跨线钢混组合梁快速建造施工技术研究

高望 赵金锐

摘要 钢混组合梁的常规安装方法如分榀吊装不能满足一些桥梁的工期要求及低社会影响要求。文章提出了一种基于移运装备的钢混组合梁整跨快速建造方法，依托某高速公路跨线桥快速拆建项目，详细介绍了从整跨预制到整跨移运安装的施工工艺，并对梁体预制支撑方式进行了结构分析对比。该方法将占路施工时间由常规工艺的8 h以上降低至3 h，降低了施工对交通的影响，为类似工程提供参考。

关键词 钢混组合梁;快速建造;整跨预制;交通影响;计算分析

中图分类号 U448.17;U445.6 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）12-0126-03

收稿日期：2022-06-02

作者简介：高望（1989—），男，硕士研究生，工程师，研究方向：桥梁快速拆建、移位。

0 引言

钢混组合梁作为最热门的装配式桥梁，大量应用于跨线桥，通过在工厂内预制，在施工现场快速组拼施工，以减少桥梁施工对交通的影响[1-6]。但现有常规组拼方法多为分榀吊装，然后预制或安装桥面板，其占路作业时长仍然无法满足繁忙路段的交通要求。

基于移运装备的桥梁拆除方法，将梁体整跨驮运至道路外侧从而降低施工对交通的影响，已在国内得到推广[7-9]。能否将移运装备用于新桥的快速安装，同时保证梁体安全无损，是一个热门论题。

1 工程概况

沈海高速公路水口至白沙段（开阳高速）改扩建工程，全长125.2 km，起点接佛开高速，终点接阳茂高速，途经江门市的鹤山市、开平市、恩平市、阳江市的阳东区和江城区，由原来双向四车道改扩建为双向八车道，路基宽度由28 m扩建为42 m，设计时速120 km，主要采取沿旧路两侧拼接加宽，需对沿线三个标段的跨线桥梁拆除重建以扩宽路基。

新桥结构原设计为混凝土小箱梁，完成下部结构施工后，封闭高速公路12 h，分榀吊装小箱梁，然后跨路施工新桥桥面系。新桥具备通车条件后，封闭高速公路12 h，爆破或切割吊装拆除老桥。由于沈海高速车流量较大，地方道路无法满足长时间车辆导行分流，需引进新工艺减少高速公路封闭时长。

通过方案比选，选定了钢混组合梁，并采用整跨驮运方案架设，10座桥梁分几个批次同步安装，单个批次最短封路时间3 h。桥梁移运施工现场照片见图1。

2 钢混组合梁快速建造工艺

2.1 总体思路

钢混组合梁分节段在工厂内加工制作，各部件验收合格后进行预拼装，拼装合格后运输至桥位附近的拼装场地进行正式组装成型，现浇桥面板，浇筑湿接缝、桥面铺装、防撞护栏，养护后通过移运装备驮运至桥位安装就位，最后进行伸缩缝的安装，在伸缩缝混凝土养护完成后开放天桥交通。

2.2 梁体整跨预制

为减少跨路施工作业，对钢混组合梁整跨预制，先在模块化支撑系统上拼装装配式梁体，然后搭设满堂支架现浇桥面，现浇桥面铺装及护栏。

2.2.1 搭设模块化支撑系统

以移运装备的支撑系统作为新桥梁体拼装平台，减少施工过程体系转换。模块化支撑系统下设置扩大基础，避免基础沉降。

2.2.2 装配式梁体拼装

钢混组合梁结构钢梁节段为方便运输，可在工厂内分段加工。划分原则为根据道路实际情况选择能满足转弯半径的车辆，车辆载重能力必须满足分段梁段最大重量，同时起重设备起重性能满足要求，在保证上述前提情况下最大限度地减少节段数量，以减少运输、现场吊装及栓接频次。

钢梁在存梁场地内拼装胎架上焊接成完整的独立整箱，然后整箱吊装至模块化支撑系统上，焊接箱间横隔板。

2.2.3 桥面系施工

桥面系施工在车载支撑系统支撑的悬臂体系下施工，可保证梁体顶升体系转换时桥面混凝土处于无应力状态，落梁体系转换时桥面混凝土处于压应力状态。

（1）箱内顶板支撑系统。箱内桥面板混凝土浇筑以钢箱梁底板为支撑点，搭设满堂钢管脚手架，横桥向立杆间距39～40 cm，纵桥向立杆间距1.5 m，立杆下方设置8 cm厚模板条。在高度方向上下间隔1.5 m分别设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆联成整体。箱内钢管支撑应避开肋板及横隔板。钢梁作为桥面板现浇支撑结构，在钢梁底未设置钢支撑，箱梁支架侧面布置见图2。

（2）翼缘板支撑体系。箱外桥面板混凝土浇筑以地面为支撑点，搭设满堂钢管脚手架，横向立杆间距20～

40 cm，纵向立杆间距1.2 m。在高度方向每间隔1.5 m设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆联成整体。纵向、横向从底至顶设置连续竖向剪刀撑。纵桥向设置6排，设置于三块箱外支撑架外侧钢板上。横向每3.6 m设置一排竖向剪刀撑。钢管4.5 m高处设置横向剪刀撑。箱外支撑应避开驮梁支架。

