龍 云

（廣州鐵路（集團(tuán)）公司，廣東 廣州 510600）

1 工程概況

某城市快速路立交主線橋跨越當(dāng)?shù)刂饕煌ǖ缆?，采用體外預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合變截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，分左右幅設(shè)計，跨度組合均為（50+82+50）m，主跨82m為區(qū)域內(nèi)最大跨度鋼-混凝土組合梁橋。梁截面由預(yù)制開口鋼箱梁和現(xiàn)澆混凝土橋面板組成，單幅橋橫斷面由2片鋼箱梁組成，每片鋼梁底寬3．16m，箱間距2．30m，箱梁底面沿橋縱向為拋物線的線型變化，梁高由2．2m曲線漸變至4．2m。采用體外預(yù)應(yīng)力體系，由體外預(yù)應(yīng)力束（含管道和灌漿材料）、錨固系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向裝置、防腐系統(tǒng)組成；預(yù)應(yīng)力鋼索采用環(huán)氧噴涂無黏結(jié)鋼絞線，采用HDPE護(hù)套，錨固為15-22可更換式體外束預(yù)應(yīng)力專用錨具。鋼箱梁縱、橫斷面如圖1所示。

2 總體施工組織方案及特點

2.1 施工組織總體方案

鋼箱梁在工廠整體制作后于吊裝前切割分段，每幅分9個節(jié)段，最長節(jié)段長度為30．0m，最大節(jié)段重量94．05 t?，F(xiàn)場在分段接口處設(shè)臨時支墩，采用2臺250 t起重機(jī)同時吊裝，鋼箱梁節(jié)段現(xiàn)場吊裝就位后，采用高強(qiáng)螺栓或現(xiàn)場焊接連接。鋼箱梁焊接成型后，施做橋面系，施加體外預(yù)應(yīng)力體系，撤除臨時支墩體系。

2.2 工藝特點及難點

1）本工程箱梁采用體外預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)，使橋梁自重大大減輕、方便施工、縮短工期、保護(hù)環(huán)境，具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

2）跨度大，最大跨徑達(dá)82m，箱梁頂面與底面呈空間曲面，其線型復(fù)雜，而鋼箱梁對溫度敏感，因此施工時對鋼箱梁的線形控制尤為重要。

3）鋼梁呈拋物線，各截面梁高不同，梁段和單元構(gòu)件種類多，制作精度控制難度大，對切割、拼裝、焊接、吊裝及拼接等工序工藝均要求非常高。

4）鋼梁截面高度最大約4．0m，寬3．875m，最長節(jié)段長30m，同時梁底面為曲面，給運輸、吊裝帶來一定困難。

5）鋼箱梁跨越交通要道，交通流量大，必須有穩(wěn)妥可靠的支撐和交通疏導(dǎo)方案，保持橋下道路暢通，確保施工期間橋下交通安全。

3 施工要點

3.1 鋼箱梁廠內(nèi)制作

主梁采用廠內(nèi)182m整體預(yù)制，再切割分段進(jìn)行運輸?shù)跹b，用高強(qiáng)螺栓或焊接連接，使鋼箱梁制作成型與現(xiàn)場吊裝拼接后線形高度吻合。鋼箱梁廠內(nèi)制作施工流程為：制作整體臺?！?、底、腹排板圖→制樣→下料→切割→邊緣加工→整平→拼接→組裝→焊接→制作段接縫解體→拼接板定位、制孔→出廠運輸。施工技術(shù)要點如下。

圖1 鋼箱梁縱斷面示意（單位：m）

1）胎架制作 在加工廠制作長182．0m，寬9．5m的整體胎架，橫向與梁等寬設(shè)置，胎架表面曲線與鋼箱梁底面成型曲線吻合（見圖2）。

圖2 整體胎架

2）放樣、切割 在整個鋼結(jié)構(gòu)制造中，放樣、切割工作是非常重要的一環(huán)。放樣工作在放樣平臺上進(jìn)行，然后依樣進(jìn)行切割加工，最后把各個零件配成一個整體。

所有零件放樣、下料時均要考慮加工余量和焊接收縮余量。根據(jù)放樣結(jié)果，按構(gòu)件號料明細(xì)表采用小余量一次下料工藝，采用全自動切割機(jī)下料，確保切割精度，下料后的構(gòu)件變形應(yīng)進(jìn)行矯正、邊緣加工和拋丸除銹。

3）板單元制作 把鋼箱梁劃分為面板與腹板組成T梁單元、底板單元、橫隔板單元、鋼箱箱間連接件等，精確下料組裝單元。

4）主橋箱梁組裝 組裝順序為：底板拼接→縱肋安裝→隔板安裝→腹板安裝→中間系梁安裝。鋼梁的頂、底、腹板均應(yīng)用20%沖釘將整橋拼接為整體后再參與組裝，將縱、橫向板件全部裝上并點焊，組成縱橫格構(gòu)成箱體，調(diào)整梁的方正度和線形后，嚴(yán)格按照焊接順序，依據(jù)焊接工藝施焊。

