钢混凝土组合箱梁桥施工工法Word格式.docx
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4.1、工艺原理
国道G102线秦皇岛市区段改建工程C合同段项目钢-混组合箱梁构造图如下：
图4-1出海路复线立交桥-钢混组合箱梁桥
以出海路复线立交桥（30m+40m+30m）钢混组合箱梁桥为例。
在荷载作用下，钢梁与预应力混凝土桥面板的组合截面承受负弯矩。
在通车阶段，在外力作用下，混凝土桥面板通常在负弯矩区域承受过大的拉应力，导致梁体的刚度的降低,从而导致裂纹扩大,导致桥面板内的钢筋的腐蚀,从而降低结构的耐久性。
因此，采用在负弯矩区域使用高强度预应力筋的预应力法处理钢混组合箱梁的负弯矩区域。
第5章第5章施工工艺流程及操作要点
5.1、钢箱梁制作
图5-1钢箱梁制作流程图
图5-2钢箱梁胎具制作安装
5.2、临时支架支设
采用临时支撑的主要目的是为了降低钢箱梁在施工阶段的应力水平。
没有提供临时支撑的地方，混凝土没有刚性，螺栓只有硬化后才能起作用。
混凝土自重作为荷载作用于钢箱梁上。
混凝土硬化后，将临时支撑移除以形成新的平衡系统。
图5-3临时支架效果图
当钢箱梁开始向上弯曲挠度时，钢梁的翼缘板和腹板会产生拉应力。
当混凝土硬化，拆除临时支撑系统后，将形成新的平衡系统。
在桥面板混凝土与钢箱梁自重作用下，翼缘板的拉应力和压应力将减小。
临时支撑提供的反作用压缩了混凝土面板并拉紧了钢箱梁。
图5-4钢箱梁临时支架受力体系验算
5.2.1临时支架支撑体系受力验算：
1.荷载工况及组合
荷载情况：
1.钢箱梁自重：
钢箱梁及配件自重取（620+50=670）KN，
2.施工人员及设备：
3KN/m2，
荷载组合：
恒荷载分项系数取1.35，活荷载分项系数取1.4，
2.架体计算
（1）分配梁计算
钢箱梁下分配梁计算
分配梁选用HN400*200*7*11钢，跨度为4.5m特性为：
荷载a.单根分配梁所受荷载（620/2=310KN），
荷载b.施工人员及设备（3kN/m2×
1.2m×
0.9m=3.24kN），
恒荷载分项系数取1.35，活荷载分项系数取1.4。
5.2.2临时支架架体规格及抗倾覆计算：
通过对梁体的静力、受荷载面、梁体内力、强度及刚度、相对挠度计算，临时支撑的垂直杆分布梁的荷载由三个垂直杆分担，垂直杆的间距为4.5m，故单根立杆所受荷载为620KN/3=206.67KN。
临时支架钢柱几何参数：
柱高H（m）：
3
材质：
Q235
抗震等级：
6度
截面型号：
圆管φ300*8
当支撑结构的高度（H）小于或等于横向宽度（b）的3倍时，支撑结构的抗倾覆性可以满足施工要求
5.2.3地基基础验算
地基基础承载力P=N/A
式中：
P-----立杆基础底面处的平均压力设计值
A-----基础底面计算面积
N-----立杆传至基础顶面的轴心力设计值
从以上计算可以看出，从杆向基础顶部传递的轴向力的设计值为N=980kN
基础为50cm厚混凝土板，A=4m×
10.8m=43.2m2
根据JGJ300-2013中4.6.1规定计算得出:
P=N/A=980KN/43.2m2=22.69kN/m2≤fg=kcfak
Kc为地基承载力调整系数，取0.4
则fak≥35.1KN/m2/0.4=88kN/m2
经计算，地基承载力特征值应大于88kn/m2，才能满足要求
临时支架C30砼垫层的承载力为30000KN/m2。
混凝土垫层下面的土层硬化至0.2MPa，因此基础承载力可以满足要求。
图5-5钢箱梁临时支架受力验算
5.3、钢箱梁吊装
首先，两台起吊车下钩。
绑好钢丝绳后，吊车将吊钩缓慢提起。
当两辆车受力均匀时，第一台起吊车停止，另一台吊车继续缓慢提起吊钩。
当梁板的末端离开梁车时，停止移动，然后第一台吊车缓慢提起吊钩。
钢箱梁两端均离开梁车后，两侧吊车同步起钩，当梁板起升距梁车10厘米后，两台汽车吊停止吊钩并停止了1-2分钟。
没有异常后，运梁车缓慢驶离。
当梁板吊至指定位置后，设专人指挥两台吊车同步缓慢下放缆绳，同步速度不大于0.05m/s，梁板两端落到距盖梁50cm左右高度，两端分别调整至安装线后，控制两端高差，保证两端同时就位。
图5-6钢箱梁吊装
5.4、钢-混组合箱梁桥面板施工
梁架设完成后,在钢箱梁外侧安装模板三角托架,托架顶端搭设支撑方木,最后铺设优质竹胶板作为翼缘板底模。
图5-7钢箱梁翼板托架
5.5、现浇桥面板
由于现浇桥面板混凝土硬化后即与钢梁组合成整体，混凝土的收缩会受到钢梁的限制，从而在混凝土内引起拉应力，对于连续组合梁的负弯矩区，这部分混凝土收缩引起的拉应力不利于混凝土的抗裂。
浇筑混凝土时，根据现浇桥面板约束的大小，设计混凝土限制膨胀率的大小，确定膨胀剂的合理掺量。
