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标题 钢桁腹梁施工技术
范文 程永



摘 要：文字和图片介绍了匝道桥钢桁腹梁施工技术方法，采用钢桁管代替混凝土腹板，梁体结构自重减轻，施工速度快，钢桁管单件制作，整体安装，整体吊装，安装工艺简单，但结构组合施工工艺复杂。
关键词：钢桁腹梁；节点
1 工程概况
国道107宝安段兴围至黄田调头匝道桥工程包括A、B、C三座匝道，匝道上部结构主桥采用钢-混组合梁，引桥采用钢桁腹梁。钢桁腹梁顶、底板采用25cm的C60钢纤维混凝土，每联2×30.55m，梁高2m，底板宽5.5m，顶板宽11m，桁管纵向每隔2.5m设置，直径为φ351×16mm钢管，转向器位置加强为φ351×20mm钢管。体内预应力采用φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa，预应力锚具采用群锚锚具，预应力管道采用塑料波纹管。体外预应力束索体采用符合国家标准《环氧涂层七丝预应力钢绞线》（GB/T 21073-2007）规定的环氧涂层钢绞线做成的成品索，每束采用19根15.2mm钢绞线，外包HDPE护套。
2 主要施工方法
2.1 钢桁腹梁工艺流程
地基处理→支架搭设→支架预压→底模安装→腹杆安装定位→底板钢筋、预应力管道、外斜腹杆安装→浇筑底板混凝土内支架、顶模安装→顶层钢筋绑扎→浇筑顶板混凝土→混凝土养生→预应力筋穿束→体内、外预应力张拉→管道压浆、封锚→拆除支架
2.2 地基处理
钢桁腹梁支架采用满布碗扣钢管支架施工，支架搭设前先对地面进行硬化，做好地面排水；采用土、砂石等材料新填筑地基，厚度较大可采用重型压路机分层碾压，浇筑15cm厚混凝土地面。地基作为支架结构的基础，必须保证要有足够的刚度，从而使支架结构受力顺利传至地下，并保证支撑结构的稳定性。
2.3 支架搭设
根据桥位轴线，用全站仪放出箱梁底板或者翼板边线，然后用钢尺放出底托中心位置，并标示清楚。钢管支架根据荷载分布规律，横桥向钢管支架布置间距为底板范围0.6m、翼缘板范围0.6m。 顺桥向钢管支架布置间距为0.6m、在端头处加密至0.3m。支架纵向每隔4.5m设一横向剪刀撑，横向每隔4.5m设一纵向剪刀撑。剪刀撑采用D48普通钢管，且在钢管连接处用两个钢管扣件锁固。剪刀撑按规范连续设置，确保支架整体稳定。
为保证箱梁砼结构的质量，钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行预压处理，以消除支架、支撑方木的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。按照箱梁设计重量分配预压荷载，并按计算出的总荷载的110%进行超载预压。
预压时主要观测的数据有：地基沉降、顶板沉降、支架沉降；卸载后顶板可恢复量。沉降稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形数值。根据各点对应的弹性变形数值及设计预拱度调整模板的高程。
2.4 模板施工
模板采用18mm厚竹胶板，纵横肋均为10*10cm方木。装好模板后，调节好标高，检查各部位尺寸满足设计及规范要求后，清除模板污垢，涂脱模剂。
施工接缝处的模板用玻璃胶防漏。
2.5 支座安装
支座安装前，先测量放线，精确定位支座的平面位置，用墨线标记，以保证其平面位置和高程符合设计及规范要求。
2.6 钢桁腹杆安装
1、钢桁腹杆类型
钢桁腹杆包括内斜腹杆、外斜腹杆。
2、钢桁腹杆安装
内斜腹杆在支架搭设完毕，底模板安装完成后进行，每联内斜腹杆分为2跨4榀，内斜腹杆在钢结构加工厂制造完成后，每跨每榀拼装成2个大节段，每个大节段长度约15m，每个大节段有4节腹杆，重量约3t。腹杆分节见如下图：
腹杆节段采用平板车运输至桥位，采用25t汽车吊机直接吊装至底模设计位置，每个下节点下利用细石混凝土垫块抄垫在底板加劲板下，横桥向每隔3m左右设置一道钢丝绳固定，一跨内斜腹杆安装完成后，继续进行底板钢筋及预应力管道施工。
外斜腹杆在底板钢筋等完成后进行，每根外斜腹杆最大重量约0.5t，外斜腹杆上下端设置抱箍作为吊点，采用25t汽车吊机吊装安装，在下节点处内导管作为导向定位，在上节点处利用临时支架相应杆件定位，吊机将外斜腹杆导入内导管后，在上、下端的抱箍上挂设2t倒链，微调外斜腹杆。外斜腹杆精确调整到位后，在下节点处将其与底板斜撑下钢板焊接固定。
2.7 钢桁腹梁下节点施工
钢桁腹梁下节点结构复杂，施工困难，为钢桁腹梁施工的关键部位，施工方法如下：
1、钢筋施工
钢桁腹梁下节点钢筋包括纵向钢筋和横向钢筋。
