跨海大桥桥梁工程钢 混组合梁施工工艺

港珠澳大桥桥桥梁工程程CB05标钢-混组合梁施施工1目录总体概况2组合梁组合界面材料3组合梁预制场内组合施工4组合梁架设、体系转换6总结桥面板、钢槽梁制造511.总体概况引言钢-混凝土组合合梁桥是指指将钢梁与与混凝土桥桥面板通过过抗剪连接接件连接成成整体并考考虑共同受受力的桥梁梁结构形式式。相对于于不按组合合梁设计的的纯钢梁，，组合梁桥桥可以采用用截面较小小的钢梁。。而组合梁梁的截面惯惯性矩较钢钢梁明显增增大，有利利于减少结结构在活载载作用下的的挠度。通过抗剪连连接件的连连接作用，，混凝土桥桥面板对钢钢梁受压翼翼缘起到约约束作用，，从而增强强了上缘翼翼缘板的稳稳定性，有有利于材料料强度的充充分发挥。。组合梁桥相相对于混凝凝土桥，其其上部结构构高度较低低、自重减减轻、地震震作用减小小，相应使使得结构的的延性提高高、基础造造价降低。。同时，组组合梁桥便便于工厂化化生产，现现场安装质质量高，施施工费用低低。1.总总体概况引言国外的研究究和统计表表明，对于于跨度超过过18m的桥梁，组组合梁桥在在综合效益益上具有一一定优势。。例如，法法国统计资资料表明，，当跨度为为30～110m，特别是60～80m范围内，钢钢-混凝土组合合梁桥的单单位造价比比混凝土桥桥低18%。近年来，我我国在理论论和方法上上对组合结结构桥梁进进行了深入入的研究，，也完成了了一批组合合梁桥的设设计和施工工。但是国国内组合梁梁的研究理理论、研究究方法、专专用规范还还不完善，，还需要更更多的设计计、施工经经验和理论论研究做补补充。港珠澳大桥桥浅水区标标段大量采采用组合梁梁，对组合合梁桥的设设计理论、、施工方法法进行了创创新和发展展，对该工工程进行设设计理论和和施工方案案的总结，，对于国内内同类工程程可以提供供借鉴，同同时可以为为理论研究究和规范编编制提供依依据。1.总总体概况工程概况港珠澳大桥桥CB05标段范围：：K29+237～K35+890；全长6.653km；主要由非通航孔桥桥、九洲航航道桥、珠珠澳口岸连连接桥、岛岛上互通立立交及收费费站暗桥组成。其中中非通航孔孔桥、九洲洲航道桥主主梁采用“开口钢主主梁+预制混凝土土桥面板””的组合结构构，全桥孔孔跨布置为为：5×85m+8×（6×85）m+6×85m+5×85m。非通航孔孔桥共计11联，128个单幅孔；；九洲航道桥桥组合梁共共分为20个大节段。1.总总体概况工程概况非通航孔桥桥桥面总宽宽33.1m，桥梁梁中心线处处梁缝宽0.5m。。单幅桥宽宽16.3m，截面面中心线处处梁高4.3m，桥桥面横坡2.5％。。1.总总体概况横断面布置置图（单位位：cm）非通航孔桥桥：主梁采用整整墩分幅钢钢-混组合梁，，全桥共64跨11联组合梁共128片，每片重重约2000t。桥面板共共2516块，单片最最重约76t。1.总总体概况工程概况九洲航道桥桥主梁截面高度4.485m，单幅宽15.55m。1.总总体概况横断面布置置图（单位位：cm）2.桥面板、钢钢槽梁制造造2.桥桥面板、钢钢槽梁制造造桥面板预制制：2.桥桥面板、钢钢槽梁制造造组合梁桥面板存放桥面板预制环氧钢筋工厂内绑扎高压水凿毛技术桥面板浇筑混凝土钢槽梁板单元机械械化、自动动化生产钢槽（箱））梁制造无损伤制造钢槽梁整孔拼接钢槽梁自动化焊接钢槽梁制造2.桥桥面板、钢钢槽梁制造造钢槽梁板单单元制造钢槽梁厂内组拼钢槽梁组拼拼钢槽梁喷涂涂钢槽梁线形形监控2.桥桥面板、钢钢槽梁制造造钢槽梁整孔孔运输钢槽（箱））梁制造13.组合梁组合合界面材料料组合梁组合合界面材料料钢-混组合梁主主要通过预预制混凝土土桥面板剪力槽内混混凝土与钢主梁集束式剪力力钉相互作用组组合成整体体。