赞比西河特大桥主桥钢—砼结合梁施工

夏小超

摘 要：赞比西河特大桥工程量大、工序复杂、施工难度较大，本文重点阐述主桥的钢-砼结合梁施工方法及施工工艺。

关键词：结合梁；钢板梁；混凝土；桥面板；扭矩；湿接缝

1 工程概况

赞比西河特大桥主桥上部结构采用一联（26.6+40+3x54+40+26.6）m钢-砼结合梁。该联结合梁共设两片钢板主梁，每片主梁全长295.2m。每片钢板主梁分节段于工厂制造，各节段之间通过高强螺栓、拼接板于现场连接一体。横联于工厂整片制造，现场通过高强螺栓、连接板与两主梁连接成一体。

混凝土桥面板横向全宽10.5m，横向跨中标准处板厚0.28m，主梁顶的梗胁处厚度0.4m，悬臂端厚度0.15m。混凝土桥面板于预制场分块预制，每块预制板均留有剪力钉槽口，预制板吊装至钢板主梁顶面，桥面板通过集束式剪力钉与钢板主梁结合成整体，相邻预制板之间通过现浇混凝土接缝形成整体桥面板。

赞比西河特大桥主桥下部结构采用双柱式框架墩，基础采用2根Φ1.8m钻孔灌注桩，桩长40m。

本文重点阐述赞比西河特大桥主桥上部结合梁施工方法及施工工艺。

2 主桥钢板梁施工

2.1 钢板梁的制造、运输

主桥钢板梁制造按规定依法进行招标采购，并接受建设单位的监督。

钢梁的运输从国内上海港出发，海运到达南非德班港，陆运经过赞比亚卢萨卡，到达工地现场。

2.2 钢板梁架设

主桥（26+40+3×54+40+26）m钢板梁由23个节段组成，其中S1节段长为8.59m（2个）、S5节段长为10.98m（2个）、S6节段长为13.23m（2个）、其它节段长均为13.48m（17个），根据设计图纸要求，0#台～2#墩的钢梁拼装需搭设临时支架，2#墩～7#台的钢梁均采用悬拼。

⑴钢梁临时支撑墩施工

主桥0#台～2#墩共需设置临时支撑墩5座，临时支撑墩由钢管桩基础、墩顶分配梁组成。

0#台～2#墩枯水期位于河滩内，钢管桩按照陆地常规施工，用履带吊配合DZ90振桩锤施打钢管桩，测量组确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开动振桩锤下沉一气呵成，中途不可有较长时间的停顿，以免桩周土扰动恢复造成沉桩困难。

钢桩插打时应确保满足单桩容许承载力要求，插打时以入土深度控制为主，贯入度校核。分配梁安装时按照设计位置放线、安装。单根分配梁将位置调整后再安装联结系单元件。分配梁之间通过施焊固定，临时支墩施工完成后利用砂袋对支架进行试压试验，试压重量为支撑墩承受重量的1.2倍，以便消除支架的变形。

⑵临时支墩监控

本桥钢梁架设所设计的5个临时支墩具有承受荷载大、自由长度大等特点，是钢梁安全架设的关键结构。除了做到计算准确、设计合理、精心拼装外，在钢梁架设过程中还需对各临时支墩作好水平位移及沉降的监测，掌握支架受力情况。

⑶钢梁预拼施工

①预拼场设置

施工现场预拼场位于项目驻地内，预拼场布置有预拼台座和钢梁存放台座，配备25t汽车吊1台进行钢梁预拼，预拼合格后运至赞比西河特大桥附近钢梁临时存放场存放等待架设，存放场内布置高栓库房、机电车间及等配套设施。

②钢梁单元件的预拼

钢梁进场后，按设计文件及有关规范对出厂提供的技术资料和实物进行检查核对。

钢梁单元件在拼装部位有毛刺、焊接飞溅，予以铲除。单元件在运输作业造成局部变形，不影响单元件质量的，可用锤击或千斤顶冷作调整，锤击时垫衬板，不直接击打钢板，但矫正作业须经监理批准，并作好记录。缺损严重的，不能采取工地矫正措施的返厂处理。

为便于钢梁安装，架设前在预拼场将部分零小单元件组拼成一大部件。单元件预拼前，根据设计图绘制预拼图和钉栓图，清查单元件编号和数量，在基本单元件上标出钉栓长度区域线、起吊重心位置和单元重量及安装方向。

