明珠灣大橋環市立交鋼混組合梁施工技術研究

摘要 文章以廣州明珠灣大橋環市大道立交鋼混組合梁施工項目為背景，以優化工程質量和成本為目的，根據廣州明珠灣大橋環市大道立交鋼混組合梁項目現場施工條件，結合我國現行交通運輸管理制度，采用對鋼混梁生產、運輸、拼裝、吊裝焊接的分節段長度重新調整的方法，以期降低施工難度，節省施工成本，同時該技術在安全高效施工方面具有一定的優勢，具有一定的推廣意義。

關鍵詞 鋼混組合梁;節段分節;施工技術

中圖分類號 U442.5 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）11-0091-03

引言

隨著我國交通行業的發展，鋼結構施工技術水平的提高，鋼混組合梁因具有優越的受力性能、易于施工、強度高、結構輕等結構特點， 在互通立交、跨線施工中應用廣泛。該文著重介紹現場拼裝、吊裝流程和施工步驟，其余工序按照工藝流程實施。鋼混組合梁在施工過程中不可避免地受到現行交通運輸要求以及場地施工條件、施工環境、起重設備吊裝能力的影響[1]，需要對設計節段長度進行調整。通過合理分配組裝節段長度與臨時支墩、臺架的位置，并且有針對性地制定施工步驟和工藝流程，包括每個節段施工選用合適的吊裝設備，進而達到縮短工期，節省成本的目的。

1 工程概況及研究背景

1.1 工程概況

環市大道立交包含主線和A、B、C、D四條匝道;在環市大道交叉點處，設置明珠灣大橋主線與環市大道東、西向往返的兩對匝道，形式為部分互通式立交。該工程鋼混組合梁位于環市互通立交的A、B、C、D四條匝道上，鋼混組合梁共4聯，最大跨度58 m。布置情況見表1鋼混組合梁布置情況表。

鋼箱梁為分離式雙箱單室型斷面，腹板均采用直腹板設計，橋面寬度為10.5 m，翼板寬1.35 m，箱室寬2.6 m，鋼梁中心間距5.2 m;梁高為2.2 m，橋面板混凝土板厚30 cm，鋼梁高1.9 m。鋼梁采用開口截面形式，開口截面鋼梁每個腹板對應的上翼緣寬800 mm，腹板厚16 mm。鋼主梁之間設置工字形橫向聯系梁，聯系梁梁高1 200 mm。鋼箱梁與橋面混凝土板通過剪力連接件連接在一起共同作用。以C匝道為例說明。

因跨度大，原設計圖分節段較長，不滿足運輸以及現行交通疏解需求，施工時影響道路通行，施工難度大，因此改變原設計方案的分節長度。原分節長度為A、B、C、D、E 5個節段，A節段長20.96 m，B節段長25 m，C節段長30 m，D節段長25 m，E節段長20.96 m。如圖1，鋼混組合梁立體圖。

1.2 節段重新劃分

因運輸設備與節段長度不匹配，最大跨度為31 m節段2，運輸重量超限，無法運輸，而且與現階段交通疏解不匹配，采用節段更小的分段方式進行，為方便運輸與施工，C匝道共劃分為5個廠內制造節段，橫向劃分成兩個箱梁和中間橫梁。

2 計算依據

2.1 支架計算

采用MIDAS計算軟件建立吊裝支架的整體模型。鋼管立柱、聯結系、分配梁均采用梁單元模擬;分配梁與鋼管立柱之間連接采用固定轉動約束的剛性連接模擬，鋼管立柱底部采用固端約束。按照實際施工布置情況，同比例創建支架和橫梁模型。以最重箱梁作為節段中單位重量，箱梁節段總重以節點荷載形式均布于各個支點處。該模型計算主要計算工況組合如下：荷載組合：1.2*支架自重+1.4*鋼箱梁自重。

工況計算結果：支架系統最大豎向變形量為0.804 mm，滿足規范要求的L/400的規定，臨時支架最大正應力為46.9 MPa，小于規范容許的215 MPa，滿足規范要求：