5）焊接工藝 鋼箱梁采用焊接與栓接結(jié)構(gòu)，工廠加工以焊接為主，工地安裝以栓接為主。工廠焊接質(zhì)量是全橋施工關(guān)鍵，焊接前，應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定，并應(yīng)根據(jù)評定報告確定焊接工藝。對于頂板、腹板、底板及縱肋的橫向?qū)雍缚p均要求達(dá)到一級焊縫，全部進(jìn)行超聲波無損檢測；鋼梁各部位的對接一級焊縫應(yīng)在焊接24h后全部采用超聲波檢查，并抽取不小于焊縫條數(shù)10%的焊縫用射線檢查。

焊接順序選擇應(yīng)考慮焊接變形，盡量采用對稱焊接，對收縮量大的部位應(yīng)先焊接，以平衡加熱量，使焊接收縮量小。嚴(yán)格遵守如下焊接順序：頂板與腹板組成T形梁角焊縫→底板對接焊縫→縱肋板對接焊縫→腹板對接焊縫→腹板與底板間的主角焊縫→勁板與底板角焊縫→隔板與腹板角焊縫→隔板與底板角焊縫→隔板與勁板角焊縫。

焊接采用埋弧焊和CO2氣體保護(hù)焊（焊接電流、電壓根據(jù)焊接工藝評定結(jié)果選擇），小區(qū)域采用手工焊；焊接方法采用向下橫焊和立焊，特殊區(qū)域也可采用仰焊。

6）防腐涂裝 防腐涂裝工序為：原材料進(jìn)廠→噴砂除銹→噴底漆→構(gòu)件驗收→基層表面驗收→噴涂中間漆→外觀及厚度檢查→分層噴涂→分層外觀及厚度檢查→現(xiàn)場安裝→摩擦面強(qiáng)力打磨→涂層破損面補(bǔ)漆→噴涂面漆→檢查驗收。

防腐采用高壓空氣噴涂，壓力視不同涂料調(diào)至11．8～16．7MPa，噴嘴與被噴涂面的距離不得小于400mm；上一層油漆固化后，應(yīng)及時進(jìn)行下一道油漆施工；對放置較長時間的涂層表面，下一道油漆施工前必須清理上一層。

7）鋼梁分段解體 鋼箱梁加工成型后，進(jìn)行分段切割解體。分段前需制作好分段處拼接板及制作梁體與拼接板螺栓孔，以確保現(xiàn)場吊裝拼接時拼接板與梁體螺栓孔位與分段前一致，提高拼接精度。

3.2 鋼箱梁現(xiàn)場吊裝拼接

3.2.1 臨時支墩及交通疏解

鋼箱梁分解后，采用140t載重平板車分節(jié)運輸至現(xiàn)場。現(xiàn)場根據(jù)吊裝方案，在鋼箱梁分段處設(shè)置臨時支墩。臨時支墩基礎(chǔ)采用條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)長9．5m（對應(yīng)鋼箱梁寬度）、寬3．5m、高0．2m（要求高出公路0．8m）。立柱采用雙排鋼管柱（φ630mm×10mm），立柱頂縱橫梁均采用HM340×250×9×14，橫梁跨度2．8m（最大），縱梁跨度2．0m，高約6．0m。臨時支墩柱與橫梁及縱橫梁間焊接系為整體，橫梁上放砂箱及千斤頂調(diào)節(jié)箱梁安裝高度（見圖3）。

圖3 現(xiàn)場臨時支墩

對橋下交通進(jìn)行臨時疏解，以保證施工對交通產(chǎn)生的干擾在可控范圍內(nèi)，并滿足施工所需工作面要求。

3.2.2 吊裝方案及吊機(jī)選型

考慮不同施工順序，對吊裝方案進(jìn)行比選（見表1），經(jīng)比選采用方案B，采用縱向從左到右、橫向從中間向兩側(cè)對稱安裝的原則順序吊裝。

表1 吊裝方案比選

綜合考慮鋼箱梁每分節(jié)重量、現(xiàn)場工作面及交通疏解范圍，采用雙機(jī)抬吊吊裝方法，對每一節(jié)段、每一典型工況進(jìn)行檢算分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行起重機(jī)選型。