（3）预压。支架模板搭设完成后，采用沙袋堆载预压，荷载按支架需承压荷载的1.1倍考虑，以消除支架地基的不均匀沉降和支架的非弹性变形。

支架预压加载分3级进行，依次施加的荷载为单元内预压荷载值的60%、80%、100%。每级加载完后，间隔12 h对支架沉降量进行监测;当支架测点连续2次沉降差平均值均小于2 mm时，方可继续加载。

（4）桥面板钢筋混凝土施工。按设计图进行钢筋绑扎，混凝土浇筑前，对支架系统、模板、钢筋及其他预埋件进行认真检查。混凝土浇筑过程中，对支架系统全过程监控，发现问题及时处理。同时，对支架做好观测标记，随时检测支架沉降变形动态，为后面施工提供有关依据。

混凝土浇筑一次成型，采用1台泵车，从跨中往两端浇筑，横向宜由低向高，壓茬赶浆法逐渐推进浇筑，保持水平分层。

（5）桥面系现浇。桥面板混凝土强度达到设计要求后，采用常规工艺现浇桥面防撞护栏及混凝土桥面铺装。

2.3 梁体移运安装

2.3.1 装备配置

移运装备采用48 t/轴线的模块车，以30 m跨钢混组合梁为例，单跨桥梁重506 t，车梁总重约666 t，采用20轴线（2台4轴线，2台6轴线模块车）模块车进行驮运，模块车与梁平行布置。20轴线模块车总额定载重800 t>666 t，模块车理论油压20.8 MPa。移运装备布置见图3。

2.3.2 梁体整体顶升

第一步：使用液压软管将2列车载装备组成4点支撑，并联接好并车电缆，并将车辆调到并车模式。

第二步：采用1台遥控器操纵4组模块车组逐步上升，同步升高模块车，使上构及支架重量完全由模块车承担，完成体系转换。顶升采取分级顶升的形式，每级顶升5 cm，顶升速度控制在20～50 mm/min之间。

第三步：检查4点压力是否均衡，调整4点压力压差值小于5 MPa。

2.3.3 梁体整体移运

移运装备驮运梁体，从存梁场地出发，沿移运路径通过直行、旋转，同时将4跨（2幅）梁体移运至新建桥址位置。移运过程中对梁体空间姿态进行监测防止梁体倾覆，对梁体应力进行监测防止桥面板混凝土开裂，对模块车油压进行监测防止车辆故障。

通过移运装备微调精确就位后同步降低模块车高度完成落梁。

2.3.4 梁体移运占路时间控制

占路施工时间为该工法的优势也同样是不可有闪失的考核指标，单跨梁体移运安装占路施工时间规划见表1，约2.5 h。

3 钢混组合梁快速建造计算分析

3.1 施工階段主梁计算结果及安全控制限值

3.1.1 施工工况

钢混组合梁计算工况包括：钢梁拼装、现浇桥面板、钢梁驮运、成桥。

3.1.2 桥面板混凝土安全控制分析

基于整跨移运的钢混组合梁桥在顶升移运过程中，可能会出现局部支点沉降过大的情况，针对这种单支点沉降的不利工况，项目组通过数值分析研究了主梁受力状况。以C50混凝土的轴心抗拉强度标准值2.64 MPa为限值，通过计算发现：单个支点沉降2.5 cm，组合梁桥面板最大拉应力达到2.62 MPa，因此2.5 cm为支点沉降的安全限值，施工过程中需对该沉降进行控制。

3.2 悬臂施工与满堂支架施工计算对比

该项目钢混组合梁施工过程中，钢梁并未采用传统的满堂支架法施工，而是架设在SPMT模块车支架上，钢梁处于悬臂状态，混凝土板浇筑时，支架支点处钢梁下缘受压，上缘受拉，混凝土板浇筑后在顶升状态下是无应力状态。若采用满堂支架法施工，钢梁处于无应力状态，但是顶升过程中会造成支撑点处混凝土板拉应力较大。项目组对两种施工方案进行了计算对比，见表2。

通过计算结果可以看出：悬臂法施工对钢梁不利，成桥后钢梁应力有小幅度增加，但是安全储备仍然很高，结构处于安全状态。但是悬臂法施工，混凝土板的应力大幅降低，可以避免施工过程中悬臂根部桥面板开裂。

4 结语

通过案例实践及技术总结，提出了一种基于移运装备整跨安装的钢混组合梁建造技术。

（1）提出了由支撑系统搭设、梁体拼装、桥面系施工组成的梁体整跨预制方法，以及装备配置、梁体顶升、梁体移运支撑的梁体整跨移运安装方法，并将占路施工时间这一关键控制指标提出了参考值。

（2）对钢混组合快速建造工艺施工工况进行结构分析，提出了施工安全控制指标。

（3）就桥面板现浇悬臂施工与满堂支架施工工艺进行结构计算分析对比，得出悬臂法施工可将混凝土板的应力大幅降低，可以避免施工过程中悬臂根部桥面板开裂。

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