高墩钢混组合梁桥铺装混凝土吊挂现浇施工技术

摘要：钢混组合梁是通过钢梁与混凝土桥面板共同受力来抵抗梁体下挠，其有截面尺寸小、自重轻、跨度大、承载力强、钢材和混凝土用量少、施工周期短等优势。以尖山沟特大桥引桥为研究对象，为克服高山峡谷环境下施工作业空间受限、支架搭设难度大、施工安全风险高等传统支架法施工的不利因素，深入分析钢混组合梁受力特性，创新采用吊挂法现浇铺装混凝土，以供类似工程借鉴。

关键词：钢混组合梁铺装混凝土吊挂法下挠

ConstructionTechnologyofConcreteSuspensionandCast-in-PlaceforHighPierSteel-ConcreteCompositeBeamBridgePavement

ZHANGXiaopeng1QINGTao2

1.GansuChangdaHighwayCo.，Ltd.，Lanzhou，GansuProvince，730000China;

2.FirstEngineeringCo.，Ltd.，ofChinaRailwayMajorBridgeEngineeringGroupCo.，Ltd.，Zhengzhou，HenanProvince，450000China

Abstract：Steel-concretecompositebeamsresistthedeflectionofthebeambodythroughthejointforceofsteelbeamsandconcretebridgedecks.Theyhaveadvantagessuchassmallcross-sectionalsize，lightselfweight，largespan，strongbearingcapacity，lowsteelandconcreteconsumption，andshortconstructionperiod.Inthispaper，takingtheapproachbridgeofJianshangouSuperLargeBridgeasthe researchobject，inordertoovercometheunfavorablefactorsoftraditionalsupportmethodconstructionsuchaslimitedconstructionspace，difficultsupportinstallation，andhighconstructionsafetyrisksinhighmountainandcanyonenvironments，thestresscharacteristicsofsteel-concretecompositebeamsareanalyzedindepth，andtheinnovativeuseofsuspensionmethodforcast-in-placepavingconcreteisproposedforreferenceinsimilarprojects.

KeyWords：Steel-concretecompositebeams;Pavingconcrete;Suspensionmethod;Deflection

随着我国公路建设全面开展，钢混组合梁被广泛采用，是未来桥梁建设的发展趋势之一。然而，在地势崎岖的山区施工钢混组合梁时，由于空间狭窄及运输能力和吊装能力限制，钢混组合梁整体预制完成再进行架设难以实现，施工方法通常为先架设钢梁，再整体现浇桥面板[1]。为保证钢梁整体线型、实现钢混组合梁的设计意图，在桥面板现浇施工时，通常利用跨中支架支撑来限制钢梁下挠，而在地势陡峭和地形起伏大的山区，支架搭设困难，需要改“底部支撑”为“上部吊挂”，采用吊挂系统施工钢混组合梁桥面板。本文主要对吊挂系统施工关键技术进行阐述，为后续同类施工做参考。

1工程概况

武九高速尖山沟特大桥引桥采用跨径30m和25m的工字型钢—混凝土组合梁，左、右幅共计19孔，按先简支后桥面连续设计。其中，单孔30m跨钢混组合梁重398.7t，单孔25m跨钢混组合梁重347.7t。

桥位处地势起伏大，最大高差约为130m，施工便道依山而建，最小转弯半径为15m，平均纵坡为13%，混凝土桥面板与工字型钢在地面预制场内结合成整体后，便道无法满足车辆大件运输要求。同时，鉴于桥位处山势陡峭，桥墩最高达61m，传统的支架法施工投入大、安全风险高。经反复比选优化，结合本项目特点，采用了钢混组合梁专用吊挂平台辅助施工方案，利用吊挂平台提前对主体工字型钢梁向上反拉至计算标高，混凝土浇筑后，在施工荷载作用下结构下挠，混凝土养护完成吊挂平台吊点受力解除后，组合梁线型恢复至设计要求位置[2]。

2吊挂系统施工钢混组合梁工艺

2.1底模安装

两榀钢梁之间的横撑安装完成后，在钢梁顶部安装模板系统。底模与钢纵梁翼缘板焊接固定，焊缝高度不小于6mm。翼缘模板采用6mm钢模板和斜撑支撑，斜撑采用φ30丝杆和φ48×3.5钢管制作，纵桥向每1m设置一道；悬臂端底模在场下按照5m一组拼装完成后整体吊运至钢梁上安装。为方便大楞及斜撑安装，需提前在钢梁上焊接加劲板。

