国道107宝安段兴围、黄田掉头匝道桥工程施工新技术

2014-11-17邵一帆

交通运输研究 2014年16期

邵一帆

（深圳市交通公用设施建设中心，广州深圳 518040）

0 引言

国道107宝安段兴围、黄田掉头匝道桥工程主要由A、B、C匝道桥等组成，匝道长1271.533m，其中桥梁长986m，桥梁纵坡为4.0%。桥面采用沥青混凝土路面，匝道桥设计速度为25km/h。匝道由道路宽度9m渐变至桥梁宽度11m，由小型专用车道及大车道组成双车道。主桥采用钢-混组合梁，梁高2m，跨度为30m+40m+40m+30m，共140m。引桥长2—2×30m，采用钢桁腹梁，梁高2m。明渠段采用叠合梁，梁长112m。下部结构为钻孔灌注桩+墩柱+盖梁。

1 施工新技术、新材料、新工艺

本工程项目主要采取来以下施工新技术、新材料、新工艺：

（1）为控制支点处桥面板裂缝，采取在钢混组合梁支点处设置抗拔不抗剪栓钉（国内首次应用）、“三钢混凝土”（钢纤维SF、钢丝网F、钢筋混凝土RC）、次支点顶升及回落、中支点两侧压重等多项施工技术及措施；

（2）本工程采用了钢桁腹梁结构，该结构新颖，利用钢桁管代替混凝土腹板使得梁体结构自重减轻，梁体通透；钢桁管单件制作、整体吊装等安装简单，但工艺复杂，对施工技术、组织、管理要求很高。

2 钢混组合梁施工（新技术、新材料、新工艺应用部分）

2.1 次支点顶升

待底板混凝土达到设计强度后，开始进行钢梁次支点顶升（见图1），顶升5cm，需分级顶升，每一级顶升1cm。根据支点反力及现场墩顶空间设置千斤顶的规格和数量。

钢梁顶升采用同步顶升数控技术，确保各顶升点受力保持平衡，保证梁体稳定。

图1 次支点顶升

2.2 浇筑顶板混凝土

顶板混凝土（中支点暂不浇筑）浇筑顺序为：从跨中至距离支点5m处浇筑C55混凝土，支点处10m范围内采用三钢混凝土（钢筋网、钢纤维、不锈钢钢丝网），其中钢纤维体积率为1%，钢纤维品种为钢锭铣削型，纤维外形呈端钩型，钢丝网片选用直径为2mm的优质不锈钢丝，通过精密的自动化机械焊接成网片。不绣钢钢丝网如图2所示。

钢纤维混凝土的运输采用与普通混凝土相同的运输规定，但应缩短运输时间，运输过程中应避免拌和物离析。

钢纤维混凝土采用机械振捣。

钢纤维混凝土可采用与普通混凝土相同的养护方法。

为控制负弯矩区裂缝，支点负弯矩区5m范围内采用抗拔不抗剪栓钉（见图3），防止竖向分离但又不约束纵向滑移。

图2 抗拔不抗剪栓钉

图3 不锈钢钢丝网

2.3 浇筑中支点混凝土

待顶板混凝土满足设计强度后，进行次支点钢梁回落，同样需分级回落，每级回落1cm。

钢梁回落后进行中支点两侧跨中压载，各压载100t（见图4）。

图4 中支点两侧压重

进行中支点范围内混凝土浇筑，同次支点一样，采用三钢混凝土。

3 钢桁腹梁施工

3.1 总体施工方案

钢桁腹梁（见图5）为空间桁架结构，桁管与顶板、底面混凝土连接采用S—PBL剪力键及抗剪栓钉，纵肋开椭圆孔并与钢筋贯穿连接，共6联，一联为2×30.55m。混凝土采用C55钢纤维混凝土，先浇筑底板以及下节点位置处的混凝土，再浇筑腹杆、斜撑钢管内及顶板混凝土，底板、顶板厚度为25cm，节点、加固段厚度为55cm。

