity，lowsteelandconcreteconsumption，andshortconstructionperiod.Inthispaper，takingtheapproachbridgeofJianshangouSuperLargeBridgeasthe researchobject，inordertoovercometheunfavorablefactorsoftraditionalsupportmethodconstructionsuchaslimitedconstructionspace，difficultsupportinstallation，andhighconstructionsafetyrisksinhighmountainandcanyonenvironments，thestresscharacteristicsofsteel-concretecompositebeamsareanalyzedindepth，andtheinnovativeuseofsuspensionmethodforcast-in-placepavingconcreteisproposedforreferenceinsimilarprojects.

KeyWords：Steel-concretecompositebeams;Pavingconcrete;Suspensionmethod;Deflection

隨著我國公路建設(shè)全面開展，鋼混組合梁被廣泛采用，是未來橋梁建設(shè)的發(fā)展趨勢之一。然而，在地勢崎嶇的山區(qū)施工鋼混組合梁時，由于空間狹窄及運輸能力和吊裝能力限制，鋼混組合梁整體預(yù)制完成再進(jìn)行架設(shè)難以實現(xiàn)，施工方法通常為先架設(shè)鋼梁，再整體現(xiàn)澆橋面板[1]。為保證鋼梁整體線型、實現(xiàn)鋼混組合梁的設(shè)計意圖，在橋面板現(xiàn)澆施工時，通常利用跨中支架支撐來限制鋼梁下?lián)希诘貏荻盖秃偷匦纹鸱蟮纳絽^(qū)，支架搭設(shè)困難，需要改“底部支撐”為“上部吊掛”，采用吊掛系統(tǒng)施工鋼混組合梁橋面板。本文主要對吊掛系統(tǒng)施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述，為后續(xù)同類施工做參考。

1工程概況

武九高速尖山溝特大橋引橋采用跨徑30m和25m的工字型鋼—混凝土組合梁，左、右幅共計19孔，按先簡支后橋面連續(xù)設(shè)計。其中，單孔30m跨鋼混組合梁重398.7t，單孔25m跨鋼混組合梁重347.7t。

橋位處地勢起伏大，最大高差約為130m，施工便道依山而建，最小轉(zhuǎn)彎半徑為15m，平均縱坡為13%，混凝土橋面板與工字型鋼在地面預(yù)制場內(nèi)結(jié)合成整體后，便道無法滿足車輛大件運輸要求。同時，鑒于橋位處山勢陡峭，橋墩最高達(dá)61m，傳統(tǒng)的支架法施工投入大、安全風(fēng)險高。經(jīng)反復(fù)比選優(yōu)化，結(jié)合本項目特點，采用了鋼混組合梁專用吊掛平臺輔助施工方案，利用吊掛平臺提前對主體工字型鋼梁向上反拉至計算標(biāo)高，混凝土澆筑后，在施工荷載作用下結(jié)構(gòu)下?lián)?，混凝土養(yǎng)護(hù)完成吊掛平臺吊點受力解除后，組合梁線型恢復(fù)至設(shè)計要求位置[2]。

2吊掛系統(tǒng)施工鋼混組合梁工藝

2.1底模安裝

兩榀鋼梁之間的橫撐安裝完成后，在鋼梁頂部安裝模板系統(tǒng)。底模與鋼縱梁翼緣板焊接固定，焊縫高度不小于6mm。翼緣模板采用6mm鋼模板和斜撐支撐，斜撐采用φ30絲桿和φ48×3.5鋼管制作，縱橋向每1m設(shè)置一道；懸臂端底模在場下按照5m一組拼裝完成后整體吊運至鋼梁上安裝。為方便大楞及斜撐安裝，需提前在鋼梁上焊接加勁板。

在鋼模板未與主梁焊接前，嚴(yán)禁在鋼模板上施加任何臨時荷載。模板與主梁焊接完成后，鋼模板上堆載不得超過7.3kN/㎡。

（1）翼緣模板安裝完成后，先對模板面板進(jìn)行清理，在模板表面涂刷脫模劑，脫模劑要少而均勻，保證拆模順利并且不影響混凝土外觀。安裝模板時，需做到焊接牢固，以保證模板在澆筑混凝土過程中不致變形和移位。

（2）底模與側(cè)模接縫背面采用3mm厚回力膠條牢固粘貼，以防止漏漿。

模板表面應(yīng)平整和無錯臺，內(nèi)部尺寸符合設(shè)計要求。相鄰模板連接螺栓必須全部安裝，不得松動和遺漏。

模板及斜撐安裝完成后，對模板體系進(jìn)行檢查（斷面尺寸、標(biāo)高、對拉螺栓、連桿支撐等進(jìn)行預(yù)檢），符合規(guī)范要求，報監(jiān)理工程師驗收后，方能進(jìn)行混凝土澆筑。