钢桁腹梁内斜腹杆在钢结构车间加工制造时，将部分节点钢筋焊接固定在下节点钢板上，连同节点钢结构整体安装。钢桁腹杆安装到位后，按照先下后上的顺序，依次安装钢筋。纵向钢筋接头按规范要求错开，采用焊接连接。
2、混凝土施工
下节点采用C60钢纤维混凝土，该处钢筋密布，浇筑振搗困难。
下节点混凝土施工前，在节点加劲板分割的3个区域内，每个区域将钢板开设2个φ30排气孔，以便观察混凝土浇筑是否密实，并作排气用。
下节点混凝土施工专人负责，混凝土浇筑采用细石混凝土，塌落度控制在18cm左右为宜，混凝土采用φ30 插入式振捣器振捣。
2.8 顶板施工
顶板支架、模板、钢筋、混凝土施工均按照底板施工工艺执行。
2.9 混凝土灌注及质量保证措施
（1）必须按砼浇筑工艺试验后，经完善的砼浇筑顺序、工艺组织施工，每节段按2 台泵送设备组织相应施工人员，施工机具，进行两个施工面施工。明确岗位职责，加强现场指挥、协调。
（2）加强斜撑钢管内与斜撑杆上下节点处砼浇筑，必须按顺序施工。
对于钢-混组合梁先施工底板和隔墙混凝土，再施工斜撑钢管混凝土，再施工顶板跨中至1/4截面处，最后施工顶板1/4截面处至墩顶截面处混凝土。
对于钢桁腹梁，先施工底板混凝土，再施工斜撑钢管混凝土，最后施工顶板混凝土。
钢桁腹梁在浇注斜撑钢管内混凝土时，必须两侧对称浇注，防止桥梁偏载失稳。
（3）隔墙混凝土按斜面分层薄层浇筑，连续推进一次成型的顺序施工。有序分层下料，下料时每次宜量少、层薄，堆集料不得高于50 ㎝，不准利用振捣棒使砼长距离流动或运送砼。
（4）加强砼振捣，底板、顶板采用每分钟不少于4500 脉冲频率的φ50 插入式振捣器进行捣固。振捣棒操作做到“快插慢拔”，在振捣过程中宜将振动棒，上下略有抽动。分层浇筑时振捣棒插入下层50～100mm，每点振捣时间宜20～30s，砼停止下沉，不冒气泡、汽浆，表面平坦为宜。振捣棒可按直线行列移位或交错行列移位，移位距离宜为振动作用半径1～1.5 倍。砼振捣时，应避免振捣棒碰撞波纹管、模板、钢筋及其它预埋件。砼应捣固密实，不漏振、欠振或过振。
（5）浇钢梁顶板砼时，砼浇筑时，由底处向高处，由两侧向中心进行。砼振捣先用插入式振动器振捣，再用专用振动梁振捣平整，辅以人工压实抹平，意在其初凝前作拉毛处理。必须确保顶板砼层厚度，且钢梁顶面标高满足规范要求。
（6）做好钢梁底板面的抹平工作要确保底板层厚度。
（7）在底板、隔墙砼浇筑时，移动布料管时，应用编织袋把管口暂时封堵，避免砼料散落在内模上，及时清除残留在下料处模板面上的砼，避免因残留的砼夹杂在顶板原砼内，造成外观质量缺陷。
（8）按规范要求，控制砼浇筑前温度，应维持在5℃至28℃，入模温度不宜超过28℃并不应大于30℃，新浇砼与已硬化砼之间的温差不大于15℃～20℃，砼入模后30min，最大温升应小于30℃，内部最高温度不能高于75℃。
（9）砼浇筑期间应设专人检查支架、模板、钢筋、预埋件、预应力管道等稳固及安全情况，当发现有松动变形或移位时，务必及时处理。
2.10 预应力施工
按照设计要求，待箱梁混凝土达到设计强度的100%，才能进行施加预应力。对《施工图》提供的预应力筋伸长值进行复核计算。
张拉设备检查、标定预应力张拉装备由张拉千斤顶、油泵及其附件等组成，每节段预应力施工时YCW-400千斤顶配置2 套。所有设备及仪表设专人使用和管理，并定期维护和校验，千斤顶与压力表必须配套标定。
预应力张拉顺序：钢桁腹梁有纵向体内、体外预应力。按设计要求为先下后上，先长后短。在上述要求顺序情况下，再遵循张拉时均匀对称、产生偏心荷载小的原则进行安排各束钢束张拉。
模板与支架的检查：由于施加预应力，砼必将产生弹性变形，同时引起轴向缩短，上、下方向的挠曲，水平方向的挠曲等，使砼产生预想不到的裂缝。为此，对轴向弹性收缩有约束作用的侧模板，内模板要拆除；模板与支架有约束支座在顺桥方向移动和旋转部位的地方要拆除；一般情况，施加预应力引起的梁轴向缩短量，每米梁长约为0.2mm，在进行首片梁施工时应进行观察，以便调整。
3 结语
深圳匝道桥引桥上部結构采取钢桁腹梁型式，钢桁腹梁的施工工法在国内是首次应用，需要解决钢桁管单独制作、整体拼装及运输、现场安装、最后定位斜撑管快速施工等一系列难题。上、下节点钢筋密集，混凝土浇筑困难，通过开孔等一系列措施，确保了节点处混凝土密实。
钢桁腹梁施工技术在深圳匝道桥的顺利实施，实证了复杂施工环境下该技术在市政桥梁体系应用的可行性，为国内同类型桥梁的设计施工提供了一个新的思路，具有很高的借鉴、参考价值。
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更新时间：2025/3/15 10:42:58