结合工程实例探讨钢

摘 要：由于施工条件、施工工期、地面交通布置和桥梁总体美观等限制,在城市高架桥梁的设计中,连续钢箱梁往往是首选方案。本文结合连续钢-混凝土结合梁工程实例,对连续钢 -混凝土结合梁综合施工技术展开了全面的分析研究。

关键词：连续钢；混凝土；结合梁；综合；施工技术

Abstract: Due to the constraints of construction conditions, the construction period, the arrangement of ground transportation and the bridge overall appearance, in the design of urban elevated bridges, continuous steel box girder is often the preferred solution. This paper combine with continuous steel - concrete composite beam engineering example, launched a comprehensive analysis of continuous steel - concrete composite beam construction technology.Key words: continuous steel; concrete; composite beam;; construction technology

中图分类号：TU522.3+1文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02

1工程概况

某地铁箱梁原设计为预应力混凝土连续箱梁分段现浇施工, 后改为连续钢 - 混凝土结合梁。采用变高度连续钢箱梁加预应力混凝土桥面板。该梁处在 5 纵坡段上。平面线形从南到北从圆曲线通过缓和曲线过渡到直线段。线路设置以右线为准, 左线与右线平面曲率还不同。支座设置在右线法线上。从南至北在 107 m范围内混凝土桥面板由 8. 6m逐渐变为 10. 0m, 线间距由 3. 6m 变为 5. 0m; 其余 12 m 段桥面板宽为 10. 0 m, 线间距为 5. 0 m。钢箱梁平面线形采用折线曲梁。沿钢箱梁中心在中墩两侧变高处转折, 折线由 5段直线段组成。直线段偏离线路中心线最大的距离为 3. 54 cm。连续钢 - 混凝土结合梁边支点梁高 1. 7 m; 中支点梁高 2. 8m; 跨中梁高 2. 168 m。钢箱梁全长共分 5个吊运节段, 其中 G1段 2段, G2、G3、G4各 1段, G1、G3节段为直线段, G 2和 G 4节段为折线段, 拼接缝设在距转折点 1. 2 m处。钢梁分段如图 1所示。

2 施工步骤

施工程序: 钢箱梁吊装就位桥位支架上拼装满堂支架浇筑 G1( 2段 )、G3 3段桥面板在中支墩将梁顶升 30 cmG1( 2段 )、G3段压重 ( 12 t/m )满堂支架浇筑 G2、G4段桥面板落梁并调整好支座预应力张拉并压浆封锚。

3 主要施工技术

3. 1 钢箱梁制作加工

( 1)部件制作

部件制作工艺流程: 材料检验放样切割检查坡口加工检查编号存放。材料检验合格后, 各部件均按 1 1比例进行放样、下料、加工, 对加工出来的部件进行检验, 合格后进行编号。

( 2)整体拼装制作

设置一个稳固的制梁台座, 在台座上按1：1放出大样, 放出折线形中轴线, 并考虑设计预拱度和安装预拱度。在大样上要按照控制点放置刚性支撑体, 建立胎膜, 支撑体上表面高程及形状按照桥梁箱体要求进行设置, 以保证底板、顶板、腹板、隔板角度、水平、竖直等控制和整体尺寸及线形变化。各部件组装时, 依次拼装到位, 并进行点焊固定。全桥 5个节段一起组装, 所有部件组装完毕后, 经检验合格, 再进行整体焊接。施焊采用全自动焊机特定焊接工艺。底板、腹板及其纵肋焊好后大翻身, 再进行顶板及其上纵肋焊接和支座垫板焊接。拼接缝栓孔采用套钻方法, 纵肋栓孔在整体钻好后割开。经工厂预拼装, 栓孔重合率均能达到要求。

( 3) 箱梁预拼装

预拼装就是在工厂平台上连成整体, 进行各部测量、检验, 记录各部线形尺寸。按照规范规定对照图纸设计要求进行检查验收, 不合格者予以修整。全部合格后进行防腐涂装, 准备发运。

