钢混组合梁设计说明

2021年3月钢混组合梁设计说明1桥梁工程1.1主要技术标准(1)公路等级：高速公路；(2)设计速度：80km/h；(3)行车道数：双向四车道；(4)设计基准期：100年；(5)建筑限界：桥面标准宽度2×12.6m，净高5m；(6)桥面横坡：2%；(7)设计荷载：公路-Ⅰ级；(8)抗震设防标准：设计基本地震动峰值加速度0.15g，特征周期0.4s；1.2上部构造本桥为跨黑龙溪而设。施工图设计阶段左、右线上部构造均采用1×40mT梁，根据最新实测横、纵断面，左线上部构造变更为1×60m简支钢混叠合梁，中心桩号ZK45+385.8，右线上部构造变更为1×48m简支钢混叠合梁，中心桩号K45+396。钢梁相关说明详见本说明第5条。桥面板采用抗裂、抗渗高性能混凝土。每方混凝土中掺入50kg钢纤维，钢纤维为端钩形高强钢丝切断型，长度宜为30～35mm，直径或等效直径为0.6～0.9mm，抗拉强度大于600Mpa，具体技术要求应符合《纤维混凝土结构技术规程》(CECS38-2004)及《水泥混凝土桥面铺装技术指南》(SCGF31-2010)的相关规定。1.3下部构造下部构造起点岸桥台接双桥村2号隧道，止点岸桥台接林家埂隧道。两岸桥台均仅设台帽和横向挡块，台帽置于隧道基础上，不设背墙，主梁直接与隧道仰拱相接。两岸台后均不设搭板。施工桥台前应仔细核对隧道专业相关变更图纸。施工前，施工单位应复测桥梁设计线地面线、桥梁边线处地面线和桩顶高程并详细核对，如与设计采用数据相差较大，应及时反馈至设计方，对结构进行修正。1.4横断面布置左线标准横断面布置详见图1，布置原则为使桥面防撞护栏内侧边线与隧道洞内电缆沟内侧边线对齐。考虑到本桥总长较短，区间停车存在安全隐患，在桥上不设应急停车道。桥面净宽为8.75m，与隧道同宽，设2根行车道。右线标准横断面相应翻转，详见设计图。跨中处桥面宽12.6m，组成为：1.26m（隧道外侧检修道通道及柔性棚洞护栏）+0.6m（防撞护栏）+8.75m（行车道）+0.6m（防撞护栏）+1.39m（隧道内侧检修道通道及柔性棚洞护栏）其中防撞护栏外侧各设两根隧道检修道通道，用于隧道检修人员在双桥村2号隧道和林家埂隧道之间通行。检修道连接通道外侧设柔性棚洞，覆盖于整个桥梁上，用于防止陡坡上石头掉落危及行车安全。柔性棚洞详细设计详见另图，本桥变更图中仅为示意，施工前应注意根据柔性棚洞图纸进行相关预留预埋。本桥两端均深入隧道洞门，架梁前应根据现场实际情况对梁端两侧桥面板切割处理，详见本桥变更设计图。切割方案确定后应报设计批准后方可实施。图1标准横断面布置1.5附属构造1.5.1抗震措施本桥分别在桥台横向挡块内侧和纵向梁端设置橡胶垫块1.5.2伸缩缝主梁与隧道仰拱间应预留8cm缝用于安装伸缩缝。1.5.3桥面排水本桥位于凹形竖曲线底部，应在桥面设置竖向排水，同时在桥面较矮侧设置纵向排水，详见变更设计图。1.5.4防撞护栏本桥设置SS级防撞护栏，护栏两端应与隧道电缆沟边线对齐。1.5.5检修通道本桥每个钢箱梁在一端设置检修人孔，具体位置详见《1-60m钢混叠合梁主梁一般构造图》。架梁前应在隧道洞内预留检修通道,避免后期无法进入梁内检修。1.5.6柔性棚洞柔性棚洞设计时应将主要受力立柱置于钢梁的强弱横联处，次要受力立柱至于钢梁的悬臂斜撑处。现浇桥面板前应注意预留预埋柔性棚洞相关组件。柔性棚洞实施方案应报主桥设计批准后方可施工。2钢梁的施工要点大跨径钢箱运输及架设为危险性较大工程，按相关规定，施工方应编制专项安全运输与施工方案，经组织行业内专家做专题审查后方可实施，确保施工安全及桥跨建成后安全耐久。