贊比西河特大橋主橋鋼—砼結(jié)合梁施工

夏小超

摘 要：贊比西河特大橋工程量大、工序復(fù)雜、施工難度較大，本文重點(diǎn)闡述主橋的鋼-砼結(jié)合梁施工方法及施工工藝。

關(guān)鍵詞：結(jié)合梁；鋼板梁；混凝土；橋面板；扭矩；濕接縫

1 工程概況

贊比西河特大橋主橋上部結(jié)構(gòu)采用一聯(lián)（26.6+40+3x54+40+26.6）m鋼-砼結(jié)合梁。該聯(lián)結(jié)合梁共設(shè)兩片鋼板主梁，每片主梁全長295.2m。每片鋼板主梁分節(jié)段于工廠制造，各節(jié)段之間通過高強(qiáng)螺栓、拼接板于現(xiàn)場連接一體。橫聯(lián)于工廠整片制造，現(xiàn)場通過高強(qiáng)螺栓、連接板與兩主梁連接成一體。

混凝土橋面板橫向全寬10.5m，橫向跨中標(biāo)準(zhǔn)處板厚0.28m，主梁頂?shù)墓Ｃ{處厚度0.4m，懸臂端厚度0.15m。混凝土橋面板于預(yù)制場分塊預(yù)制，每塊預(yù)制板均留有剪力釘槽口，預(yù)制板吊裝至鋼板主梁頂面，橋面板通過集束式剪力釘與鋼板主梁結(jié)合成整體，相鄰預(yù)制板之間通過現(xiàn)澆混凝土接縫形成整體橋面板。

贊比西河特大橋主橋下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式框架墩，基礎(chǔ)采用2根Φ1.8m鉆孔灌注樁，樁長40m。

本文重點(diǎn)闡述贊比西河特大橋主橋上部結(jié)合梁施工方法及施工工藝。

2 主橋鋼板梁施工

2.1 鋼板梁的制造、運(yùn)輸

主橋鋼板梁制造按規(guī)定依法進(jìn)行招標(biāo)采購，并接受建設(shè)單位的監(jiān)督。

鋼梁的運(yùn)輸從國內(nèi)上海港出發(fā)，海運(yùn)到達(dá)南非德班港，陸運(yùn)經(jīng)過贊比亞盧薩卡，到達(dá)工地現(xiàn)場。

2.2 鋼板梁架設(shè)

主橋（26+40+3×54+40+26）m鋼板梁由23個(gè)節(jié)段組成，其中S1節(jié)段長為8.59m（2個(gè)）、S5節(jié)段長為10.98m（2個(gè)）、S6節(jié)段長為13.23m（2個(gè)）、其它節(jié)段長均為13.48m（17個(gè)），根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，0#臺(tái)～2#墩的鋼梁拼裝需搭設(shè)臨時(shí)支架，2#墩～7#臺(tái)的鋼梁均采用懸拼。

⑴鋼梁臨時(shí)支撐墩施工

主橋0#臺(tái)～2#墩共需設(shè)置臨時(shí)支撐墩5座，臨時(shí)支撐墩由鋼管樁基礎(chǔ)、墩頂分配梁組成。

0#臺(tái)～2#墩枯水期位于河灘內(nèi)，鋼管樁按照陸地常規(guī)施工，用履帶吊配合DZ90振樁錘施打鋼管樁，測量組確定樁位與樁的垂直度滿足要求后，開動(dòng)振樁錘下沉一氣呵成，中途不可有較長時(shí)間的停頓，以免樁周土擾動(dòng)恢復(fù)造成沉樁困難。

鋼樁插打時(shí)應(yīng)確保滿足單樁容許承載力要求，插打時(shí)以入土深度控制為主，貫入度校核。分配梁安裝時(shí)按照設(shè)計(jì)位置放線、安裝。單根分配梁將位置調(diào)整后再安裝聯(lián)結(jié)系單元件。分配梁之間通過施焊固定，臨時(shí)支墩施工完成后利用砂袋對(duì)支架進(jìn)行試壓試驗(yàn)，試壓重量為支撐墩承受重量的1.2倍，以便消除支架的變形。

⑵臨時(shí)支墩監(jiān)控

本橋鋼梁架設(shè)所設(shè)計(jì)的5個(gè)臨時(shí)支墩具有承受荷載大、自由長度大等特點(diǎn)，是鋼梁安全架設(shè)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。除了做到計(jì)算準(zhǔn)確、設(shè)計(jì)合理、精心拼裝外，在鋼梁架設(shè)過程中還需對(duì)各臨時(shí)支墩作好水平位移及沉降的監(jiān)測，掌握支架受力情況。