2.2鋼筋施工

根據(jù)設(shè)計圖紙，橋面板鋼筋規(guī)格主要為HRB400帶肋鋼筋Φ22mm、Φ20mm和Φ12mm三種。

鋼筋在鋼筋加工場內(nèi)集中下料，用平板車運輸至橋位，并通過纜索吊吊運至各施工部位，現(xiàn)場進(jìn)行主筋接頭連接及箍筋綁扎。

2.2.1鋼筋進(jìn)場

（1）鋼筋進(jìn)場后，要檢驗材料的牌號、等級、規(guī)格和生產(chǎn)廠家是否與合同相符，檢驗產(chǎn)品外觀是否受損。檢查無誤后，再檢驗其出廠質(zhì)量合格證書和質(zhì)量檢驗報告單。無合格證書和質(zhì)量檢驗報告單的，應(yīng)不予驗收。

（2）進(jìn)場材料驗收后，按材料的不同種類、型號、規(guī)格、等級及生產(chǎn)廠家分別堆存，并設(shè)立原材標(biāo)識牌。鋼筋加工場內(nèi)設(shè)置鋼筋原材存放區(qū)，墊高離地≥30cm，以防鋼筋受到污染，影響鋼筋質(zhì)量。

2.2.2鋼筋加工

由技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計圖紙出具鋼筋下料單，工班下料加工。鋼筋下料時，端部應(yīng)使用線鋸或砂輪切割機(jī)切斷，切口面應(yīng)與鋼筋軸線垂直，嚴(yán)禁有馬蹄形或扭曲。鋼筋端部不得有彎曲，出現(xiàn)彎曲時，應(yīng)調(diào)直，嚴(yán)禁用剪斷機(jī)剪斷或用氣割切割下料。鋼筋末端彎鉤按設(shè)計圖紙加工[3]。

2.2.3剪力鍵焊接

剪力鍵由HRB400Φ16鋼筋制作。安裝橋面板鋼筋前，需先將剪力鍵焊接在底模上，焊縫高度不小于6mm，剪力鍵橫橋向每50cm一道、縱橋向每1m一道。

2.2.4鋼筋安裝

鋼筋加工成型后，由平板車運輸至現(xiàn)場。鋼筋運出加工場前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙對將要安裝的鋼筋等級、規(guī)格和數(shù)量進(jìn)行核對，確認(rèn)無誤后，方可運輸至現(xiàn)場安裝。

箍筋與主筋間采用梅花形綁扎固定，綁扎完成后，應(yīng)將扎絲頭調(diào)整至向結(jié)構(gòu)內(nèi)部，扎絲頭不得侵入保護(hù)層范圍內(nèi)，綁扎搭接長度不小于44d。如采用焊接連接，單面焊焊縫長度不得小于10d，雙面焊焊縫長度不得小于5d。施焊時，應(yīng)注意避免燒傷主筋?；炷帘Ｗo(hù)層墊塊按梅花形均勻布設(shè)，布設(shè)要求為不少于4個/m2。

2.3錨固系統(tǒng)安裝

梁端錨固系統(tǒng)主要包括反拉件與梁端錨固鋼筋，反拉件與梁端錨固鋼筋栓接，用于限制鋼梁豎向位移。

在蓋梁澆筑混凝土前，預(yù)埋梁端錨固鋼筋，梁端錨固鋼筋采用φ25mm精軋螺紋鋼筋（PSB785），鋼筋不可有表面裂紋、銹蝕或其他缺陷，埋置深度不小于400mm。蓋梁及鋼梁吊裝施工時，應(yīng)采取措施以避免預(yù)埋鋼筋擾動。

安裝完反拉件后，需預(yù)緊精軋螺紋鋼筋，單根精軋螺紋鋼筋預(yù)緊力為2.5t，保證鋼梁與反拉件間無縫隙。施工過程中，保持精軋螺紋鋼筋豎直、反拉件水平，反拉件與鋼梁間設(shè)置橡膠墊[4]。

2.4吊掛系統(tǒng)安裝

2.4.1支撐（抄墊）安裝

當(dāng)相鄰跨鋼混組合梁已施工或鋼梁架設(shè)完成，可支撐（抄墊）設(shè)于已施工的鋼混組合梁上或已架設(shè)完成的鋼梁，否則，應(yīng)將支撐設(shè)置于蓋梁頂。分配梁下支撐主要有型鋼抄墊和鋼管柱支撐兩種形式。

型鋼抄墊縱橋向長度不小于700mm，并與墊塊、分配梁等焊接固定。型鋼抄墊底部需平整，與鋼梁或混凝土面接觸密實。

采用鋼管柱支撐時，鋼管柱間設(shè)置連接系，鋼管柱采用φ630×10mm鋼管，柱腳設(shè)置法蘭，與蓋梁頂鋼管柱預(yù)埋件焊接。在交界墩處，柱腳加勁肋，與扣索塔架預(yù)埋件焊接。

2.4.2分配梁安裝

分配梁與支撐通過焊接連接，焊縫高度hf≥8mm，焊縫質(zhì)量須滿足要求，分配梁與支撐之間應(yīng)密貼，不得存在縫隙。

2.4.3吊掛桁架安裝

大橋Ⅰ號桁架在場下拼裝完成，用纜索吊吊運至墩位上安裝。同時，在桁架兩側(cè)焊接限位裝置，限位裝置各構(gòu)件之間及分配梁與限位裝置之間均使用角焊縫連接，焊縫高度hf=5mm。