3. 2 钢箱梁吊运安装

( 1) 工地准备

钢箱梁在墩顶桥位上拼装。在对应拼接缝位置上搭设支墩, 共 4个。支墩采用碗扣脚手架, 下垫方木, 上托方木。支墩既是箱梁临时支点, 又是拼接施工脚手架, 满足顶梁移梁强度要求 (见图 2)。图 2 支墩形式

( 2) 钢箱梁拼装

钢箱梁安装工艺流程: 在临时支墩上设置砂箱钢箱梁吊装钢箱梁线形测量、调整钢箱梁栓接钢箱梁线形测量、调整、检查钢筋混凝土桥面板施工拆除临时支墩。钢箱梁吊装上支墩后, 首先调整好带有固定支座段 G4段。对好支座位置调正方向和线形, 以此作为基础段。然后调整北侧 G1段和南侧 G3段, 再进行 G2、G1的调整, 因此钢箱梁基本就位。梁段经过测量、调整、找正后, 用冲钉固定板束位置粗制螺栓夹紧, 冲钉总数不少于孔眼总数的 1/3, 其余孔眼穿入高强螺栓, 待高强螺栓全部初拧后,再用高强螺栓换下冲钉。高强螺栓采用扭矩法施拧, 施拧过程分初拧、复拧和终拧。螺栓施拧次序从板束刚度大, 缝隙大地方开始, 从接口处的位置向两侧施拧。

3. 3G1、G3段桥面板施工

钢箱梁拼装完成, 验收合格后可进行桥面板施工。钢箱梁预设拱度较小, 经验算在临时支墩支撑情况下, 在桥面板混凝土重量作用下, 钢箱梁将产生较大变形。桥面板施工采用满布支架。跨路口部分用门式支架, 门式支架横梁用工字钢, 在工字钢上做满布支架。支架将钢箱梁顶紧, 使钢箱梁在稳定情况下进行混凝土施工。待混凝土达到设计强度后拆除支架, 桥面板与钢箱梁共同受力, 由自重产生的挠度得到很大改善。桥面板普通钢筋和预应力钢筋按常规预应力现浇混凝土箱梁顶板的方法进行施工。加工、绑扎完钢筋后, 进行波纹管定位和穿钢绞线。两段 G1和一段 G3浇筑混凝土时, 先进行 G1段浇筑, 后进行 G3段浇筑; G1段从梁端开始向跨中浇筑, G3段从中间开始向两端浇筑。混凝土浇筑完成后做好浇水养护工作。

3. 4 钢 - 混凝土结合梁顶升

( 1)梁顶升准备工作

钢箱梁理论重量为 389. 4 t; 钢筋混凝土桥面板理论方量为 320 m3, 平均每延米 2. 7 m3, 重约 7 。t当结合梁顶升时桥面仅施工了 2个 G1段和 G3段,结合梁总重量为 850 。t用 4个 400 t千斤顶施工能满足要求。由于梁底到墩顶净空高度较低, 普通千斤顶都不适用, 特定制了高 32 cm的 400 t扁千斤顶, 行程较短, 增加倒顶次数, 但便于操作。按照设计顶梁位置在相应的支点内侧各放置两个千斤顶。在支座上垫钢板作为垫垛。梁顶升时同一墩上 2台千斤顶必须同步。两个墩顶升交替进行, 每次顶升 32 mm, 垫二块厚 16mm的钢板。这样两墩交替顶升到 30 cm。钢板垫牢稳固, 卸下千斤顶。垫梁钢板的尺寸为 320 mm 520 mm, 顶梁前用 19块 16 mm厚钢板找齐 30 cm, 共计 76块垫梁

钢板。另准备 60块倒顶用钢板。

( 2)梁顶升施工

顶梁系大起重工作。必须做好准备工作, 按既定程序进行。因顶梁位置困难, 千斤顶只能放在垫石内侧并排紧靠。在该位置顶升和落梁, 受力点靠得太近, 相应支点的钢箱梁高为 2. 8 m, 况且结合梁又处在曲线上, 为防止结合梁侧翻, 采取一些措施。首先, 将 相应边墩支点的抗震挡块安装好, 可以起到限位作用; 其次,在相应的支点中保证一个起顶一个落在支座上。