（1）在集中荷載作用位置對主結構鋼箱梁添加豎桿，增強結構的局部受力性能。

（2）施工過程中應控制臨時荷載重量及加載位置，禁止出現較大臨時荷載堆放在支架系統上。

綜合考慮該支架系統應力指標、變形量、穩定性等均能滿足規范要求。

2.2 吊車工況計算

地面拼裝選用150 t汽車吊，汽車吊自重64.5 t，配重32 t，吊裝分段重量最大為28.4 t，汽車吊支腿支到1.5×1.5 m的路基箱（板）上。經計算所需地基承載力為 =215.3 kPa。吊裝區域大道全部分段的汽車吊行走路面需保證此強度。

吊裝選用220 t汽車吊，汽車吊自重66 t，配重75 t，吊裝分段重量最大為53.8 t，汽車吊支腿支到2.5×1.8 m的路基箱（板）上。經計算所需地基承載力為=160.9 kPa。吊裝區域全部分段的汽車吊行走路面需保證此強度。

3 現場施工步驟

3.1 總體步驟

第一階段：C匝道第三聯共劃分為5個廠內制造節段，橫向劃分成兩個箱梁和中間橫梁，其中A/B制造節段在現場兩兩拼裝成吊裝節段，拼裝完畢后對鋼箱梁構件進行質量檢測，包括外觀檢測、尺寸檢測、焊接探傷檢測等，確認各項檢測結果符合規范、圖紙要求后由汽車運至施工現場[2]。

第二階段：需接長的梁段，運輸至拼裝場地進行接長作業，吊車、臨時支架材料進場制造臨時支架。

第三階段：采用吊車將加工完成的鋼箱梁各節段起吊至臨時支架上部進行拼裝，連接鋼箱梁及箱間橫梁，完成整幅鋼梁拼裝后拆除臨時支點，完成落梁。

第四階段：落梁完成后，將臨時支墩支點與鋼梁頂緊受力，再將提前預制完成的混凝土橋面板采用吊車起吊至橋面進行安裝，完成后安裝模板、綁扎鋼筋進行橋面現澆混凝土施工。同時，在落梁完成后，進行第二節段吊裝，并全部完全焊接、螺栓連接[3]。待一聯全部按設計要求連接完成后，進行各項檢測，檢測合格后進行防腐涂裝以及破損部位面積補涂，然后進行最后一道面漆的涂裝。

第五階段：待橋面混凝土強度達到設計強度后，拆除臨時支墩，恢復交通。

3.2 臨時支架、拼裝臺架制作安裝7BDE21B6-CC69-4CD7-AB09-0A06238B11CE

根據鋼箱梁節段自重及現場地質條件，臨時胎架采用鋼管支架進行施工。同時，結合各支承段的受力特點，綜合考慮現場的地基支撐條件，經過計算分析設計胎架形式，標準臨時支架基礎鋼柱規格為φ630 mm，t=8 mm，調節管使用φ273 mm，t=8 mm鋼柱，鋼管間采用槽鋼C20a和C10連接;分配梁采用雙拼I45a工字鋼，長度為8 000 mm，臨時支架鋼管的中心間距為3 000*

3 500 mm，調節管的中心間距為2 400 mm。每道環縫下方設置一個臨時支架。如圖2 匝道梁體橫截面圖。

根據現場安裝方案，C匝道合計有5個節段，10個吊裝分段，每道環縫下方設置一道胎架，合計需要4道胎架，胎架布置在橋梁中軸線上，胎架的水平分配梁方向垂直于橋梁中軸線。

