明珠湾大桥环市立交钢混组合梁施工技术研究

摘要 文章以广州明珠湾大桥环市大道立交钢混组合梁施工项目为背景，以优化工程质量和成本为目的，根据广州明珠湾大桥环市大道立交钢混组合梁项目现场施工条件，结合我国现行交通运输管理制度，采用对钢混梁生产、运输、拼装、吊装焊接的分节段长度重新调整的方法，以期降低施工难度，节省施工成本，同时该技术在安全高效施工方面具有一定的优势，具有一定的推广意义。

关键词 钢混组合梁;节段分节;施工技术

中图分类号 U442.5 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0091-03

引言

随着我国交通行业的发展，钢结构施工技术水平的提高，钢混组合梁因具有优越的受力性能、易于施工、强度高、结构轻等结构特点， 在互通立交、跨线施工中应用广泛。该文着重介绍现场拼装、吊装流程和施工步骤，其余工序按照工艺流程实施。钢混组合梁在施工过程中不可避免地受到现行交通运输要求以及场地施工条件、施工环境、起重设备吊装能力的影响[1]，需要对设计节段长度进行调整。通过合理分配组装节段长度与临时支墩、台架的位置，并且有针对性地制定施工步骤和工艺流程，包括每个节段施工选用合适的吊装设备，进而达到缩短工期，节省成本的目的。

1 工程概况及研究背景

1.1 工程概况

环市大道立交包含主线和A、B、C、D四条匝道;在环市大道交叉点处，设置明珠湾大桥主线与环市大道东、西向往返的两对匝道，形式为部分互通式立交。该工程钢混组合梁位于环市互通立交的A、B、C、D四条匝道上，钢混组合梁共4联，最大跨度58 m。布置情况见表1钢混组合梁布置情况表。

钢箱梁为分离式双箱单室型断面，腹板均采用直腹板设计，桥面宽度为10.5 m，翼板宽1.35 m，箱室宽2.6 m，钢梁中心间距5.2 m;梁高为2.2 m，桥面板混凝土板厚30 cm，钢梁高1.9 m。钢梁采用开口截面形式，开口截面钢梁每个腹板对应的上翼缘宽800 mm，腹板厚16 mm。钢主梁之间设置工字形横向联系梁，联系梁梁高1 200 mm。钢箱梁与桥面混凝土板通过剪力连接件连接在一起共同作用。以C匝道为例说明。

因跨度大，原设计图分节段较长，不满足运输以及现行交通疏解需求，施工时影响道路通行，施工难度大，因此改变原设计方案的分节长度。原分节长度为A、B、C、D、E 5个节段，A节段长20.96 m，B节段长25 m，C节段长30 m，D节段长25 m，E节段长20.96 m。如图1，钢混组合梁立体图。

1.2 节段重新划分

因运输设备与节段长度不匹配，最大跨度为31 m节段2，运输重量超限，无法运输，而且与现阶段交通疏解不匹配，采用节段更小的分段方式进行，为方便运输与施工，C匝道共划分为5个厂内制造节段，横向划分成两个箱梁和中间横梁。

2 计算依据

2.1 支架计算

采用MIDAS计算软件建立吊装支架的整体模型。钢管立柱、联结系、分配梁均采用梁单元模拟;分配梁与钢管立柱之间连接采用固定转动约束的刚性连接模拟，钢管立柱底部采用固端约束。按照实际施工布置情况，同比例创建支架和横梁模型。以最重箱梁作为节段中单位重量，箱梁节段总重以节点荷载形式均布于各个支点处。该模型计算主要计算工况组合如下：荷载组合：1.2*支架自重+1.4*钢箱梁自重。

工况计算结果：支架系统最大竖向变形量为0.804 mm，满足规范要求的L/400的规定，临时支架最大正应力为46.9 MPa，小于规范容许的215 MPa，满足规范要求：