⑶鋼梁預(yù)拼施工

①預(yù)拼場設(shè)置

施工現(xiàn)場預(yù)拼場位于項(xiàng)目駐地內(nèi)，預(yù)拼場布置有預(yù)拼臺(tái)座和鋼梁存放臺(tái)座，配備25t汽車吊1臺(tái)進(jìn)行鋼梁預(yù)拼，預(yù)拼合格后運(yùn)至贊比西河特大橋附近鋼梁臨時(shí)存放場存放等待架設(shè)，存放場內(nèi)布置高栓庫房、機(jī)電車間及等配套設(shè)施。

②鋼梁單元件的預(yù)拼

鋼梁進(jìn)場后，按設(shè)計(jì)文件及有關(guān)規(guī)范對(duì)出廠提供的技術(shù)資料和實(shí)物進(jìn)行檢查核對(duì)。

鋼梁單元件在拼裝部位有毛刺、焊接飛濺，予以鏟除。單元件在運(yùn)輸作業(yè)造成局部變形，不影響單元件質(zhì)量的，可用錘擊或千斤頂冷作調(diào)整，錘擊時(shí)墊襯板，不直接擊打鋼板，但矯正作業(yè)須經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)，并作好記錄。缺損嚴(yán)重的，不能采取工地矯正措施的返廠處理。

為便于鋼梁安裝，架設(shè)前在預(yù)拼場將部分零小單元件組拼成一大部件。單元件預(yù)拼前，根據(jù)設(shè)計(jì)圖繪制預(yù)拼圖和釘栓圖，清查單元件編號(hào)和數(shù)量，在基本單元件上標(biāo)出釘栓長度區(qū)域線、起吊重心位置和單元重量及安裝方向。

單元件組拼單元栓合后，經(jīng)值班技術(shù)人員檢查，填寫組拼單元件登記卡，并須質(zhì)檢人員檢查驗(yàn)收簽證后才上橋安裝。

⑷主梁架設(shè)施工

主梁架設(shè)采用在臨時(shí)支墩上和懸拼相結(jié)合逐節(jié)段拼裝的方法施工。

表1 鋼梁架設(shè)主要設(shè)備表

編號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注

1 爬行吊機(jī) 50T 1臺(tái)

2 交通船 1艘

3 高栓電動(dòng)扳手 12把 高強(qiáng)螺栓施擰

4 表盤扳手 3把 高強(qiáng)螺栓復(fù)檢

5 50t運(yùn)梁車 2臺(tái)

6 25t汽車吊 臺(tái) 2 用于預(yù)拼場，臨時(shí)場地各1臺(tái)

7 200t千斤頂 臺(tái) 4 鋼梁調(diào)整

8 50t千斤頂 臺(tái) 2 鋼梁調(diào)整

9 發(fā)電機(jī)組 250KW 1

①鋼梁拼裝順序

（0#臺(tái)～2#墩）支撐墩施工～臨時(shí)支墩預(yù)壓～（0#臺(tái)～2#墩）鋼梁拼裝～脫空（0#臺(tái)～2#墩）臨時(shí)支撐墩～安裝1#墩東、西側(cè)各20m范圍內(nèi)結(jié)合板梁～懸臂拼裝后續(xù)鋼梁至7#橋臺(tái)。

②鋼梁安裝原則

A、保證鋼梁懸臂架設(shè)過程中的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)（M傾>1.3），滿足最大懸臂安裝需要。

B、在臨時(shí)支墩上拼裝鋼梁時(shí)，除保證支墩有足夠的承載力和預(yù)留壓縮下沉量外，應(yīng)特別注意鋼梁的拼裝拱度曲線。在拼裝主桁前一節(jié)間時(shí)在自由狀態(tài)下進(jìn)行。即主弦桿前端拼至前一支墩的支點(diǎn)時(shí)，不得受力，與支墩支點(diǎn)保持脫空。主桁桿件閉合，節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)度螺栓100%終擰后，主弦桿前端節(jié)點(diǎn)底面與支墩支點(diǎn)墊塊之間才能用鋼板抄死。該節(jié)間高栓全部終擰后，再拼裝下一節(jié)間。

③鋼梁安裝要點(diǎn)