桁架拼裝完成后，需要場下進(jìn)行模擬壓重試驗。在桁架中部扁擔(dān)梁對應(yīng)位置加載，試驗荷載按照預(yù)拱度調(diào)整最大張拉力的10%、20%、50%、100%和120%進(jìn)行分級，每級加載完成并穩(wěn)定后，對桁架的變形進(jìn)行觀測，最終卸載后，對桁架的殘余變形進(jìn)行觀測，均滿足要求后，方可吊裝使用。

限位裝置安裝完畢后，使用纜索吊將大橋Ⅰ號桁架吊裝到位。吊裝時，按照邊88GAC/zie3jujB7Aj1BAJw==梁和中梁對應(yīng)位置分4次吊裝到位。桁架位置調(diào)整完畢后，安裝聯(lián)結(jié)支撐架，將4組桁架連成整體。

2.5混凝土施工

在鋼梁通過吊掛桁架調(diào)整完預(yù)拱度之后，再進(jìn)行鋼混組合梁混凝土澆筑施工，組合梁頂板標(biāo)準(zhǔn)截面為18cm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼梁腹板處漸變?yōu)?8cm。

拼裝好的每榀鋼梁在吊掛系統(tǒng)之下利用地泵澆筑頂板混凝土形成組合體系，鋼混鋼組合梁橋面板均采用C50混凝土，全斷面一次澆筑完成。為提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，在混凝土中適量摻加粉煤灰和聚羧酸高效減水劑。施工采用泵送混凝土施工工藝，混凝土坍落度控制在160～220mm范圍內(nèi)。

2.5.1混凝土澆筑

頂板采用混凝土地泵澆筑，混凝土澆筑自由下落高度不應(yīng)超過2m，當(dāng)超過2m時，應(yīng)加串筒、斜槽、溜管等輔助工具。當(dāng)混凝土等待澆筑的時間較長而造成塌落度損失較大時，可在卸料前摻入適量減水劑進(jìn)行攪拌，嚴(yán)禁加水[5]。

橋面板混凝土澆筑時，鋼梁端部錨固反拉件位置暫不澆筑。在澆筑過程中，注意保護(hù)反拉件，避免混凝土污染反拉件。

2.5.2混凝土振搗

橋面板混凝土采用平板式振動器進(jìn)行振動，局部地方采用φ50插入式振搗器。振搗時，振搗器垂直插入，快入，慢出，分層布料，分層和分點振搗。振搗要求：振動移動間距不應(yīng)超過振動器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模應(yīng)保持5～10cm的距離；振搗時，插點均勻，成行或交錯式前進(jìn)；嚴(yán)格控制時間，以免過振或漏振，振搗時間約20～30s；每一點振搗完畢后，邊振動邊徐徐拔出振搗器。振搗時，注意不碰松模板或使鋼筋移位。對每一振搗部位，必須振搗到密實為止，密實的標(biāo)志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦和泛漿。作業(yè)中，要避免將振動棒觸及鋼筋等，不得采取通過振動棒振動鋼筋的方法來促使混凝土振實。

3結(jié)語

采用吊掛法現(xiàn)澆鋼混組合梁橋面混凝土，無需設(shè)置梁底支架，省去支架材料、地基處理等投入，降低了施工安全風(fēng)險。利用吊掛系統(tǒng)精確調(diào)整鋼梁結(jié)構(gòu)線型，滿足鋼梁預(yù)拱度要求，能很好地實現(xiàn)鋼混組合梁的設(shè)計意圖。目前，在山區(qū)高墩鋼混組合梁施工中，使用覆蓋全橋范圍的纜索吊輔助施工，吊掛現(xiàn)澆混凝土橋面板在國內(nèi)外應(yīng)用較少，具有發(fā)展?jié)摿ΑｋS著我國公路建設(shè)全面開展，鋼混組合梁橋在地勢陡峭和地形起伏大的山區(qū)亦被廣泛采用，鋼混組合梁混凝土橋面板吊掛現(xiàn)澆施工技術(shù)將會得到更普遍推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]魯立洋.高速公路橋梁工程中鋼板組合梁施工工藝[J].中華建設(shè)，2021（1）：107-108.

[2]唐斌，夏宇龍，萬志強(qiáng).鋼混工字組合梁橋梁吊裝方式分析[J].工程技術(shù)研究，2021，6（5）：83-84.

[3]冀偉，羅奎，馬萬良，等．波形鋼腹板-鋼底板-混凝土頂板組合簡支箱梁純彎曲豎向振動頻率的參數(shù)分析[J].振動工程學(xué)報，2020，33（5）：1053-1061．

[4]周瑞嬌，王艷，陳淮．在役大跨徑曲弦桁梁橋車橋耦合振動分析[J]．振動工程學(xué)報，2022，35（1）：103-112.

[5]秦翱翱，劉世忠，馬馳，等.單箱雙室波形鋼腹板-鋼底板-混凝土頂板組合箱梁剪力滯效應(yīng)研究[J].公路交通科技，2020，37（10）：98-106.