桥梁50m钢混组合梁安装施工技术

桥梁50m钢混组合梁安装施工技术

冯亮

中国葛洲坝集团第三工程有限公司  710000

【摘要】  高速公路某大桥采用50m钢混组合梁跨越G214道路，结构型式为四梁式工字形钢梁-混凝土组合梁。本文重点介绍了钢梁现场施工准备、临时支架拼装、现场吊装和焊接及检验、安装支座及落梁、防腐施工及临时支架拆除等工序，为大跨径钢混组合梁施工提供参考方案。

【关键字】  桥梁；钢混组合梁；安装

1  工程概况

高速公路某大桥全长279.08m，采用50m钢混组合梁跨越G214道路，交角为24.4°。桥梁采用整体式错幅布置，左右幅上部结构分别采用（6×20+50+5×20）m、（7×20+50+5×20）m预应力混凝土连续箱梁及钢混组合梁，下部结构采用单幅双柱式墩、钻孔灌注桩基础。钢混组合梁结构型式为四梁式工字形钢梁-混凝土组合梁，单幅桥面宽度12.65m，横桥向采用4片钢主梁，主梁高度2.5m，边梁与中梁间距3.2m，中梁间距为3.15m，边-中梁间采用焊接工字型横梁连接，中-中梁间采用高强螺栓工字型横梁连接，边梁与中梁间每6～7m一道横梁，中梁与中梁间12～14m一道横梁，钢梁与预制桥面板采用集束式焊钉连接。钢梁纵向分为5段，分段长度最大为15.4m，分段重量最大为12.5t。钢梁总重346.5t，剪力钉共计8408套。钢梁35天完成工厂车间制作，14天完成现场安装。

2  主要材料及安装设备

钢混组合梁钢材均采用Q345qD，焊接材料采用与母材匹配的焊丝、焊剂和手工焊条。剪力钉采用圆柱头焊钉，其材料为ML15。各钢梁构件间工地连接为焊接和栓接两种。

钢梁安装采用2台150t汽车吊，节段拼装采用1台50t汽车吊，节段运输采用30t运输车，主要焊接设备采用OTC-XD500 CO2气体保护焊机4台，点焊、补焊采用OTC-ZX7400电焊机2台，焊缝反面清根采用ZEF-1000碳弧气刨机1台，钢梁高程调整采用ZLD20千斤顶4台，钢梁节段施工采用G01-100割刀3台，焊缝打磨采用100～180mm电动磨光机4台，螺栓施拧采用M22扳手2套。

3  钢梁施工主要步骤

（1）钢梁厂内加工制作阶段：按设计院审批的分段方案进行钢梁的工厂制作（图纸拆零、板单元下料、板单元组拼、杆件焊接、杆件涂装、杆件质量检查、杆件发运）。

（2）现场施工准备阶段：与钢梁安装班组做好协调，完成相应施工技术准备；施工现场进行规划设计、场地清理等工作。

（3）临时结构拼装：包括临时支架等。

（4）现场吊装、焊接、检验阶段：按架设顺序进行各梁段钢梁有顺序的吊装并焊接；焊前各节段需报验合格，现场焊接完成后按要求采用X射线法和超声波法进行探伤检查并报监理验收；按技术方案施工，直到钢梁全部就位。

（5）支座安装阶段：钢梁就位前，安装墩顶支座。

（6）涂装施工及临时支架拆除阶段：防腐涂装第一步是在工厂内加工成板单元后完成除最后一道面漆的所有涂装；第二个步骤是梁体就位后，对局部进行补修。

4  钢梁安装方案

4.1  钢梁安装重难点分析

（1）钢梁的安装

吊装钢梁的吊点必须设置在隔板与腹板相交处，临时支架的支点亦应设在横隔板与腹板相交处，以避免钢梁产生局部变形；同时，应特别注意钢梁施工过程中的倾覆和侧翻，应尽可能避免出现不对称荷载。

（2）现场需吊装节段尺寸大、吨位大，施工区域占用通行道路较多，交通疏导难度大，现场施工分区域进行安装，采用合理的施工顺序，选择最优的汽车吊和运输车辆站位地点，减少对交通的影响。

（3）规划合理的总施工部署，按照“时间占满，空间用尽”的指导思想，安排各资源投入，工期紧张时可多作业点同时施工，确保进度可控。

4.2  钢梁施工

4.2.1  临时支架搭设

支撑胎架由4根φ325×6的钢管组装成一个体系，钢管柱之间由16a槽钢连接，分配梁为双拼40a工字钢焊接而成，顶部设置牙板以调节钢梁线性；支架采用C30混凝土基础，单个尺寸为3*1.5*0.6m（长*宽*高）。支架搭设后，需检查支架轴线和中心距是否与测量放线位置一致，若发生偏差，应重新吊起，安放校正。临时支架结构形式详见图4-1、图4-2。

图4-1  临时支架立面图

图4-2  临时支架示意图

4.2.2  吊装站位示意图

本桥最大吊装段长30m、重56t，汽车吊安装站位示意如图4-3所示。

图4-3  汽车吊安装站位示意图

4.2.3  钢梁架设流程

钢梁架设采用2台150t汽车吊进行抬吊。在拼装胎架上按照钢梁吊节段将钢梁拼装为双主梁结构的整体式框架，包括横梁、端横梁也在胎架上完成拼装。拼装完成后利用汽车吊从小里程到大里程依次进行安装。