界面材料：：1、微膨胀混混凝土（补补偿混凝土土），主要要用于剪力力槽、湿接接缝现浇混混凝土；2、环氧砂浆浆，主要填填充桥面板板实体段与与钢主梁上上翼缘空隙隙；3、防腐橡胶胶条，保证证以上两种种材料的施施工。桥面板组合合示意图橡胶条橡胶条3.组组合梁组合合界面材料料组合梁组合合界面材料料预制混凝土土桥面板通通过集束式式剪力钉与与钢主梁组组合。钢主主梁与混凝凝土桥面板板底板间设设20mm厚环氧砂砂浆结构层层，砂浆采采用55××30mm橡胶条封封堵。3.组合合梁组合界界面材料环氧砂浆C60微膨胀混凝凝土界面材料设设计要求本桥设计使使用寿命120年。组合梁组组合用界面面材料除有有足够的粘粘结力、密密实度外，，还需有足足够的耐久久性。3.组合合梁组合界界面材料环氧砂浆为合理选择择填充材料料，满足、、保障填充充料与桥面面板间的密密实性，我我部先后采采用普通砂浆、、灌浆料、、环氧砂浆浆以及JN-建筑结构胶胶进行试验，，并取芯观观察，试验验结果证明明环氧砂浆浆可达到设设计各项性性能要求。。3.组合合梁组合界界面材料采用普通砂砂浆、灌浆浆料、环氧氧砂浆以及及JN-建筑结构胶胶进行试验验，并取芯芯。粘贴橡胶条条、涂抹填填充料灌注灌浆料料试块吊装钻孔取芯芯芯样3.组合合梁组合界界面材料环氧砂浆设设计要求3.组合合梁组合界界面材料防腐橡胶条条为保证桥面面板与钢梁梁间环氧砂砂浆的密实实性及120年使用寿命命，橡胶条条必须有足足够的压缩缩性与抗腐腐蚀能力。。3.组合合梁组合界界面材料防腐橡胶条条通过实验，，选配橡胶胶条性能参参数，桥面面板组合时时橡胶条压压缩15mm，压缩量40%。橡胶条压缩缩量实体试试验环氧砂浆检检验报告橡胶条检验验报告3.组合梁梁组合界面材材料14.组合梁预制场场内组合施工总体施工流程程4.组合梁梁预制场内组组合施工钢主梁组合台座就位钢主梁台座上线性调整桥面板运输至组合区在钢主梁上标示桥面板位置在钢主梁翼缘粘贴橡胶条逐块涂抹环氧砂浆桥面板逐块精确就位安装湿接缝钢筋及预埋件安装湿接缝模板浇筑剪力槽及湿接缝砼混凝土养护、拆模组合梁横移至存梁台座组合梁验收、出海组合场内组合合1、组合梁整拼拼完成，进行行喷砂除锈、涂装；；2、运梁台车将将钢主梁运至至组合台座；；3、同时桥面板板已运至组合合台座处；4、标示桥面板板在钢上位置；5、粘贴橡胶条条；6、按照设计要要求逐块涂抹环氧砂浆浆并吊装桥面板；；4.组合梁梁预制场内组组合施工钢梁整拼区喷砂涂装区钢主梁预拱度度调整钢主梁在组合合台座上由四四断面八点支支撑，其间距距布置为24m+20m+24m。。钢主梁就位位后，按第三三方监控指令令调整预拱度度。预拱度调整方方法：通过起起顶台座4台台600T竖竖向千斤顶调调整，线形满满足要求后，，抄垫8个支支撑点。组合支点布置置图4.组合梁梁预制场内组组合施工钢主梁预拱度度调整起顶组合梁施施加预拱度组合支点抄垫垫4.组合梁梁预制场内组组合施工钢主梁预拱度度调整施工监控指令令单4.组合梁梁预制场内组组合施工预制桥面板组组合流程1、钢主梁在组组合台座上线线性调整完成成后；2、根据设计要要求，从中间间两支撑处开开始逐块对称称吊装；3、所有桥面板板均吊装完成成后，预埋桥桥面板湿接缝缝处预埋件及及安装湿接缝处处模板。4.组合合梁预制场内内组合施工预制桥面板组组合流程:4、浇筑湿接缝缝及剪力槽内内混凝土；5、待混凝土达达到设计要求求后，张拉横横向剩余预应应力束（桥面面板预制时已已张拉部分预应力力束）；6、张拉完毕后后，封锚；7、每端预留3块未组合桥面面板，并且每每端最后块板板叠加在倒数数第二块板上上，并固定。