当混凝土当混凝土膨胀时受到钢筋或其他限制物的限制，钢筋则因混凝土的膨胀而伸长，此时在钢筋中产生拉应力，在混凝土中相应产生压应力，这种压应力能够抵消导致混凝土开裂的全部或部分拉应力，在混凝土中产生0.2MPa～0.8MPa预压应力，能有效地补偿混凝土的干缩和冷缩，从而避免混凝土的开裂。
同时，大量的钙矾石晶体填充了混凝土的毛细孔缝，改善了混凝土的孔结构，使毛细孔变细、减小，增加了致密性，显著提高了混凝土的抗裂防渗性能及耐久性和抵抗周围环境介质侵蚀的能力。
除了添加膨胀剂，对混凝土进行补偿收缩外，出海路复线立交桥现浇桥面板所用混凝土中，还掺入了钢纤维，掺入量为28Kg/m³
。
提高了混凝土抗拉、抗弯、抗剪、抗裂、抗渗、耐疲劳、高韧性等性能，有效控制了混凝土结构裂缝的产生。
桥面现浇板施工完成后，对其覆盖洒水进行养生。
覆盖采用一布一膜的方法进行，即“养生布+薄膜”，在保证混凝土表面湿润的情况下，也可以保证混凝土的湿度。
养生水必须达到饮用水标准，养生时间最少7天，养生期间禁止车辆通行。
图5-8钢箱梁桥面板钢筋
图5-9钢箱梁桥面板浇筑钢纤维混凝土
5.6、桥面板负弯矩张拉
钢箱梁桥面板为现浇预应力结构，由于钢-混凝土梁中间支座负弯矩区混凝土桥面板受拉开裂后退出工作，导致截面刚度降低、承载力下降。
桥面板开裂后还容易造成混凝土造成混凝土内的钢筋锈蚀，影响结构的耐久性。
为延缓和抑制负弯矩区混凝土桥面板的开裂，提高结构刚度，在混凝土桥面板内施加预应力。
由于截面增加了压应力，能够完全或部分抵消由荷载产生的拉应力，使得混凝土不在开裂或推迟开裂的出现，增强结构耐久性。
对钢-混凝土组合梁施加预应力主要起到提高钢结构的承载力和提高桥面板的抗裂性。
当支座处混凝土桥面板浇筑完成后，在连续组合梁桥中支座附近负弯矩区的混凝土桥面板内建立预应力，用于抵消活动荷载下产生的拉应力以防止混凝土开裂。
体内预应力筋的张拉程序：
张拉→锚固→压浆。
预应力的锚固构造是保障结构安全性和可靠性的关键。
对于锚于钢梁上的预应力束，端部的锚固构造通过加劲肋进行加强，并牢固焊接于钢梁。
设置于钢箱梁内部的锚固区，通过混凝土和钢板的局部结合，既可以增加集中力的传递长度、减少应力集中，也可以提高钢板的刚度，防止局部失稳。
图5-10钢箱梁桥面板负弯矩张拉槽
桥面板采用C50无收缩钢纤维混凝土，当混凝土强度达到100%后，张拉预应力钢束。
桥面板预应力钢束采用高强、低松弛预应力钢绞线，公称直径为Φs15.20mm，每股公称截面积A=139mm2，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，弹性模量为1.95×
105Mpa。
张拉控制应力2281.1KN。
S1、S2、S3、S4、S5双端张拉，张拉按照中心向两侧对称、同步进行。
钢箱梁桥面板钢束张拉程序：
б：
0→15%бcon→30%бcon→бcon（5min持荷）。
理论伸长值计算：
实际伸长值计算：
实际伸长值采用钢板尺测量，当张拉完成后，人工校核，使用下式进行计算
∆L=∆L1+∆L2（mm）
∆L1=100%的伸长值-15%的伸长值（mm）
∆L2=30%的伸长值-15%的伸长值（mm）
压浆：
预应力筋张拉完成后，48小时内完成孔道压浆。
预应力孔道浆液采用高性能灌浆料，压浆用水选择对水泥钢筋无害的饮用水。
封锚：
张拉压浆完成后及时进行封锚混凝土浇筑施工。
锚头封堵可釆用水泥砂浆材料。
封堵前将锚头杂物清理干净。
5.7拆除临时支架
根据设计图的要求，桥面混凝土达到设计强度的100％后，开始张拉力钢筋。
张拉，可以拆除临时支撑，以形成最终的结构钢-混凝土组合连续箱梁。
1、临时支架拆除时，必须有专职信号员进行信号指导作业。
并做好四周警戒线，同时安排不少于4名安全员进行交通人员疏导及防护。
2、拆除临时支撑时，不允许任何人站在钢箱梁的上部和下部。
与拆除作业无关的人员不得进入施工作业区域。
3、拆除时，测量人员全程监测钢箱梁沉降值。
图5-11钢箱梁临时支架拆除
第6章材料与设备
6.1主要材料
序号
设备名称
规格型号、质量标准
数量
1
钢板
Q345qD
1172T
2
焊接材料
H08MnA/SJ101Φ5.0
3
ER50-6Φ1.2
4
剪力钉
φ22*130
5
高强螺栓
10.9s级M24*100、M24*115、M24*125
14224
6
预应力钢绞线
φ15.2
53.2t
7
混凝土
C50无收缩钢纤维
771方
6.2主要机械设备
汽车吊
130T
运输车
重型挂车
CO2焊机
CPX-350
15
φ32钢丝绳
8m
角磨机
-
千斤顶
QL50
测量仪器
全站仪、水准仪、水平尺等
11
混凝土泵车
13
混凝土灌车
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