钢混叠合梁施工技术

孙博

【摘 要】本文结合昆明市东二环石虎关立交桥钢箱梁施工工程实践，介绍了钢—混凝土组合梁施工技术。采用工厂制作、现场单片梁整体吊装就位，再连接横隔板，使整跨形成一个格子梁体系，再在钢箱梁上架模（或挂模）浇筑桥面板。此工艺合理可行、安全可靠、施工进度快，对类似工程具有参考及推广应用价值。

【Abstact】 with the practical experience in the process of building a steel-box girder bridge at the East 2nd Ring Road of Kunming. This article introduces the constuction technology for the steel-box-girder-concrete composite beam. Fabricated in factory ，hoisting the single beam in steel box and connecting the horizontal clapboard to form a lattice girder system .Then scaffolding （or hanging） the formwok to caste bridge panel in the steel box girder. The technique is easy for construction， safe and reliable， fast construction progress， and it provides reference and application value for some other similar projects.

【关键词】钢箱梁；施工技术

【Key words】steel-box girder， construction technology.

1.工程概述

昆明市石虎关立交北接菊华立交，西接南二环、东接昆石高速，处于二环路枢纽位置。石虎关立交桥改建既有南二环高架桥接地引桥，跨清水河为跨径45m的为钢—混凝土组合梁。钢—混凝土组合梁截面图：

每半幅桥由4片U形钢梁组成，梁间距3.16m，梁长43.88m，计算跨径42.88m（以路线中心线计算）。钢箱梁高2.0m，宽1.58m，腹板采用16mm厚钢板，顶板采用25mm厚钢板，底板采用变厚度，变化规律为25mm、28mm、32mm，从梁端到跨中长度分别为5.94m、8.5m、15m。每片箱梁设9道焊接“工”字形横隔板，间距为4.94、5.5m两种，横隔板腹板采用20mm钢板，顶底板采用25mm钢板，为便于桥面板的模板架设及钢结构的支制作方便，每道中隔板设一80cm×60cm的人孔。为保证腹板的稳定性，在每个隔板分隔的距离内腹板与箱室内侧設3道竖向加劲肋，肋间距分别为137.5cm和121.4cm。加劲肋采用16mm厚钢板，宽度20cm。钢箱梁钢材均采用Q345C材质。

混凝土顶板采用现浇钢筋混凝土板，板厚26cm，混凝土标号C50。桥面铺装采用10cm沥青层。为保证钢箱梁与混凝土桥面板的可靠连接，与钢箱梁顶板设剪力键，剪力键采用焊钉形式。

钢箱梁采用工厂制作、现场单片梁整体吊装就位（单片梁最大吊装重量68吨），再连接横隔板，使整跨形成一个格子梁体系。再在钢箱梁格子体系上架模（或挂模）浇筑桥面板。

根据现场环境条件及工程实际情况，经技术经济分析论证，确定钢箱梁施工采用在武汉钢箱梁生产基地下料，加工成板单元--运输至昆明基地--原材料表面处理--焊接成钢箱梁节段--运输至工地--工地小节段拼装成单片钢箱梁）--依次对称吊装钢箱梁节段--焊接横隔板接缝—涂装的施工工艺。

2.钢箱梁节段分段原则

充分考虑钢箱梁的结构特点和整体受力的合理性，现场吊装能力和空间以及工厂最大加工能力和设备工装能力，确定钢箱梁制作时单片最大分段纵向最长为9m。箱梁施工分段图如下：

3.钢箱梁焊接方法

板单元进昆明基地后，先进行材料复检，主要复检方法为：每批次材料随机抽取几块样块，切除四边各50mm后再进行化学成分检验，然后做力学实验，合格后进行焊接工艺评定。钢箱梁焊缝主要包括有：箱梁顶、底板和腹板的对接焊缝，箱梁腹板与顶、底板的连接焊缝、各种加劲肋的焊接。焊接所使用的焊接工艺必须经评定合格。