3. 5 G2、G4段桥面板施工

( 1) 梁体顶升到位后, 按设计要求在 G1 和 G 3段加配重。每延米配重重量为 12 t/m。用混凝土预制块压重。均按设计要求进行布置。此时梁体达到充分形变, 中支墩顶负弯矩应力达到新的受力状态。

( 2) 桥面板施工仍采用满布支架, 箱体部分底板用支架顶紧。在稳定的状态下浇筑中支点两段( G 2、G 4)桥面板混凝土。

( 3) 普通钢筋和预应力钢筋按常规预应力现浇混凝土箱梁顶板进行施工。加工、绑扎完钢筋后, 进行波纹管定位和穿钢绞线。G2和 G 4段浇筑混凝土时, 每段从相应的支点开始向两端浇筑, 减少钢箱梁不均匀受力变形。

3. 6 钢 - 混凝土结合梁落梁就位

当桥面板混凝土全部施工完毕一个月后, 拆除G2和 G4段桥面板模架, 卸除配重, 做好落梁准备。这时, 混凝土桥面板理论方量为 320 m3, 理论重量为 800 ;t 结合梁达到设计重量, 为 1 189. 4 。t用 4个 400 t千斤顶起顶就能满足要求。千斤顶放置同顶升一样。

落梁具体操作: 首先起顶相应支点, 达到垫梁钢板松动为止, 支座上各取出 1块 16 mm 钢板, 然后油泵回油, 直至梁体落到支座垫梁钢板上; 然后起顶, 达到垫梁钢板松动为止, 支座上各取出 2块 16 mm 钢板, 然后油泵回油, 直至梁体落到支座垫梁钢板上; 其次起顶支点, 达到垫梁钢板松动为止, 支座上各取出 2块 16 mm 钢板, 然后油泵回油, 直至梁体落到支座上垫梁钢板上; 再次起顶 , 达到垫梁钢板松动为止, 支座上各取出 2块 16mm 钢板, 然后油泵回油, 直至梁体落到支座上垫梁钢板上。重复上面步骤, 两个中支点交替起落梁和取出垫板, 直到梁体落到支座上。

3. 7 桥面板预应力施工

3. 7. 1 分段、对号进行钢束编束和穿束

同钢筋混凝土预应力箱梁一样, 钢绞线下料时根据设计要求的孔道长度、张拉端工作长度和锚固长度进行下料, 然后对号分段进行编束、穿束。

3. 7. 2 预应力钢束张拉

张拉顺序: 先张拉长束预应力后张拉短束预应力, 张拉时按编号顺序双束两端同时对称进行。最后张拉横向预应力束。预应力张拉采用 双控 , 以张拉应力 ( k) 和钢束的伸长量双重控制, 进行比较、校核。当箱梁卸载并落梁后, 混凝土强度和弹模均达100% 设计值, 即可进行预应力张拉施工。并严格按照施工操作规程进行。

3. 7. 3 孔道灌浆

灌浆在张拉完成后 24 h以内进行。预应力张拉完毕后立即按照灌浆程序进行孔道灌浆。

3. 7. 4 封锚

预应力孔道灌浆完毕后, 及时进行封锚。纵向预应力锚端均设在桥面板的张拉槽里, 主要是张拉槽钢筋恢复。横向预应力锚端均设在桥面板两侧边墙张拉槽里。孔道灌浆后立即将锚端水泥浆冲洗干净, 同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢,并将端面混凝土凿毛。浇筑封锚混凝土。

总之，连续钢 - 混凝土结合梁施工技术复杂。它涉及到钢梁制造和架设, 高强螺栓施工工艺, 预应力钢筋混凝土梁施工等。施工过程中结构受力变化大, 环节多, 还要与设计计算相吻合。

参考文献

[1] 高洪顺,金烨,赵耀先,郑天余.钢混结合梁施工技术[J]. 北华大学学报(自然科学版). 2005(03)

[2] 杨明伟.钢混连续结合梁施工技术[J]. 山西建筑. 2003(05)

[3] 陈玉骥,叶梅新.钢混凝土连续结合梁的温度效应[J]. 中南大学学报(自然科学版). 2004(01)