3.2.3 吊裝典型工況分析

吊裝時根據(jù)鋼梁的位置與起重機(jī)工況確定吊車站位及運梁車?？课恢茫鞯湫偷跹b工況分析如下。

1）1～4節(jié)段位于城市主干道西側(cè)輔道外，吊裝時無需占用車道（見圖4）。

圖4 左右線1～4節(jié)段吊裝起重機(jī)站位

2）5～12節(jié)段位于城市主干道西側(cè)輔道上，吊裝時需占用主干道西側(cè)輔道（見圖5）。

圖5 左右線5～12節(jié)段吊裝起重機(jī)站位

3）13～20節(jié)段位于城市主干道上，吊裝LE段鋼梁時主干道全封閉，每段梁吊裝封閉30m in，于夜間11：00至次日6：00時段內(nèi)吊裝（見圖6）。

圖6 左右線13～20節(jié)段吊裝起重機(jī)站位

4）21～28節(jié)段位于城市主干道東側(cè)輔道上，吊裝時需占用主干道東側(cè)輔道（見圖7）。

圖7 左右線21～28節(jié)段吊裝起重機(jī)站位

5）29～36節(jié)段位于城市主干道西側(cè)輔道外，吊裝時無需占用車道（見圖8）。

圖8 左右線29～36節(jié)段吊裝起重機(jī)站位

3.2.4 高強(qiáng)螺栓連接

高強(qiáng)螺栓連接按臨時栓接→安裝高強(qiáng)螺栓→高強(qiáng)螺栓連接和擰緊固定的施工順序，從安裝好的一端或剛性端向自由端進(jìn)行；其初擰和終擰均需從螺栓群中央開始，依次由里向外、由中間向兩邊對稱進(jìn)行，且同一高強(qiáng)螺栓初擰和終擰的時間間隔要求不得超過1d。

3.2.5 橫梁安裝

鋼梁吊裝完成后，吊裝中間系梁，再對中間系梁進(jìn)行焊接，焊接次序從中間向兩邊對稱焊接。

3.3 鋼筋混凝土橋面板施工

鋼筋混凝土橋面板施工時，箱體內(nèi)及鋼箱之間安裝鋼板底模；兩側(cè)翼緣板由于懸挑，需采用支架進(jìn)行施工，根據(jù)橋下環(huán)境的不同，分別采用滿堂碗扣支架及懸挑三角支架。

鋼箱梁現(xiàn)澆橋面板分別在兩墩頂設(shè)置負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力鋼絞線及整體橋面設(shè)置通長預(yù)應(yīng)力鋼絞線。由于橋面長達(dá)182m，采用分段澆筑，第1次對稱澆筑主跨兩墩頂處各65m長橋面板，第2次澆筑主跨跨中30m，第3次澆筑副跨兩端墩頂各11m橋面板，以減少混凝土收縮徐變帶來的影響。

3.4 體外預(yù)應(yīng)力施工

體外預(yù)應(yīng)力在鋼箱梁制作安裝及橋面板施工過程中穿插進(jìn)行，施工流程為：鋼箱梁隔板制作預(yù)留孔→轉(zhuǎn)向器的外套鋼管安裝→錨頭區(qū)錨具定位→轉(zhuǎn)向器安裝→橡膠固定轉(zhuǎn)向器→轉(zhuǎn)向器與外套管間灌漿→體外預(yù)應(yīng)力鋼索下料及穿索→索體與轉(zhuǎn)向器間填充橡膠→橋面板澆筑混凝土→混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計要求→張拉體外索→索體與外套鋼管間安裝防損定位裝置→錨頭區(qū)預(yù)埋管內(nèi)灌環(huán)氧砂漿→防松裝置的安裝→防腐裝置的安裝→安裝減振器。

根據(jù)鋼束張拉伸長量較長的情況，采用懸浮張拉方法。張拉采用兩端對稱同步進(jìn)行并以10MPa／min的速度均勻加載，加載順序為：0→10%→20%→100%（持荷2min）錨固。

4 結(jié)語

本工程在鋼-混凝土組合梁制作階段，采用整體制作成型，再分段切割吊裝，保證了制作及拼裝時的精度，使鋼箱梁制作與吊裝成型后的線形較為吻合；在吊裝時通過方案比選，采用左邊跨→中跨→右邊跨的吊裝順序，避免從兩邊向中跨吊裝時產(chǎn)生的合攏環(huán)節(jié)，采用合理吊裝和疏導(dǎo)交通方案，簡化了施工難度的同時保證了施工精度和進(jìn)度。橋面翼緣板采用懸挑三角支架施工，制作簡單，施工方便，不影響橋下交通。體外預(yù)應(yīng)力束張拉時采用懸浮張拉法，有效控制預(yù)應(yīng)力損失及工作錨具壽命，確保了橋梁的力學(xué)性能達(dá)到設(shè)計要求。本工程施工方案在實際應(yīng)用中技術(shù)較為先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益及社會效益良好，具有一定參考價值。

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