港珠澳大橋鋼－混組合梁制造及安裝關鍵技術

王艷峰 潘 軍

（中鐵大橋局集團有限公司 武漢 430050）

1 工程概況

港珠澳大橋淺水區非通航孔橋地處珠海市九洲港近海水域，全長5.44km，橋跨布置為：5×85m＋8×（6×85m）＋6×85m＋5×85m，上部結構采用雙幅鋼－混組合連續梁。見圖1。

圖1 非通航孔橋整聯橋式圖（單位：m）

港珠澳大橋淺水區非通航孔橋橋面寬33.1 m，2幅主梁中心距16.8m，橋梁中心線處梁縫寬0.5m。單幅橋寬16.3m，截面中心線處梁高4.3m，橋面橫坡2.5%。見圖2。

圖2 主梁標準橫斷面布置圖（單位：cm）

橋面板布置上下雙層環氧鋼筋，采用C60高性能混凝土，整塊橋面板橫橋向支撐于鋼主梁兩上翼緣及中間縱梁上，橋面板最厚處僅50cm，懸臂板端部最薄為22cm，其間均以梗肋過渡，單塊總寬16.3m，屬超寬變截面橋面板。橋面板橫橋向采用全預應力體系，布置通長鋼束，鋼束縱向間距30cm。墩頂負彎矩區為防止該部位橋面板開裂，布置了縱向預應力鋼絞線。見圖3。

圖3 橋面板標準立面圖（單位：mm）

2 總體施工方案

淺水區非通航孔橋組合梁采用整孔制造及架設施工方案，全橋共64孔，雙幅共128片，整孔梁最大重量約2 000t。其制造主要在中山基地進行，分為橋面板整塊預制，以及鋼主梁整孔組拼。

橋面板整塊預制技術主要體現在整體胎架綁扎鋼筋、鋼筋的整體吊裝、整體桁架式模板，以及橋面板的整體移運存放，整個制造過程除存放區外，其余均在工廠內完成。鋼主梁板單元在兩鋼結構廠家加工完成后，水運至中山基地在廠內整拼車間組拼成整體，組拼完成并線形驗收合格后，采用2臺400t平車整體運至噴砂、涂裝車間防腐處理。

鋼主梁與橋面板制造完成后在組合臺座上組合施工，整孔組合梁組合完成后，采用滑板式橫移臺車移運至存梁臺座存放，待非通航孔橋下部結構施工完成后，將組合梁移運至出海碼頭，“天一號”運架一體船駛入碼頭取梁，并將其水運至橋位吊裝，根據監控指令對墩頂鋼主梁進行配切，并將相鄰2孔鋼主梁無應力焊接成整體，組合梁全部焊接完成后，再采用中間墩對稱頂落梁完成組合梁整聯的體系轉換作業，完成組合梁施工。施工流程圖見圖4。

圖4 組合梁施工流程圖

3 施工關鍵技術

3.1 超寬變截面橋面板及鋼主梁整孔制造［1］

（1）超寬變截面橋面板制造。港珠澳大橋橋面板，單塊最重約76t，每孔組合梁約20塊，全橋共2 516塊。橋面板為超寬變截面，整個截面鋼筋密集，要滿足橋面板組合時每塊間濕接縫預留鋼筋的交叉錯位布置，鋼筋綁扎定位精度要求高。為提高鋼筋綁扎質量，提高生產效率，設置了標準鋼筋整體綁扎臺座，臺座根據鋼筋尺寸和位置設置鋼筋定位裝置。鋼筋整體綁扎臺座上定位裝置均采用環氧鋼筋，避免了鋼筋綁扎過程中對主體鋼筋的損傷。

為避免該超寬薄型橋面板在混凝土澆筑養護過程中地面發生不均勻沉降，進而對橋面板質量將產生不利影響，橋面板模板胎架做成整體桁架式，且底模采用光潔度更好的不銹鋼底模，保證了橋面板與模板接觸面混凝土表面色澤一致。

為解決橋面板濕接縫預留環向鋼筋密集，橋面板混凝土澆筑時側向模板設置困難的問題，現場采用梳形鋼板＋堵漏板的立側模，即當橋面板鋼筋整體入模后，先根據濕接縫鋼筋距離插入梳形板，再在貼近該板里側插入堵漏板后再橫移，使環筋上下兩肢間縫隙密封，該種施工方法很好地解決了橋面板側模布置困難的問題，簡化了施工工藝，提高了施工效率。見圖5。

圖5 側模堵漏原理及實物圖

橋面板濕接縫側面采用高壓水洗鑿毛技術，該鑿毛技術為：在混凝土澆筑前30min，在堵漏板表面涂刷混凝土表面緩凝劑，待澆筑約10h后，拆除模板，采用高壓水進行沖洗，以達到橋面板側面更好的鑿毛效果。