A、捆吊：拴捆前檢查由預(yù)拼場發(fā)來的桿件是否符合拼裝順序，拴捆時(shí)應(yīng)注意桿件上標(biāo)注的質(zhì)量大小和重心位置。桿件用專用吊具拴捆、起吊，使弦桿等保持水平，拼裝腳手架應(yīng)事先掛于節(jié)點(diǎn)旁，隨同桿件起吊。起吊前應(yīng)先試吊再提升。

B、對(duì)孔桿件起吊就位后對(duì)孔時(shí)，在栓孔基本重合的瞬間（相錯(cuò)在10mm以內(nèi)）將小撬棍插入孔內(nèi)撥正，然后微微起落吊鉤，使桿件轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)合其它孔眼。弦桿先對(duì)近端孔眼，豎桿先對(duì)下端孔眼，待下端對(duì)合后再徐徐降低吊鉤對(duì)合上端。對(duì)合弦桿時(shí)，可用扁鏟式小撬棍引導(dǎo)，必要時(shí)用牽引器或?qū)ф溁嚴(yán)牍?jié)點(diǎn)板內(nèi)。

C、穿入釘栓對(duì)好孔眼后，先在栓孔群四周打入四個(gè)定位沖釘，隨即安裝4～6個(gè)高強(qiáng)螺栓，確認(rèn)板縫間無任何雜物時(shí)，即擰緊螺栓，同時(shí)安裝其余栓孔的沖釘和螺栓。

D、桿件拼裝時(shí)，為保證拼裝拱度，需按孔眼總數(shù)的50%沖釘均勻分布打入和上足50%的高強(qiáng)度螺栓，并作一般擰緊后方能松鉤。松鉤后立即補(bǔ)足剩余孔眼的高強(qiáng)度螺栓，并作一般擰緊。然后將這部分高強(qiáng)度螺栓按施擰工藝逐一循序初擰和終擰，終擰后的高強(qiáng)度螺栓檢查合格后，用相應(yīng)油漆作標(biāo)志。第二步將沖釘換成高強(qiáng)度螺栓，并作一般擰緊。一次卸下的沖釘數(shù)量，最多不超過沖釘總數(shù)的20%。將全部沖釘換成高強(qiáng)度螺栓后，按工藝進(jìn)行初擰和終擰，終擰后的螺栓檢查合格后，同樣用相應(yīng)油漆作標(biāo)志。螺栓施擰應(yīng)從栓群中心向四周進(jìn)行，以利板束壓平及減少螺栓之間的相互影響。

E、懸臂架設(shè)過程中，為保證鋼梁的拱度，要求主桁栓合進(jìn)度不落后于拼裝的一個(gè)節(jié)間，即正在栓合的節(jié)點(diǎn)與正在拼裝的節(jié)點(diǎn)距離為一個(gè)節(jié)間。

為增強(qiáng)鋼梁總體剛性，減少晃動(dòng)，斷面聯(lián)結(jié)系、橫向聯(lián)結(jié)系的高強(qiáng)度螺栓終擰，亦不能落后于拼裝進(jìn)度二個(gè)節(jié)間，當(dāng)進(jìn)入封鎖階段后不能落后于拼裝進(jìn)度一個(gè)節(jié)間。

F、當(dāng)主桁拼裝距墩頂最后一個(gè)節(jié)間時(shí)，將主桁桿件盡快拼裝到墩頂，桁架成閉合穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)，但不擱置，與支點(diǎn)保持2～3cm間隙，立即拼裝其他桿件。待整體形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及各處節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)度螺栓終擰50%后，才將空隙抄實(shí)。

G、懸臂安裝過程中需要進(jìn)行測量：鋼梁懸臂安裝時(shí)節(jié)點(diǎn)撓度及中線的測量，要求每安裝一個(gè)節(jié)間，各節(jié)點(diǎn)測一次撓度與計(jì)算值比較，同時(shí)測一次中線，判斷鋼梁制造和安裝質(zhì)量，決定錨孔坡度，使鋼梁到達(dá)前方支點(diǎn)時(shí)，梁底與墩頂之間有足夠的凈高度。

H、鋼梁懸臂安裝，吊機(jī)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行試吊，具有可靠的性能。桿件拼裝順序?yàn)橄冗h(yuǎn)端后近端。

2.3 高強(qiáng)度螺栓施擰施工

高強(qiáng)度螺栓施擰采用扭矩法施工，緊扣法檢查。施工前進(jìn)行工藝試驗(yàn)，測量扭矩系數(shù)、預(yù)拉力損失、溫度與濕度對(duì)扭矩系數(shù)的影響，調(diào)整扭矩，確定施擰扭矩，緊扣檢查扭矩，復(fù)驗(yàn)每批板間滑動(dòng)摩擦系數(shù)等工作。