在钢模板未与主梁焊接前，严禁在钢模板上施加任何临时荷载。模板与主梁焊接完成后，钢模板上堆载不得超过7.3kN/㎡。

（1）翼缘模板安装完成后，先对模板面板进行清理，在模板表面涂刷脱模剂，脱模剂要少而均匀，保证拆模顺利并且不影响混凝土外观。安装模板时，需做到焊接牢固，以保证模板在浇筑混凝土过程中不致变形和移位。

（2）底模与侧模接缝背面采用3mm厚回力胶条牢固粘贴，以防止漏浆。

模板表面应平整和无错台，内部尺寸符合设计要求。相邻模板连接螺栓必须全部安装，不得松动和遗漏。

模板及斜撑安装完成后，对模板体系进行检查（断面尺寸、标高、对拉螺栓、连杆支撑等进行预检），符合规范要求，报监理工程师验收后，方能进行混凝土浇筑。

2.2钢筋施工

根据设计图纸，桥面板钢筋规格主要为HRB400带肋钢筋Φ22mm、Φ20mm和Φ12mm三种。

钢筋在钢筋加工场内集中下料，用平板车运输至桥位，并通过缆索吊吊运至各施工部位，现场进行主筋接头连接及箍筋绑扎。

2.2.1钢筋进场

（1）钢筋进场后，要检验材料的牌号、等级、规格和生产厂家是否与合同相符，检验产品外观是否受损。检查无误后，再检验其出厂质量合格证书和质量检验报告单。无合格证书和质量检验报告单的，应不予验收。

（2）进场材料验收后，按材料的不同种类、型号、规格、等级及生产厂家分别堆存，并设立原材标识牌。钢筋加工场内设置钢筋原材存放区，垫高离地≥30cm，以防钢筋受到污染，影响钢筋质量。

2.2.2钢筋加工

由技术人员根据设计图纸出具钢筋下料单，工班下料加工。钢筋下料时，端部应使用线锯或砂轮切割机切断，切口面应与钢筋轴线垂直，严禁有马蹄形或扭曲。钢筋端部不得有弯曲，出现弯曲时，应调直，严禁用剪断机剪断或用气割切割下料。钢筋末端弯钩按设计图纸加工[3]。

2.2.3剪力键焊接

剪力键由HRB400Φ16钢筋制作。安装桥面板钢筋前，需先将剪力键焊接在底模上，焊缝高度不小于6mm，剪力键横桥向每50cm一道、纵桥向每1m一道。

2.2.4钢筋安装

钢筋加工成型后，由平板车运输至现场。钢筋运出加工场前，应根据设计图纸对将要安装的钢筋等级、规格和数量进行核对，确认无误后，方可运输至现场安装。

箍筋与主筋间采用梅花形绑扎固定，绑扎完成后，应将扎丝头调整至向结构内部，扎丝头不得侵入保护层范围内，绑扎搭接长度不小于44d。如采用焊接连接，单面焊焊缝长度不得小于10d，双面焊焊缝长度不得小于5d。施焊时，应注意避免烧伤主筋。混凝土保护层垫块按梅花形均匀布设，布设要求为不少于4个/m2。

2.3锚固系统安装

梁端锚固系统主要包括反拉件与梁端锚固钢筋，反拉件与梁端锚固钢筋栓接，用于限制钢梁竖向位移。

在盖梁浇筑混凝土前，预埋梁端锚固钢筋，梁端锚固钢筋采用φ25mm精轧螺纹钢筋（PSB785），钢筋不可有表面裂纹、锈蚀或其他缺陷，埋置深度不小于400mm。盖梁及钢梁吊装施工时，应采取措施以避免预埋钢筋扰动。

安装完反拉件后，需预紧精轧螺纹钢筋，单根精轧螺纹钢筋预紧力为2.5t，保证钢梁与反拉件间无缝隙。施工过程中，保持精轧螺纹钢筋竖直、反拉件水平，反拉件与钢梁间设置橡胶垫[4]。

2.4吊挂系统安装

2.4.1支撑（抄垫）安装

当相邻跨钢混组合梁已施工或钢梁架设完成，可支撑（抄垫）设于已施工的钢混组合梁上或已架设完成的钢梁，否则，应将支撑设置于盖梁顶。分配梁下支撑主要有型钢抄垫和钢管柱支撑两种形式。