（1）在集中荷载作用位置对主结构钢箱梁添加竖杆，增强结构的局部受力性能。

（2）施工过程中应控制临时荷载重量及加载位置，禁止出现较大临时荷载堆放在支架系统上。

综合考虑该支架系统应力指标、变形量、稳定性等均能满足规范要求。

2.2 吊车工况计算

地面拼装选用150 t汽车吊，汽车吊自重64.5 t，配重32 t，吊装分段重量最大为28.4 t，汽车吊支腿支到1.5×1.5 m的路基箱（板）上。经计算所需地基承载力为 =215.3 kPa。吊装区域大道全部分段的汽车吊行走路面需保证此强度。

吊装选用220 t汽车吊，汽车吊自重66 t，配重75 t，吊装分段重量最大为53.8 t，汽车吊支腿支到2.5×1.8 m的路基箱（板）上。经计算所需地基承载力为=160.9 kPa。吊装区域全部分段的汽车吊行走路面需保证此强度。

3 现场施工步骤

3.1 总体步骤

第一阶段：C匝道第三联共划分为5个厂内制造节段，横向划分成两个箱梁和中间横梁，其中A/B制造节段在现场两两拼装成吊装节段，拼装完毕后对钢箱梁构件进行质量检测，包括外观检测、尺寸检测、焊接探伤检测等，确认各项检测结果符合规范、图纸要求后由汽车运至施工现场[2]。

第二阶段：需接长的梁段，运输至拼装场地进行接长作业，吊车、临时支架材料进场制造临时支架。

第三阶段：采用吊车将加工完成的钢箱梁各节段起吊至临时支架上部进行拼装，连接钢箱梁及箱间横梁，完成整幅钢梁拼装后拆除临时支点，完成落梁。

第四阶段：落梁完成后，将临时支墩支点与钢梁顶紧受力，再将提前预制完成的混凝土桥面板采用吊车起吊至桥面进行安装，完成后安装模板、绑扎鋼筋进行桥面现浇混凝土施工。同时，在落梁完成后，进行第二节段吊装，并全部完全焊接、螺栓连接[3]。待一联全部按设计要求连接完成后，进行各项检测，检测合格后进行防腐涂装以及破损部位面积补涂，然后进行最后一道面漆的涂装。

第五阶段：待桥面混凝土强度达到设计强度后，拆除临时支墩，恢复交通。

3.2 临时支架、拼装台架制作安装7BDE21B6-CC69-4CD7-AB09-0A06238B11CE

根据钢箱梁节段自重及现场地质条件，临时胎架采用钢管支架进行施工。同时，结合各支承段的受力特点，综合考虑现场的地基支撑条件，经过计算分析设计胎架形式，标准临时支架基础钢柱规格为φ630 mm，t=8 mm，调节管使用φ273 mm，t=8 mm钢柱，钢管间采用槽钢C20a和C10连接;分配梁采用双拼I45a工字钢，长度为8 000 mm，临时支架钢管的中心间距为3 000*

3 500 mm，调节管的中心间距为2 400 mm。每道环缝下方设置一个临时支架。如图2 匝道梁体横截面图。

根据现场安装方案，C匝道合计有5个节段，10个吊装分段，每道环缝下方设置一道胎架，合计需要4道胎架，胎架布置在桥梁中轴线上，胎架的水平分配梁方向垂直于桥梁中轴线。

厂内制造分段运输至现场后，需要在地面上进行组拼。厂内制造分段的横向宽度为3.2 m，每2个厂内制造分段组拼成一个现场吊装分段，分段的纵桥向长度大于26 m。为了保证组拼成的吊装分段线形、横坡、纵坡与设计一致，需要使用地面拼装胎架。每个制造分段下方布置4个P273*8的钢管，钢管高度不超过1 000 mm，可以根据实际需要进行调整。钢管横桥向间距为2 500 mm，纵桥向布置在靠近端口的横隔板的下方。钢管之间采用L75*6的角钢进行连接，以确保各个支撑钢管的平面位置的稳定;钢管底座板与地面采用膨胀螺栓进行固定;全桥制作3组地面组拼胎架，循环周转使用[4]。地面组拼胎架形式见图3地面组拼胎架形式。