整体横移组合合梁至存放台台座。4.组合合梁预制场内内组合施工桥面板安装——密封橡胶条安安装密封橡胶条种种类：分为55mm×35mm和30mm×20mm两种。橡胶条粘贴方方法：环氧胶人工粘粘贴。粘结胶固化时时间：1-2h。4.组合梁梁预制场内组组合施工桥面板安装——环氧砂浆施工工环氧砂浆施工工要点：搅拌方式：搅拌器人工拌拌合。搅拌时间：3～5min。配合比：树脂：固化剂剂：骨料=2:1:18。固化时间：表干3h，实干24h。4.组合合梁预制场内内组合施工桥面板安装——桥面板精确就就位安装设计，使使用120T龙门吊机和和专用吊具拼拼装桥面板并并实现精确就就位。安装控制要点点：混凝土结合面面质量、桥面面板平面位置置控制、桥面面板顶面高程程控制。桥面板吊装桥面板精确定定位4.组合合梁预制场内内组合施工浇筑桥面板湿湿接缝—安装装模板湿接缝模板采采用吊模结构构系统。面板板采用δ=15mm竹胶胶板，木肋采采用10cm×5cm木木方，吊杆采采用Φ16mm螺杆。模模板在钢筋及及预埋件安装装完毕后安装装。4.组合梁梁预制场内组组合施工浇筑桥面板湿湿接缝——混凝土施工混凝土由中山山基地混凝土土工厂供应，，由混凝土运运输车运输至至施工现场，，采用汽车泵泵泵送方式浇筑筑。运输车运输混混凝土时，途途中以2-4r/min的慢速进行行搅动，卸料料前以常速再次搅拌。。4.组合梁梁预制场内组组合施工浇筑桥面板湿接缝缝——混凝土施工混凝土浇筑连连续进行，一一次成型，不不设施工缝。。混凝土的振振捣采用φ50mm插入入式振捣器振振捣，各插点点的间距均匀匀，且振捣到到位。混凝土面收浆浆抹平：先初步收浆找找平，然后由由人工用木抹抹子二次收浆浆。后一次主主要是以搓毛毛为主，后一次收浆的的时间应根据据混凝土表面面情况而定，，混凝土初凝凝前须完成收收浆抹面工作作。4.组合合梁预制场内内组合施工预应力钢绞线线张拉混凝土强度90%龄期不小于5d张拉条件4.组合合梁预制场内内组合施工预应力孔道压压浆并封锚4.组合合梁预制场内内组合施工浇筑混凝土养养护覆盖土工布洒洒水保湿养护护4.组合合梁预制场内内组合施工桥面临时预留留孔封堵模板拆除完毕毕后，使用环环氧砂浆填补补吊点孔。填填补前清除孔孔内PVC管管，再填补环环氧砂浆，并并将顶面抹平平。4.组合合梁预制场内内组合施工组合梁横移横移条件：湿接缝浇筑完完毕后，且现现浇砼强度达达到80%以以上时，将组合梁横移移至存梁区存存放。4.组合梁梁预制场内组组合施工15.组合梁架设、、体系转换组合梁海上架架设组合梁架设组合梁运输组合梁出海组合梁海上运输组合梁场内移运5.组合梁梁架设、体系系转换组合梁出海运运输和架设组合梁桥位架架设1组合梁体系转转换转换流程：组合梁整联架架设完毕后，，通过监控指指令配切并焊焊接成整体；；先起顶N+4号墩顶千斤顶顶，浇筑桥面面板湿接缝并并张拉纵向预预应力，回顶，张拉拉N+4号墩顶桥面板板剩余横向预预应力束。按按照同样步骤骤对称同时顶顶落N+3、N+5墩顶组合梁；；再顶升N+2、N+6墩顶组合梁。。5.组合梁梁架设、体系系转换1组合梁体系转转换步骤一：组合梁调整完完成后，进行行配切，并焊焊接；桥面板板吊装到位。步骤二：墩顶起顶到设设计高程，浇浇筑中间部分分湿接缝混凝凝土（留2端湿接缝），，待达到设计计强度后，张张拉纵向预应应力束。浇筑最外2端湿接缝混凝凝土。5.组合梁梁架设、体系系转换1组合梁体系转转换步骤三：墩顶顶千斤顶回顶顶，使主梁置置于支座上，，连接支座螺螺栓；张拉桥面板剩剩余横向预应应力束。原理通过顶落梁使使墩顶负弯矩矩区桥面板湿湿接缝混凝土土达到预压效效果，增加负负弯矩区混凝凝土抗拉性能能。