2.4 結(jié)合板梁預(yù)制與安裝

主橋（26+40+3×54+40+26）m橋面預(yù)制混凝土板共分A1、A2、A3、A4、A5五種類型，其中A1型57片、A2型2片、A3型32片、A4型12片，A5型6片，合計(jì)109片。

結(jié)合板梁底模加工成整體鋼模，端模采用定型鋼模板，鋼模共配置6套，施工時(shí)按一天2片澆筑，混凝土3天強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%后起吊梁體騰出模板。

鋼筋采用車間加工制造、底模上綁扎成型，檢查合格后灌注混凝土。

混凝土灌注采用插入式振搗，灌注作業(yè)完成后在合適時(shí)間對(duì)頂板表面進(jìn)行二次振搗及收漿以封閉收縮裂紋，混凝土灌注完畢后及時(shí)覆蓋、養(yǎng)護(hù)。

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到吊裝強(qiáng)度后即可調(diào)至存梁場存放，橋面板吊離前對(duì)其進(jìn)行編號(hào)、記錄。編號(hào)時(shí)根據(jù)橋面板類型編制，并注明灌注日期等情況。

待0至2#墩鋼梁拼裝完成后，即開始架設(shè)1#墩東，西兩側(cè)20米范圍內(nèi)的橋面板，橋面板架設(shè)前先將鋼梁上雜物、油污清理干凈，利用架梁吊機(jī)通過四個(gè)預(yù)埋吊點(diǎn)吊裝到位。由于橋面板面積大，吊重大，吊高高，起吊時(shí)需注意四點(diǎn)均勻受力，并慢速、平穩(wěn)操作，切勿碰撞其它結(jié)構(gòu)。橋面板安裝位置必須精確。

待鋼梁全部拼裝完成后，再開始架設(shè)剩余的橋面板，橋面板架設(shè)時(shí)由于類型較多，施工時(shí)應(yīng)注意檢查。

2.5 濕接縫、槽口施工

整孔橋面板架設(shè)完后，緊接濕接縫和剪力釘槽的施工。濕接縫和剪力釘槽施工前，空洞周圍及與鋼梁接觸面的混凝土均需鑿毛露出粗骨料。待用水濕潤后均采用C50微膨脹混凝土進(jìn)行澆注，每次節(jié)段澆注混凝土應(yīng)在初凝前完成，混凝土先澆注除1#墩東側(cè)8m、西側(cè)8m，2#墩東側(cè)14m、西側(cè)12m，3#墩東側(cè)12、西側(cè)12m，4#墩東側(cè)12m、西側(cè)12m，5#墩東側(cè)12m、西側(cè)14m，6#墩東側(cè)8m、西側(cè)8m以為的濕接縫和槽口，未澆筑的混凝土應(yīng)在同一位置配置與混凝土相同的重量。

待現(xiàn)澆混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，起頂1#墩支點(diǎn)110mm，澆筑1#墩附近濕接縫和槽口混凝土，同時(shí)卸除配重，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后回落至設(shè)計(jì)高程，以此類似為6#墩（110mm）～2#墩（140mm）～5#墩（140mm）～3#墩（205mm）～4#墩（180mm）。

2.6 橋面施工

①橋面鋪裝

主梁調(diào)整至設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行橋面鋪裝，在澆筑橋面鋪裝之前，應(yīng)使用高壓水對(duì)鑿毛粗糙的主梁頂面沖刷干凈，以利于鋪裝和橋面板的有效結(jié)合。

②伸縮縫安裝

清除縫內(nèi)雜物，檢查縫寬及預(yù)埋件位置，如有頂頭現(xiàn)象或縫不符合要求時(shí)，畫線鑿剔平整，預(yù)埋件數(shù)量及位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)。

安裝伸縮縫，頂面與橋面保持同一平面，焊接固定。伸縮裝置定位值應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的縱向伸縮值，結(jié)合工地安裝時(shí)的安裝溫度、梁體收縮等因素，按監(jiān)理工程師同意的方法計(jì)算確定。

3 結(jié)束語

本文重點(diǎn)闡述贊比西河特大橋主橋鋼-砼結(jié)合梁的施工方法及施工工藝。對(duì)該施工工藝的運(yùn)用和總結(jié)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際工程意義，為該類型橋梁的施工技術(shù)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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