单元件组拼单元栓合后，经值班技术人员检查，填写组拼单元件登记卡，并须质检人员检查验收签证后才上桥安装。

⑷主梁架设施工

主梁架设采用在临时支墩上和悬拼相结合逐节段拼装的方法施工。

表1 钢梁架设主要设备表

编号 设备名称 规格 数量 备注

1 爬行吊机 50T 1台

2 交通船 1艘

3 高栓电动扳手 12把 高强螺栓施拧

4 表盘扳手 3把 高强螺栓复检

5 50t运梁车 2台

6 25t汽车吊 台 2 用于预拼场，临时场地各1台

7 200t千斤顶 台 4 钢梁调整

8 50t千斤顶 台 2 钢梁调整

9 发电机组 250KW 1

①钢梁拼装顺序

（0#台～2#墩）支撑墩施工～临时支墩预压～（0#台～2#墩）钢梁拼装～脱空（0#台～2#墩）临时支撑墩～安装1#墩东、西侧各20m范围内结合板梁～悬臂拼装后续钢梁至7#桥台。

②钢梁安装原则

A、保证钢梁悬臂架设过程中的抗倾覆稳定系数（M倾>1.3），满足最大悬臂安装需要。

B、在临时支墩上拼装钢梁时，除保证支墩有足够的承载力和预留压缩下沉量外，应特别注意钢梁的拼装拱度曲线。在拼装主桁前一节间时在自由状态下进行。即主弦杆前端拼至前一支墩的支点时，不得受力，与支墩支点保持脱空。主桁杆件闭合，节点高强度螺栓100%终拧后，主弦杆前端节点底面与支墩支点垫块之间才能用钢板抄死。该节间高栓全部终拧后，再拼装下一节间。

③钢梁安装要点

A、捆吊：拴捆前检查由预拼场发来的杆件是否符合拼装顺序，拴捆时应注意杆件上标注的质量大小和重心位置。杆件用专用吊具拴捆、起吊，使弦杆等保持水平，拼装脚手架应事先挂于节点旁，随同杆件起吊。起吊前应先试吊再提升。

B、对孔杆件起吊就位后对孔时，在栓孔基本重合的瞬间（相错在10mm以内）将小撬棍插入孔内拨正，然后微微起落吊钩，使杆件转动对合其它孔眼。弦杆先对近端孔眼，竖杆先对下端孔眼，待下端对合后再徐徐降低吊钩对合上端。对合弦杆时，可用扁铲式小撬棍引导，必要时用牵引器或导链滑车拉入节点板内。

C、穿入钉栓对好孔眼后，先在栓孔群四周打入四个定位冲钉，随即安装4～6个高强螺栓，确认板缝间无任何杂物时，即拧紧螺栓，同时安装其余栓孔的冲钉和螺栓。

D、杆件拼装时，为保证拼装拱度，需按孔眼总数的50%冲钉均匀分布打入和上足50%的高强度螺栓，并作一般拧紧后方能松钩。松钩后立即补足剩余孔眼的高强度螺栓，并作一般拧紧。然后将这部分高强度螺栓按施拧工艺逐一循序初拧和终拧，终拧后的高强度螺栓检查合格后，用相应油漆作标志。第二步将冲钉换成高强度螺栓，并作一般拧紧。一次卸下的冲钉数量，最多不超过冲钉总数的20%。将全部冲钉换成高强度螺栓后，按工艺进行初拧和终拧，终拧后的螺栓检查合格后，同样用相应油漆作标志。螺栓施拧应从栓群中心向四周进行，以利板束压平及减少螺栓之间的相互影响。

E、悬臂架设过程中，为保证钢梁的拱度，要求主桁栓合进度不落后于拼装的一个节间，即正在栓合的节点与正在拼装的节点距离为一个节间。

为增强钢梁总体刚性，减少晃动，断面联结系、横向联结系的高强度螺栓终拧，亦不能落后于拼装进度二个节间，当进入封锁阶段后不能落后于拼装进度一个节间。

F、当主桁拼装距墩顶最后一个节间时，将主桁杆件尽快拼装到墩顶，桁架成闭合稳定结构状态，但不搁置，与支点保持2～3cm间隙，立即拼装其他杆件。待整体形成稳定结构及各处节点高强度螺栓终拧50%后，才将空隙抄实。