廠內制造分段運輸至現場后，需要在地面上進行組拼。廠內制造分段的橫向寬度為3.2 m，每2個廠內制造分段組拼成一個現場吊裝分段，分段的縱橋向長度大于26 m。為了保證組拼成的吊裝分段線形、橫坡、縱坡與設計一致，需要使用地面拼裝胎架。每個制造分段下方布置4個P273*8的鋼管，鋼管高度不超過1 000 mm，可以根據實際需要進行調整。鋼管橫橋向間距為2 500 mm，縱橋向布置在靠近端口的橫隔板的下方。鋼管之間采用L75*6的角鋼進行連接，以確保各個支撐鋼管的平面位置的穩定;鋼管底座板與地面采用膨脹螺栓進行固定;全橋制作3組地面組拼胎架，循環周轉使用[4]。地面組拼胎架形式見圖3地面組拼胎架形式。

3.3 吊裝流程

流程一：

（1）安裝臨時支墩，E節段運輸至現場，運梁車路邊等待。

（2）220 t汽車吊作業半徑12 m、大臂長24.1 m，最大起重重量60 t，E節段最大分段噸位24.1 t，吊機負載40.2%<90%。滿足吊裝要求。（此吊裝不影響交通）

流程二：

（1）安裝臨時支墩，D節段運輸至橋位。

（2）吊機就位，臨時封閉車道。

（3）220 t汽車吊起吊D節段，單件最大重40.5 t（約30 min）;作業半徑12 m、大臂長24.1 m，最大起重重量60 t，吊機負載67.5%<90%。滿足吊裝要求。

（4）車輛恢復通行，落梁就位。

流程三：

（1）安裝臨時支墩，C節段運輸至橋位。

（2）吊機就位，臨時封閉車道。

（3）220 t汽車吊起吊C節段，單件最大重37.5 t（約30 min）;作業半徑10 m、大臂長14.5 m，最大起重重量70 t，吊機負載53.6%<90%。滿足吊裝要求。

（4）車輛恢復通行，落梁就位。

流程四：

（1）安裝臨時支墩，B節段運輸至橋位。

（2）吊機就位，臨時封閉車道。

（3）220 t汽車吊起吊B節段，單件最大重47.6 t（約30 min）;作業半徑12 m、大臂長24.1 m，最大起重重量60 t，吊機負載79.3%<90%。滿足吊裝要求。

（4）車輛恢復通行，落梁就位。

流程五：

（1）安裝臨時支墩，A節段運輸至橋位。

（2）吊機就位，臨時封閉右轉車道。

（3）220 t汽車吊起吊A節段，單件最大重44.3 t（約30 min）;作業半徑12 m、大臂長24.1 m，最大起重重量60 t，吊機負載73.8%<90%。滿足吊裝要求。

（4）車輛恢復通行，落梁就位。

流程六：

采用一臺25 t汽車吊拆除臨時支架。

4 結束語

綜上所述，在施工中將鋼混組合梁相關理論結合現場實際情況，將鋼混組合梁節段重新劃分，用途廣泛，達到較好的施工效果，對于現場實際操作有較好的指導作用。實際施工中，首先要對現場的施工條件進行實際勘察，仔細分析，確保在作業期間，將對既有道路車輛通行的影響降到最低[5]。根據現場實際行車條件對鋼混組合梁的節段進行劃分，劃分好節段長度后，對臨時支架支撐體系進行計算復核，同時復核吊裝設備工況及地基承載力要求，根據計算結果，進一步制定箱梁的生產、運輸方案，制定現場拼裝、支架地基處理、支架安裝、箱梁吊裝的流程，達到快速、安全高效的施工效果。

參考文獻

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[2]段銀龍， 余海輝， 徐東進. 大跨徑連續鋼混組合梁的設計及關鍵技術研究[J]. 城市道橋與防洪， 2021（8）： 119-123.

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[4]張宏志. 上跨高速鐵路橋梁工程轉體施工技術[J]. 工程建設與設計， 2020（15）： 154-156.

[5]付強， 遲東彪. 公路兩用斜拉橋鋼混組合梁與鋼桁梁對比分析[J]. 西部交通科技， 2021（12）： 120-123.

收稿日期：2022-03-21

作者簡介：王永飛（1984—），男，本科，中級工程師，從事道路橋梁、市政工程等施工技術管理工作。7BDE21B6-CC69-4CD7-AB09-0A06238B11CE