型钢抄垫纵桥向长度不小于700mm，并与垫块、分配梁等焊接固定。型钢抄垫底部需平整，与钢梁或混凝土面接触密实。

采用钢管柱支撑时，钢管柱间设置连接系，钢管柱采用φ630×10mm钢管，柱脚设置法兰，与盖梁顶钢管柱预埋件焊接。在交界墩处，柱脚加劲肋，与扣索塔架预埋件焊接。

2.4.2分配梁安装

分配梁与支撑通过焊接连接，焊缝高度hf≥8mm，焊缝质量须满足要求，分配梁与支撑之间应密贴，不得存在缝隙。

2.4.3吊挂桁架安装

大桥Ⅰ号桁架在场下拼装完成，用缆索吊吊运至墩位上安装。同时，在桁架两侧焊接限位装置，限位装置各构件之间及分配梁与限位装置之间均使用角焊缝连接，焊缝高度hf=5mm。

桁架拼装完成后，需要场下进行模拟压重试验。在桁架中部扁担梁对应位置加载，试验荷载按照预拱度调整最大张拉力的10%、20%、50%、100%和120%进行分级，每级加载完成并稳定后，对桁架的变形进行观测，最终卸载后，对桁架的残余变形进行观测，均满足要求后，方可吊装使用。

限位装置安装完毕后，使用缆索吊将大桥Ⅰ号桁架吊装到位。吊装时，按照边88GAC/zie3jujB7Aj1BAJw==梁和中梁对应位置分4次吊装到位。桁架位置调整完毕后，安装联结支撑架，将4组桁架连成整体。

2.5混凝土施工

在钢梁通过吊挂桁架调整完预拱度之后，再进行钢混组合梁混凝土浇筑施工，组合梁顶板标准截面为18cm厚钢筋混凝土结构，钢梁腹板处渐变为28cm。

拼装好的每榀钢梁在吊挂系统之下利用地泵浇筑顶板混凝土形成组合体系，钢混钢组合梁桥面板均采用C50混凝土，全断面一次浇筑完成。为提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，在混凝土中适量掺加粉煤灰和聚羧酸高效减水剂。施工采用泵送混凝土施工工艺，混凝土坍落度控制在160～220mm范围内。

2.5.1混凝土浇筑

顶板采用混凝土地泵浇筑，混凝土浇筑自由下落高度不应超过2m，当超过2m时，应加串筒、斜槽、溜管等辅助工具。当混凝土等待浇筑的时间较长而造成塌落度损失较大时，可在卸料前掺入适量减水剂进行搅拌，严禁加水[5]。

桥面板混凝土浇筑时，钢梁端部锚固反拉件位置暂不浇筑。在浇筑过程中，注意保护反拉件，避免混凝土污染反拉件。

2.5.2混凝土振捣

桥面板混凝土采用平板式振动器进行振动，局部地方采用φ50插入式振捣器。振捣时，振捣器垂直插入，快入，慢出，分层布料，分层和分点振捣。振捣要求：振动移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模应保持5～10cm的距离；振捣时，插点均匀，成行或交错式前进；严格控制时间，以免过振或漏振，振捣时间约20～30s；每一点振捣完毕后，边振动边徐徐拔出振捣器。振捣时，注意不碰松模板或使钢筋移位。对每一振捣部位，必须振捣到密实为止，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦和泛浆。作业中，要避免将振动棒触及钢筋等，不得采取通过振动棒振动钢筋的方法来促使混凝土振实。

3结语

采用吊挂法现浇钢混组合梁桥面混凝土，无需设置梁底支架，省去支架材料、地基处理等投入，降低了施工安全风险。利用吊挂系统精确调整钢梁结构线型，满足钢梁预拱度要求，能很好地实现钢混组合梁的设计意图。目前，在山区高墩钢混组合梁施工中，使用覆盖全桥范围的缆索吊辅助施工，吊挂现浇混凝土桥面板在国内外应用较少，具有发展潜力。随着我国公路建设全面开展，钢混组合梁桥在地势陡峭和地形起伏大的山区亦被广泛采用，钢混组合梁混凝土桥面板吊挂现浇施工技术将会得到更普遍推广。

参考文献

[1]鲁立洋.高速公路桥梁工程中钢板组合梁施工工艺[J].中华建设，2021（1）：107-108.

[2]唐斌，夏宇龙，万志强.钢混工字组合梁桥梁吊装方式分析[J].工程技术研究，2021，6（5）：83-84.

[3]冀伟，罗奎，马万良，等．波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板组合简支箱梁纯弯曲竖向振动频率的参数分析[J].振动工程学报，2020，33（5）：1053-1061．

[4]周瑞娇，王艳，陈淮．在役大跨径曲弦桁梁桥车桥耦合振动分析[J]．振动工程学报，2022，35（1）：103-112.

[5]秦翱翱，刘世忠，马驰，等.单箱双室波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板组合箱梁剪力滞效应研究[J].公路交通科技，2020，37（10）：98-106.