同时由于于起顶时对混混凝土桥面板板纵向预应力力的超张拉，，在落梁时，，由于预应力力超张拉“损损失”，使后后浇筑的远端端湿接缝达到到预压的效果果。5.组合梁梁架设、体系系转换施工工艺控制制要点—架梁梁施工⑴控制测量量平面位置采用用多台GNSS进行静态态观测，高程程采用高精度度测距三角高高程的测量方方法进行加密密。加密控制点设设于每个墩墩墩顶。按港珠珠澳大桥二级级加密控制网网（工程四等等）的测量精精度要求和观观测方法进行行测量和数据据处理；加密密高程点按工工程四等采用用精密三角高高程测量方法法进行测量。。加密控制点优优先使用全站站仪测放，当当施工条件有有限时，采用用全球定位系系统（GPS）测放。5.组合梁梁架设、体系系转换施工工艺控制制要点—架梁梁施工⑵组合梁架架设控制A、组合梁架架设前，在组组合梁两端部部测设组合梁梁纵向中心线线及支座横向向中心线位置置，并做出醒醒目标记。B、墩顶临时时支座安装平平面中心偏差差宜控制在0～5mm之之间。C、架梁前，，必须对墩顶顶支座垫石及及锚栓孔进行行复测，不合合者必须处理理。D、吊船落梁梁后，应及时时测量偏位情情况，要求组组合梁初步定定位后，纵、、横向偏差均均不大于5cm。否则，，要求再次提提升组合梁，，重新对位落落梁。E、落落梁前前，支支座顶顶面必必须预预先调调平，，控制制相邻邻支座座高程程偏差差不大大于2mm，确确保钢钢梁底底部均均匀受受力。。5.组组合合梁架架设、、体系系转换换施工工工艺控控制要要点——架梁梁施工工⑶墩墩顶组组合梁梁拼接接缝对对接焊焊接A、梁梁端面面旋转转：根据设设计图图纸，，组合合梁落落梁后后，放放样如如下。。HMAX=20.4mmδMAX=3.4mm5.组组合合梁架架设、、体系系转换换施工工工艺控控制要要点——架梁梁施工工⑶墩墩顶组组合梁梁拼接接缝对对接焊焊接B、余余量配配切量量梁段长长度现现场配配切划梁段段长度度配切切线5.组组合合梁架架设、、体系系转换换施工工工艺控控制要要点——架梁梁施工工⑶墩墩顶组组合梁梁拼接接缝对对接焊焊接C、现现场焊焊接钢主梁梁腹板板、底底板、、顶板板均采采用采采用CO2气体体保护护，施施焊时时严格格控制制焊接接参数数、线线能量量，保保证焊焊缝内内部及及外观观质量量。焊接顺顺序为为：腹腹板→→底板板→顶顶板。。焊接施施工在在梁体体箱室室内进进行，，施工工时，，将焊焊接位位置桥桥面板板顶面面全范范围用用雨布布覆盖盖，以以达到到防风风、防防雨效效果。。顶底板板焊接接示意意图腹板焊焊接示示意图图5.组组合合梁架架设、、体系系转换换施工工工艺控控制要要点——架梁梁施工工⑶墩墩顶组组合梁梁拼接接缝对对接焊焊接5.组组合合梁架架设、、体系系转换换施工工工艺控控制要要点——架梁梁施工工⑶墩墩顶组组合梁梁拼接接缝对对接焊焊接D、现现场涂涂装对钢梁梁现场场焊缝缝部位位及焊焊缝两两侧各各20mm宽范范围，，采用用手工工和机机械工工具除除锈，，达到到设计计及规规范要要求。。然后后用压压缩空空气清清除顶顶面灰灰尘残残渣，，实施施与钢钢梁同同部位位相同同的涂涂装方方案。。钢梁外外侧现现场涂涂装在在特制制平台台上进进行，，平台台采用用型钢钢桁架架结构构。施施工期期间，，平台台周围围全范范围用用雨布布包裹裹。5.组组合合梁架架设、、体系系转换换施工工工艺控控制要要点——架梁梁施工工⑶墩墩顶组组合梁梁拼接接缝对对接焊焊接D、现现场涂涂装5.组组合合梁架架设、、体系系转换换施工周周期分分析6×85m组合梁架架设及体体系转换换施工周周期表序号工程内容工作时间(d)备注11#～6#梁架设12包括对接缝焊接2起顶N+4#墩顶处梁0.5

