钢混组合梁体系转换施工技术

韩阿雷 （中铁大桥局集团第四工程有限公司，江苏 南京 210031）

1 工程概况

港珠澳大桥起自香港大屿山石散石湾，止于珠海/澳门口岸人工岛，总长约35.6km。CB05合同段起点里程K29+237，终点里程K35+890，主线设计总长度6653m，其中主线桥梁全长6368m，桥跨布置自东向西依次为：浅水区非通航孔桥、九洲航道桥、珠澳口岸连接桥。主线桥梁跨度布置见图1。

2 工艺原理

组合梁在专用组合场地组合施工完成，经横纵移滑道移运至出海码头，采用3000t运架一体船运至施工水域，完成架设工作。体系转换开始，用8台CLRG6008A-00型号千斤顶（下称“600t千斤顶”）4点同步顶梁，分级操作，抄垫钢板，顶升过程应力可控。起顶到设计位置后，即可进行墩顶24.4m范围内桥面板与钢主梁组合作业。桥面板组合采用特制施工设备。通过调整钢支墩位置，调整桥面板平面位置。利用环氧砂浆流动度适中的特点，灌注环氧砂浆。全部板块组合完毕后，即可进行湿接缝施工。墩顶位置湿接缝共计7条，分两次浇筑。先浇筑纵向预应力布置的中间5条湿接缝，施加纵向预应力后，浇筑剩余2条湿接缝，横向预应力施工，上述工作完成后，组合梁4点同步落梁至支座上，并与支座栓接，体系转换完成。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

组合梁组合完成并移运至出海码头→3000t运架一体船起吊、运输至施工水域→组合梁安装→组合梁配切、焊接、涂装→支座灌浆变孔成联，架设完成→体系转换开始，顶梁→桥面板组合，灌注环氧砂浆→湿接缝钢筋绑扎、波纹管安装、预埋件安装→湿接缝模板安装→12m范围内湿接缝混凝土浇筑、养护→纵向预应力筋张拉、孔道压浆、封端→12m处湿接缝混凝土浇筑、养护→横向预应力筋张拉、孔道压浆→落梁。

3.2 施工要点

3.2.1 体系转换前墩顶布置

体系转换需在墩顶设置6个支点，其中2个支点为永久支座，供倒顶时使用；另外的4个支点为临时布设的临时支座，每个支座布置2台600t竖向千斤顶并串联。在体系转换过程中，永久支座不受力，较架梁状态受力更加不利，故将体系转换时千斤顶的数量布置为8台。在此过程中各支点顶面抄垫钢板。千斤顶上的钢板中心与梁底垫板中心对齐，支座上的抄垫钢板与横隔板对齐，千斤顶下抄垫。顶落梁施工的墩顶布置图见图2。

3.2.2 体系转换

体系转换即通过中间墩墩顶起顶组合梁，完成负弯矩区桥面板结合及湿接缝施工（零弯矩处湿接缝暂不施工），待混凝土达到规定强度后张拉纵向预应力，然后进行剩余湿接缝施工，待混凝土达到规定强度后张拉桥面板剩余横向预应力，最后回落组合梁于永久支座上。依次向两边进行剩余中间墩顶落梁施工，完成一联体系转换施工。

①起顶组合梁作业

采用分级起顶的方式保证顶梁施工的同步性，按顶升高度分级，同时检测钢梁上、下缘应力。顶升作业时，分级跟进抄垫铁板。顶升过程中，每遇30%H（H为理论顶升高度）、50%H、80%H、100%H时，测量应力。

a.顶梁施工程序

第一步：墩顶布置，摆放好竖向千斤顶、接好油泵及油表、准备好铁板。

第二步：解除支座与梁底连接螺栓。

第三步：分级顶升，跟进抄垫铁板。

第四步：重复以上顶梁步骤，直至顶升至设计高度。

如遇倒顶，通过在梁底与支座顶面抄垫铁板实现。同一墩顶左右幅梁，交替顶升。

b.质量控制

组合梁起顶施工前，保证千斤顶的合力中心与设计受力断面中心对中，检查千斤顶是否完好无故障。

每2台千斤顶通过1台油泵串联，在墩顶实施同步顶升动作的8台千斤顶同起同落。顶落梁施工过程中，同时控制顶升力和顶升量以保证同步性，即要控制相邻支点的顶升量差值在0～3mm以内，又要控制油表读数基本相同。每遇30%H、50%H、80%H、100%H时，测量钢主梁及桥面板应力。

②桥面板组合施工

a.组合施工

组合梁起顶采用特制工装作业，特制工装由滑移副、钢支墩、扁担梁、精轧螺纹钢、60t千斤顶等组成。起顶时，间隔起顶，即相邻桥面板提供支承反力。利用4台24t千斤顶起顶桥面板到一定高度（约18cm），通过滑移副调节桥面板的平面位置。起顶示意图如图4所示。

调整好桥面板平面位置后，即可进行墩顶位置桥面板与钢主梁组合作业。预制桥面板与钢主梁结合面采用环氧砂浆填充，环氧砂浆四周采用橡胶条围挡；环氧砂浆涂抹于预制桥面板实体部位，涂抹厚度为25mm。环氧砂浆采用机械搅拌，重力式灌注方法，在剪力槽处设置简易漏斗，环氧砂浆沿漏斗流入梁顶面。

b.质量控制要点

利用纵横移装置调整桥面板平面位置，调整完毕后，清理钢梁上翼缘及小纵梁顶面，重新粘贴已松动的橡胶条，检查合格后方可灌注环氧砂浆。

③湿接缝施工

单个墩顶位置共有7条湿接缝（6条S2类型，1条S3类型），湿接缝施工分两次进行，第一次施工包含纵向预应力的中间5条湿接缝，待施加纵向预应力后，浇筑剩余2条湿接缝。在确保梁体各部位受力安全的前提下，实现对组合梁墩顶负弯矩区混凝土施加预压力。

湿接缝钢筋、模板、混凝土、预应力作业方式均为常规方式，这里不再叙述。

④落梁施工

经过量测，组合梁落梁后，横向偏差很小（不超过5mm）采用销轴定位可调整横向偏位。纵向偏位采用50t千斤顶反顶的方式调整，快速、精准地实现了组合梁底板锚栓孔与永久支座锚栓的复位安装。

在梁底距支座顶面约5cm左右时，插入销轴，随着梁体下落，错位将逐渐减小最终复位，然后安装支座螺栓；当纵向错位大于10mm时，采用千斤顶反顶方法，当梁底距支座约5mm时，停止落梁，使用50t扁千斤顶反顶支座上板将其复位，然后插入全部支座螺栓、落梁，最后拧紧支座螺栓，完成落梁。

通过在支座上设置顶、拉工装，实现支座上摆锚栓与钢梁锚栓孔的精确对位，较其他调整形式其具有经济、方便、快捷的优势。

4 结 论

组合梁体系转换是指通过“中支点顶落梁”，辅以墩顶后浇混凝土分次浇筑、施加局部纵向预应力等措施，在确保梁体各部位受力安全的前提下，实现对组合梁墩顶负弯矩区混凝土施加预压力。实践证明“中支点顶落梁”、辅以墩顶后浇混凝土分次浇筑、施加局部纵向预应力等措施能较简单的解决组合梁墩顶位置受力不利的问题，且采用本方法优质地完成了施工任务。

[1]刘俊,胡勇,陈理平.上海崇明越江通道大跨度叠合梁施工技术[J].桥梁建设,2007(2).

[2]聂建国,刘明,叶列平.钢-混凝土组合结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[3]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,1987.