各部位焊接方法：

序号 母材牌号 焊接方法及位置 含盖焊缝部件

1 Q345C CO2焊平对接 钢箱梁盖板、腹板拼接

2 Q345C CO2焊角接 钢箱梁盖板与腹板角接

3 Q345C 手弧焊平对接焊 钢箱梁现场焊

4 Q345C 手弧焊立对接焊 钢箱梁现场焊

5 Q345C 埋弧焊平对接 钢箱梁盖板、腹板拼接

接头要求：

1）所有要求全熔透或部分熔透的焊接接头，将根据设计要求及工厂工艺条件选择合适的接头形式。

2）坡口加工优先采用机加工方法制备，也可采用人工切割的方法切割而成。加工后，坡口的角度宜取正差，对部分熔透焊缝，坡口深度也宜取正差。

3）坡口面应光滑平整，过深的加工缺棱，应事先修磨平滑或先修磨，再用合格焊材补焊，然后磨平的方法进行处理。

4）开坡口的全熔透对接焊缝在打底焊缝时要求采用焊接专用陶瓷垫片或反面加钢衬垫的工艺方法，确保全熔透焊缝焊接质量。

4.钢箱梁现场组拼及吊装

4.1场地清理

钢箱梁现场吊装大节段时采用在节段安装位置约10m宽的地方均需平整、硬化。确保两边预留汽车交通、吊装作业场地、组装场地。

4.2钢箱梁现场拼装施工

现场将箱梁用吊车放置于马凳上，使用千斤顶模拟拱度并焊接环缝。组装时用经纬仪和全站仪精确定位，根据工艺尺寸组装钢箱梁。

（1）修正桥面板或桥底板长度

钢箱梁的空中曲线按照抛物线确定，通过对每个梁段的上盖板与下盖板的长度差的计算，在预拼装时对实际尺寸加以修正。

（2）修正钢箱梁总长度

每個预拼装单元预拼后，测量其总长度，并将该长度与理论长度比较，其差值可在下一个预拼装单元加以修正，不使误差积累。

（3）修整对接口

相邻梁段的端口尺寸偏差难以避免，预拼装时对相邻端口加以修整，使之在安装时顺利对正及焊接。

4.3箱梁预拱度控制

桥梁预拱度直接影响桥梁的使用寿命，对于该桥预拱度的控制，成为质量控制重点。

（1）因为受到焊接变形的影响，考虑到该桥的结构形式、跨度等因素，为了在成桥后达到设计预拱值，在设计院考虑的140mm预拱度上增加40mm焊接预拱值。

（2）在工厂制作时，工装平台应充分考虑拱度影响，设计出的平台完全模拟成桥后拱度情况。

（3）在现场拼装时，考虑拱度因素；每次环缝焊接完毕后需重新检测拱度值。

4.4吊装施工

根据工程情况及平面布置，利用清水河上原有桥面，将已成型的钢箱梁运至桥位下，在清水河两岸设置两台130吨汽车吊将成型的每片梁吊装至桥墩。工程施工按照对称施工的原则，由中间向两旁安装，在已经架设好的箱梁上吊装焊接联系梁。吊装次序示意图如下：

5.横隔板及剪力钉施工

钢—混凝土组合梁依靠焊接在钢箱梁上翼缘板上的剪力钉和混凝土桥面板连接成整体，剪力钉的焊接质量直接影响到钢—混凝土组合梁体系的实现。

栓钉施工时采用专用的熔焊栓钉机焊接，在焊接前使用角向磨光机去除钢梁上的非导电型油漆，熔焊栓钉施工后使用交流中型焊机进行栓钉的补焊。为保证施工焊接电源的电压稳定性，熔焊栓钉机的电源单独布设；并且施工前应进行焊接工艺评定，选择合格的焊接工艺进行施工。正式焊接前试焊1个焊钉，用榔头敲击使剪力钉弯曲大约30°，无肉眼可见裂痕方可开始正式焊接，否则应修改施工工艺

6.桥面混凝土施工

桥面混凝土采用吊模的工艺施工。为减少桥面板混凝土收缩徐变对钢箱梁的不利影响，桥面板浇筑时应分段施工，先施工跨中部分，待先施工部分形成强度后再施工两端（要求时间间隔5天以上）。节段划分按0.25L，0.5L、0.25L的比例。

7.结束语

钢叠合箱梁吊装重量轻，梁体制作大多在工厂提前制作，在跨度较大且施工工期要求较紧张的桥梁施工中应用较多。石虎关立交桥南二环主线跨清水河跨采用钢—混凝土组合梁施工，施工简易、安全可靠，确保昆明市东、南、北二环改扩建工程的全线贯通目标，对类似工程具有推广应用价值。

【参考文献】

1、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

2、《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001