（2）鋼主梁整孔制造技術。板單元采用板肋專用組裝機、門式多電極焊接專機、橫隔板焊接機器人等機械化、自動化設備生產加工。加工過程中，為避免板單元損傷，整個過程采用液壓夾持設備及壓重等“無馬”技術。鋼主梁總拼制造時，通過設置卡具、臨時工裝、頂推裝置等自約束與它約束相結合的措施，實現了鋼槽梁總拼場地真正意義上的“無馬”制造，從而避免了鋼主梁制造過程中對母材的損傷，保證了鋼主梁的質量。

在組拼車間按照設計預拱度安裝整體胎架，在整體胎架上先將鋼主梁底板焊接成整體，再由鋼主梁一端逐節組拼成整體。

所有組拼工作均采用焊接數字化群控技術，對焊接過程的電流、電壓及焊接速度進行有效的控制，確保了焊接質量的可控性、可追溯性。

鋼主梁整拼完成后，進行線形采集分析，合格后，采用2臺400t運梁車將鋼主梁分別移運至各專項車間逐一進行噴砂、底漆、中間漆、面漆作業。每道涂料施工一次完成，涂層一次成膜，避免二次涂裝造成涂層間附著力達不到設計要求、面漆顏色出現差異等問題，確保涂層外觀、厚度、附著力等指標達到設計要求，從而保證港珠澳大橋防腐年限達到設計要求。

3.2 鋼主梁與橋面板組合［2］

為保證橋面板與鋼主梁組合時，兩者之間不漏漿，并使橋面板組合后高程滿足設計要求，涂抹環氧砂漿前，在組合梁上翼緣邊緣粘貼橡膠條，橡膠條采用標準為：順橋向兩側用55mm×35mm橡膠條，剪力釘群中間粘貼20mm×20mm橡膠條。橡膠條采用環氧樹脂膠與鋼主梁粘貼，在非剪力釘群區域涂抹環氧砂漿，靠邊緣橡膠條的地方砂漿高度與橡膠條的初始高度相同，中部隆起5mm，形成上拱的弧面，吊裝橋面板，在橋面板自重的作用下，外緣橡膠條由35mm高壓縮至20 mm，環氧砂漿與上下接觸面充分接觸，從而實現了結合面的密實性。

澆筑預留孔內剪力釘群處無收縮混凝土，完成單塊橋面板與鋼主梁組合，沒跨組合梁負彎矩區預留3塊橋面板，在組合梁進行現場體系轉換時再組合。

3.3 組合梁存放及出海

組合梁組合完成后，采用2 500t滑板式橫移臺車將組合梁整體移運至存放臺座上，待需出海時，再通過縱橫移臺車將其移運至出海碼頭前端，“天一號”運架一體船駛入碼頭將其起吊并運至橋位。

3.4 組合梁架設［3－4］

在組合梁架設前，先在墩頂上單幅布置8臺6 000kN豎向千斤頂，每臺千斤頂下設滑移副，滑移副上設置縱橫向微調千斤頂，可保證三向調整，水平最大調節距離為200mm。

“天一號”運架一體船將組合梁運輸到橋位，通過絞錨將組合梁精度控制到200mm內后，緩緩將組合梁落在墩頂豎向千斤頂上，再通過墩頂三向調節系統進行組合梁精確對位。

3.5 體系轉換

組合梁架設完成后，根據監控數據從每聯起始端逐孔對每相鄰兩孔組合梁鋼主梁端頭配切并焊接，一聯組合梁全部焊接完成后，在中間墩對稱頂落梁完成組合梁負彎矩區橋面板的組合，組合梁體系轉換完成。

組合梁負彎矩區橋面板與鋼主梁采用支點起頂并施加預應力的滯后組合技術。具體為：組合梁鋼主梁整聯通過逐跨配切并把相鄰鋼主梁焊接成整體后，先在該聯中間墩頂升組合梁，組合橋面板、澆筑濕接縫、張拉預應力束、再緩緩落頂將組合梁置換至永久支座上，實現體系轉換，再以中間墩為對稱軸，向兩邊分別頂落梁，逐墩實現組合梁體系轉換工作。

通過落梁使組合梁負彎矩區橋面板產生壓力，避免組合梁負彎矩區橋面板在拉應力作用下而出現裂紋，保證組合梁負彎矩區橋面板組合質量。見圖6。

圖6 中間起頂并澆筑濕接縫混凝土

4 結語

本文主要介紹了港珠澳大橋組合梁整孔制造及安裝技術。該種技術的成功運用，極大豐富完善了我國橋梁施工技術，體現了海上橋梁施工的“大型化、工廠化、標準化、裝配化”的“四化”先進理念，對以后橋梁建設有較好的借鑒意義。

［1］ 胡 勇.105m鋼混凝土組合梁疊合施工技術［J］.世界橋梁，2009（S1）：54－58.

［2］ 邱柏初.預制橋面板在組合梁橋中的應用研究［J］.世界橋梁，2011（6）：30－33.

［3］ 過震文，黃少文，邵長宇.預制拼裝技術在上海長江大橋中的應用［J］.世界橋梁，2009（S1）：22－25.

［4］ 高建偉.鋼混凝土組合梁橋支座位移法施加預應力技術［J］.施工技術，2005，34（5）：23－26.