3.3 吊装流程

流程一：

（1）安装临时支墩，E节段运输至现场，运梁车路边等待。

（2）220 t汽车吊作业半径12 m、大臂长24.1 m，最大起重重量60 t，E节段最大分段吨位24.1 t，吊机负载40.2%<90%。满足吊装要求。（此吊装不影响交通）

流程二：

（1）安装临时支墩，D节段运输至桥位。

（2）吊机就位，临时封闭车道。

（3）220 t汽车吊起吊D节段，单件最大重40.5 t（约30 min）;作业半径12 m、大臂长24.1 m，最大起重重量60 t，吊机负载67.5%<90%。满足吊装要求。

（4）车辆恢复通行，落梁就位。

流程三：

（1）安装临时支墩，C节段运输至桥位。

（2）吊机就位，临时封闭车道。

（3）220 t汽车吊起吊C节段，单件最大重37.5 t（约30 min）;作业半径10 m、大臂长14.5 m，最大起重重量70 t，吊机负载53.6%<90%。满足吊装要求。

（4）车辆恢复通行，落梁就位。

流程四：

（1）安装临时支墩，B节段运输至桥位。

（2）吊机就位，临时封闭车道。

（3）220 t汽车吊起吊B节段，单件最大重47.6 t（约30 min）;作业半径12 m、大臂长24.1 m，最大起重重量60 t，吊機负载79.3%<90%。满足吊装要求。

（4）车辆恢复通行，落梁就位。

流程五：

（1）安装临时支墩，A节段运输至桥位。

（2）吊机就位，临时封闭右转车道。

（3）220 t汽车吊起吊A节段，单件最大重44.3 t（约30 min）;作业半径12 m、大臂长24.1 m，最大起重重量60 t，吊机负载73.8%<90%。满足吊装要求。

（4）车辆恢复通行，落梁就位。

流程六：

采用一台25 t汽车吊拆除临时支架。

4 结束语

综上所述，在施工中将钢混组合梁相关理论结合现场实际情况，将钢混组合梁节段重新划分，用途广泛，达到较好的施工效果，对于现场实际操作有较好的指导作用。实际施工中，首先要对现场的施工条件进行实际勘察，仔细分析，确保在作业期间，将对既有道路车辆通行的影响降到最低[5]。根据现场实际行车条件对钢混组合梁的节段进行划分，划分好节段长度后，对临时支架支撑体系进行计算复核，同时复核吊装设备工况及地基承载力要求，根据计算结果，进一步制定箱梁的生产、运输方案，制定现场拼装、支架地基处理、支架安装、箱梁吊装的流程，达到快速、安全高效的施工效果。

参考文献

[1]刘晓青. 公路钢混组合梁桥设计问题探讨[J]. 交通世界， 2018（13）： 104-105.

[2]段银龙， 余海辉， 徐东进. 大跨径连续钢混组合梁的设计及关键技术研究[J]. 城市道桥与防洪， 2021（8）： 119-123.

[3]曾志丹. 高速公路桥梁建设中的简支钢混组合梁施工技术[J]. 黑龙江交通科技， 2021（8）： 132+134.

[4]张宏志. 上跨高速铁路桥梁工程转体施工技术[J]. 工程建设与设计， 2020（15）： 154-156.

[5]付强， 迟东彪. 公路两用斜拉桥钢混组合梁与钢桁梁对比分析[J]. 西部交通科技， 2021（12）： 120-123.

收稿日期：2022-03-21

作者简介：王永飞（1984—），男，本科，中级工程师，从事道路桥梁、市政工程等施工技术管理工作。7BDE21B6-CC69-4CD7-AB09-0A06238B11CE