4.2.4  钢梁吊装注意事项

（1）做好起吊准备，钢梁上挂好缆风绳，汽车吊将钢梁提高20cm，然后对吊机和吊装器具再次进行全面检查，若无异常，则准备就绪。

（2）每段吊装段均采用4个临时吊点，吊点吊耳等级、制作、焊接及吊点局部加强等需符合要求。

（3）钢梁正式起吊前，每段钢梁必须试吊一次，以确保吊点准确牢固、吊具安全、吊机各方面性能稳定。

4.2.5  吊装钢丝绳及卸扣的选用

整节段最重56t，采用纤维芯钢丝绳6*37（b）+IWR-Φ36-1870MPa，单吊点钢丝绳双根布置。所需钢丝绳绳长L=8×3.4=27.2m，选用S-BW25-1 3/4 卸扣。

4.2.6  吊点布置及吊耳设计

每段设置4个吊耳，单个吊耳按15t承载力设计，采用Q345D材质。

4.3  钢梁工地连接

（1）开工制造前应对工厂焊接和工地焊接分别进行焊接工艺评定，焊接工艺评定试验条件与钢梁构件生产条件相对应，并应采用与实际结构相同的线材及焊材。在钢梁制造中对焊工、焊接材料、焊接方法、焊缝形式、焊接设备及器具、焊接工艺参数、焊接工艺要求、焊缝返修、焊接检验等按相关规定进行规范操作。

（2）焊接设备及计量仪表的管理：所用的设备计量仪表进行专人管理，设备的专管率要达100％，各种设备应保持良好的运转状态，电流电压仪表要完整，并具有有效期内的合格证，要按期对焊接设备进行定期检查、维修及保养，所有计量仪表均要在有效期内使用。

4.4  螺栓施拧

施工前做好施拧工艺性试验，高强度螺栓发运工地前，制造厂方应分批提供产品质量检验报告书（含扭矩系数），工地按批号进行抽样复验。扭矩系数试验通过扭矩、轴力仪进行，该设备能同时提供施拧的扭矩、轴力值，从而计算出扭矩系数。板面之间的摩擦系数是影响栓接强度的一个重要因素。架梁前在工地要对板面进行摩擦系数试验，满足f≥0.45才能架梁。试件随钢梁杆件发运到工地后，立即取一组进行复验，另一组在架梁前期进行复验。摩擦系数试验通过万能试验机进行。

4.5  钢梁防腐涂装

（1）施工条件：温度为5℃～38℃，相对湿度≤80%，禁止在雨天、雾天、风沙天气施工。

（2）损坏修补：运输或安装过程中出现的涂层损坏，根据损坏程度进行修补，露底时需打磨处理至金属本色后进行底漆、中间漆、面漆修复。

（3）表面清理：涂装前对构件进行全面检查，用抹布或砂布、铲刀等工具清理表面灰尘、泥巴和其他附着物。

（4）预涂漆：对焊缝、边角等不易涂装部位进行刷涂预涂漆，涂覆均匀，不得漏涂。

（5）喷涂施工：喷涂时要均匀涂覆，行枪速度适中，喷枪与工作面距离适当，分片涂装，完毕后及时检查涂膜质量。

（6）栓接面涂层修补：按规范要求进行。

（7）高强螺栓表面清理：先清洗摩擦面表面油污和其他杂质，然后按照涂装工艺要求进行涂装，注意死角处涂装到位。

（8）涂装完成后检测：进行厚度和附着力检测。

4.6  支架的拆除

临时支架拆除需在支架完全卸载后进行。

5  混凝土桥面板施工

桥面板由预制板、纵向湿接缝和横向湿接缝三部分构成，横向半宽预制，纵向5m划分一个块段。预制板在钢梁安装就位后现场吊装，板间的纵、横向湿接缝现场浇筑。本桥预制板分Ⅰ型、Ⅱ型两种型号，Ⅱ型预制板均按径向安装，Ⅰ型预制板按给出的相对位置安装，平面线形通过调整护栏距梁端距离来满足要求。Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅱ型板间的湿接缝按设计通用图适当调整钢筋位置以适应安装。

6  钢梁安装施工要点总结

6.5.1  钢梁架设原则

在拼装支架上拼装钢梁时，除保证支架有足够的承载力和预留压缩下沉量外，应特别注意钢梁的拼装拱度曲线。临时支墩的标高应考虑钢结构弹性压缩和非弹性压缩的预留量，其上均设置水平、中线观测点，随时观测架梁过程中沉陷和变位情况，以便及时调整。

6.5.2  钢梁线型控制

在带线型的胎架上进行总拼，钢梁线型控制包括：平面线型控制、纵向线型控制、钢梁变形的控制等。

6.5.3  钢梁现场监控测量

为保证平立面线型，节段总拼胎架应按平面线型及预拱值设置，节段纵向以一端为基准对线进行拼装，另一端再根据线型进行配切，横向按系统线对位。为保证钢梁轴线顺直，拱度符合设计要求，应及时进行钢梁安装过程中的测量工作，发现问题及时矫正。

参考文献

[1]梅峰.浅谈钢混组合梁单根整体吊装施工技术研究[J].交通科技与管理,2023,4(15):63-65.

[2]王雪.小龙湾大桥钢混组合梁优化施工技术研究[C]//《施工技术（中英文）》,2023:83-86.