3现浇段桥面板与钢主梁组合1

4浇筑墩顶左右12m范围内接缝砼、养护7

5纵向预应力束张拉、孔道压浆2

6浇筑墩顶左右12m范围处接缝砼、养护7

7横向预应力束张拉、孔道压浆1.5

8落顶1

9同法对称施工N+3、N+5#墩20

10同法对称施工N+2、N+6#墩20

11浇筑N+1、N+7#墩顶现浇缝砼、养护7

12横向预应力束张拉、孔道压浆2

13剩余侧向后浇段施工3

14合计84天5.组组合梁架架设、体体系转换换桥面板后浇带施工安装吊挂挂平台，，利用湿接缝内预留吊吊点孔吊吊挂于翼翼缘板处处。吊挂平台的安安装、拆拆除均由由20t汽车吊吊配合。。5.组组合梁架架设、体体系转换换16.总结结组合梁施施工关键键技术：：1、钢槽梁梁板单元机机械化、、自动化化生产技技术：采用板肋肋专用组组装机、、门式多多电极焊焊接专机机、横隔隔板焊接接机器人人等机械械化、自自动化设设备生产产加工板板单元，，对板单单元质量量有更好好的保证证。2、总拼自动动化焊接接控制技技术:①腹板立立位对接接数字化化焊接机机器人技技术;②无盲区区自动小小车焊接接技术，，焊枪可可旋转270°°。6.总总结3、无损伤制制造技术术：钢槽梁总总拼制造造时，通通过设置置卡具、、临时工工装、顶顶推装置置等自约约束与它它约束相相结合的的措施，，实现了了钢槽梁梁总拼场场地真正正意义上上的“无无马”制制造，从从而避免免了码板板对母材材的损伤伤，提高高了工作作效率。。组合梁施施工关键键技术：：5、焊接数字字化群控控技术：：需要采用用手工半半自动焊焊工艺时时，采用用焊接数数字化群群控技术术，对焊焊接过程程的电流流、电压压及焊接接速度有有效控制制。能实实现对施施焊电流流、电压压、施焊焊速度等等参数实实现在线线监控，，确保焊焊接质量量的可控控性、可可追溯性性。6.总总结4、钢槽梁整整孔拼接接技术：：通过采用用“板单元制制作→制制造分段段制作→→制造分分段接长长→预拼拼装”的施工方方案，实实现了钢钢槽梁整整孔制作作技术。。6、钢槽梁梁组拼线线形控制制技术：：①根据钢槽梁的制造造线形设设计制作作钢槽梁总拼胎胎架，在在总拼胎胎架周边边设置““三纵一一横”的的测量塔塔及测量量水准点点，形成成钢槽梁线形控控制测量量网，确确保钢槽梁的制造造线形。。②立体阶梯梯推进式总拼,并制定相应应的焊接接变形控控制技术术，减小小钢槽梁制造过过程中焊焊接变形形对线形形的影响响。8、组合梁梁海工C60混凝土桥桥面板的的预制技技术：桥面板采采用环氧氧钢筋，，桥面板板制造精精度要求求高(mm)：板厚(0，+4);板长、宽宽:±4;板底平整整度:±1;对角线高高差:±5；侧向弯曲曲矢度：：＜5。组合梁施施工关键键技术：：9、钢槽梁梁采用集集束式剪力钉与桥面板组组合技术术：保证橡胶胶条120年使用要要求及压压缩量达达到40%；选择环氧氧砂浆做做钢槽梁梁和桥面面板之间间填充材材料，保保障填充充料与桥桥面板间间的密实实性。6.总总结7、钢槽梁梁整孔涂涂装技术术：钢槽梁采采取车间间整孔喷喷砂、除除锈，整整孔一次次性进行行底、中中间、面面漆涂装装工艺大大大加快快的涂装装速度，，确保了了组合梁梁钢梁每每道涂装装质量优优良。11、组合梁梁整联拼拼接技术术：①为改善善负弯矩矩区受力力，负弯弯矩区桥桥面板采采用滞后后结合与与支点升升降法拼拼接组合合梁。②钢槽梁梁预留配配切余量量，根据据测试数数据在桥桥位进行行钢槽梁梁现场配配切。组合梁施施工关键键技术：：10、组合梁梁在组合合台座上上组合时时的线性性控制技技术：钢主梁在在组合