图5 钢桁腹梁立面示意图（单位：mm）

钢桁管在工厂制作，根据桥跨布置将钢桁管通过节点板连成15m节段，运至桥位处吊装。

钢桁腹梁施工流程为：搭设满堂支架→铺设底模→吊装钢桁管→钢桁管临时固定→绑扎底板钢筋→浇筑底板混凝土→斜撑桁管安装→钢桁管注浆→搭设顶板支架→浇筑顶板混凝土→预应力施工→桥面系施工。

3.2 支架及底模

钢桁腹梁支架采用满布Φ48mm的扣件式钢管支架施工，支架搭设前先对地面进行硬化，做好地面排水；采用土、砂石等材料新填筑地基，厚度较大时可采用重型压路机分层碾压，浇筑15cm厚的混凝土地面。

钢管支架根据荷载分布规律，横桥向钢管支架布置间距为底板范围0.6m、翼缘板范围0.9m。顺桥向钢管支架布置间距为0.9m，在外斜腹杆处加密至0.6m，立杆竖向步距为1.2m（局部位置加密至0.6m）。

跨明渠部分采用贝雷梁跨越，贝雷梁间距为90cm，跨度为15m。贝雷梁顶为I10分配梁，I10分配梁间距与扣件式支架立杆横桥向间距相同，最大间距为90cm。

两跨钢桁腹梁梁底至明渠顶净高较低，采用型钢+条形基础支架，条形基础间距为11.5m时，横梁I63a长12m，转向块处间距为45cm，端头处间距为25cm，其余间距为80cm。

3.3 钢桁管吊装及临时固定

在支架搭设完毕、底模安装完成后进行钢桁管腹杆施工，每联腹杆分为2跨4榀，每跨每榀拼装成2个大节段，每个大节段长度约为15m，每个大节段有12节腹杆，重量约为7t。

钢桁管吊装见图6，桁架临时固定见图7。

图6 钢桁管吊装

图7 桁架临时固定

3.4 底板混凝土浇筑

钢桁腹梁下节点结构复杂，施工困难，为钢桁腹梁施工的关键部位。钢桁腹梁下节点钢筋包括箍筋、纵向钢筋及横向钢筋，横向钢筋穿过S—PBL键。下节点钢筋见图8。

图8 下节点钢筋

钢桁腹梁腹杆在钢结构车间加工制造时，将节点箍筋焊接固定在下节点钢板上，连同节点钢结构整体安装。钢桁腹杆安装到位后，按照先下后上的顺序，依次安装横向钢筋，再安装纵向钢筋，接头按规范要求错开，采用焊接连接。底板钢筋绑扎见图9。

图9 底板钢筋绑扎

底板混凝土采用C55钢纤维混凝土，整体浇筑方法为：钢桁腹梁设计4%的纵坡，采用从低处往高处浇筑的方法，以防止振捣时混凝土流淌，造成浆体与骨料分离的离析现象。浇筑时，先从跨中至1/4截面处底板往梁侧位置浇筑，混凝土坍落度较好时，先浇筑支座位置，然后再往高处继续浇筑。另外，应先浇筑底板混凝土，再浇筑节点处高出底板位置。

节点处钢筋密布，浇筑振捣困难。下节点混凝土施工前，在节点加劲板分割的3个区域内，每个区域将钢板开设1个Φ50mm混凝土浇筑孔，以便观察混凝土浇筑是否密实，并作排气用。

下节点处需人工使用铁锹铲进节点内，浇筑底板节点周围时，可浇筑稍高，覆盖节点倒角，防止底板浇筑至标高时振捣下节点内混凝土出现翻浆现象。下节点浇筑密实后，节点附近底板不得再进行振捣，防止节点内混凝土外翻造成空洞。下节点混凝土施工由专人负责，塌落度控制在14～16cm，混凝土采用Φ30插入式振捣器振捣。底板浇筑完成后，进行混凝土收面工作。