G、悬臂安装过程中需要进行测量：钢梁悬臂安装时节点挠度及中线的测量，要求每安装一个节间，各节点测一次挠度与计算值比较，同时测一次中线，判断钢梁制造和安装质量，决定锚孔坡度，使钢梁到达前方支点时，梁底与墩顶之间有足够的净高度。

H、钢梁悬臂安装，吊机应按规定进行试吊，具有可靠的性能。杆件拼装顺序为先远端后近端。

2.3 高强度螺栓施拧施工

高强度螺栓施拧采用扭矩法施工，紧扣法检查。施工前进行工艺试验，测量扭矩系数、预拉力损失、温度与湿度对扭矩系数的影响，调整扭矩，确定施拧扭矩，紧扣检查扭矩，复验每批板间滑动摩擦系数等工作。

2.4 结合板梁预制与安装

主桥（26+40+3×54+40+26）m桥面预制混凝土板共分A1、A2、A3、A4、A5五种类型，其中A1型57片、A2型2片、A3型32片、A4型12片，A5型6片，合计109片。

结合板梁底模加工成整体钢模，端模采用定型钢模板，钢模共配置6套，施工时按一天2片浇筑，混凝土3天强度达到设计强度75%后起吊梁体腾出模板。

钢筋采用车间加工制造、底模上绑扎成型，检查合格后灌注混凝土。

混凝土灌注采用插入式振捣，灌注作业完成后在合适时间对顶板表面进行二次振捣及收浆以封闭收缩裂纹，混凝土灌注完毕后及时覆盖、养护。

当混凝土强度达到吊装强度后即可调至存梁场存放，桥面板吊离前对其进行编号、记录。编号时根据桥面板类型编制，并注明灌注日期等情况。

待0至2#墩钢梁拼装完成后，即开始架设1#墩东，西两侧20米范围内的桥面板，桥面板架设前先将钢梁上杂物、油污清理干净，利用架梁吊机通过四个预埋吊点吊装到位。由于桥面板面积大，吊重大，吊高高，起吊时需注意四点均匀受力，并慢速、平稳操作，切勿碰撞其它结构。桥面板安装位置必须精确。

待钢梁全部拼装完成后，再开始架设剩余的桥面板，桥面板架设时由于类型较多，施工时应注意检查。

2.5 湿接缝、槽口施工

整孔桥面板架设完后，紧接湿接缝和剪力钉槽的施工。湿接缝和剪力钉槽施工前，空洞周围及与钢梁接触面的混凝土均需凿毛露出粗骨料。待用水湿润后均采用C50微膨胀混凝土进行浇注，每次节段浇注混凝土应在初凝前完成，混凝土先浇注除1#墩东侧8m、西侧8m，2#墩东侧14m、西侧12m，3#墩东侧12、西侧12m，4#墩东侧12m、西侧12m，5#墩东侧12m、西侧14m，6#墩东侧8m、西侧8m以为的湿接缝和槽口，未浇筑的混凝土应在同一位置配置与混凝土相同的重量。

待现浇混凝土达到设计强度后，起顶1#墩支点110mm，浇筑1#墩附近湿接缝和槽口混凝土，同时卸除配重，待混凝土达到设计强度后回落至设计高程，以此类似为6#墩（110mm）～2#墩（140mm）～5#墩（140mm）～3#墩（205mm）～4#墩（180mm）。

2.6 桥面施工

①桥面铺装

主梁调整至设计标高后进行桥面铺装，在浇筑桥面铺装之前，应使用高压水对凿毛粗糙的主梁顶面冲刷干净，以利于铺装和桥面板的有效结合。

②伸缩缝安装

清除缝内杂物，检查缝宽及预埋件位置，如有顶头现象或缝不符合要求时，画线凿剔平整，预埋件数量及位置应符合设计。

安装伸缩缝，顶面与桥面保持同一平面，焊接固定。伸缩装置定位值应根据设计的纵向伸缩值，结合工地安装时的安装温度、梁体收缩等因素，按监理工程师同意的方法计算确定。

3 结束语

本文重点阐述赞比西河特大桥主桥钢-砼结合梁的施工方法及施工工艺。对该施工工艺的运用和总结具有非常重要的应用价值和实际工程意义，为该类型桥梁的施工技术积累了宝贵的经验。

参考文献

[1] 王钧利 主编.桥梁施工技术及质量控制.中国水利水电出版社，2006。

[2] 黄绳武 主编.桥梁施工及组织管理.北京：人民交通出版社，1996。