2.1钢梁的制作钢梁的加工、制作、运输、安装等均应满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）、《公路钢结构桥梁设计规范》（JTGD64-2015）、《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）及《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）的相关要求。制造厂应对设计图进行工艺性审查，当需要修改设计时必须征得设计单位的同意，并签署设计变更文件。主线桥位于平曲线段内，应按设计给出的《直曲转角表》参数，进行放样制作。2.1-1板件加工钢结构制造单位应制订本桥钢结构制作与检验的企业标准，确保钢结构制造加工质量。除注明处以外，本设计文件中所有板件尺寸均为基准温度下的理论值，未考虑焊缝间隙、焊接变形及加工余量等因素，制造时应根据实际情况予以调整。板材厚度偏差应予以控制，应合理搭配厚度正偏差板材和厚度负偏差板材，控制全节段板材厚度平均偏差≤1%。加工制造时，钢板平面度允许偏差应≤1mm/m。钢结构制造单位应按照设计图在实地或计算机上放出每个制作段的平面线形，以保证钢梁平面线形圆滑，安装连接顺序，同时应考虑预拱度及竖曲线的影响。2.1-2钢梁的焊接=1\*GB3①钢梁制造工艺是保证焊接质量的关键，焊接应严格遵照本桥招标文件的技术要求及国内有关规程、规范实施。设计图中各梁段的所有尺寸均为20℃基准温度下的尺寸，工厂下料时均要考虑温差修正，工地施工用尺应在施工前与工厂用尺互相校对。=2\*GB3②由于本桥为全焊钢梁，结构焊缝较多，所产生的焊接变形和残余应力较大，制造过程中，在保证焊缝质量的前提下，应尽量采用焊接变形小、焊缝收缩小的工艺。所有焊缝在施焊前均应做焊接工艺评定试验。=3\*GB3③全部焊缝均应作超声波探伤，并抽取全部焊缝长度的10%～15%进行X射线检查，对角焊缝均应作超声波探伤。对X射线检查的焊缝要求达到一级标准，对超声波探伤的角焊缝要求达到二级标准。焊缝在焊接前的预热温度由箱梁制造单位通过焊接性能试验和焊接工艺评定确定。焊缝检验应严格执行《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）。2.1-3钢梁焊接注意事项①上翼板与腹板按照划线位置在组焊胎上点焊成型，组焊成单元体。②在箱梁胎上找正底板位置后，点焊各个横隔板、两侧腹板、底板中纵肋、横隔板上翼板。全部点焊结束后，检查箱梁各部件几何尺寸的磨光顶紧情况，合格方可施焊。③全箱梁焊接先立焊后横焊，从中间到两边交错、对称的焊接，防止出现变拱。2.2钢梁梁段的堆放及运输板件组成梁段的步骤原则上为：①底板→②横隔板→③腹板→④顶板。所有钢梁预制构件必须在生产车间制造时按照图纸实际纵横坡、平曲线进行1:1放样制作。预拼装不得少于3个梁段，按设计线形以及梁段间的预留间隙（尚需考虑焊接收缩量）使相邻梁段的连接面相匹配，然后施焊组装焊缝。施焊完成后，对梁段标记梁段编号，将前2个梁段运送至堆放地堆放，留下后1个梁段，与余下的梁段进行预拼装。预拼装、吊装时不允许调换梁段号。梁段宜单层堆放，堆放支点必须位于底板加劲扁钢下，并应尽量使各支点受力均匀，不允许出现翘板情况，堆放的地基不允许出现不均匀沉降。梁段的运输包括场内运输和装车运输，在所有运输过程中，起吊时只能利用临时吊点。2.3涂层施工2.3-1防腐涂装设计根据桥址处大气腐蚀情况，大气区腐蚀环境种类属于C3。钢箱梁防护采用具长效防护功能的重防护涂装体系，按15年免维修设计。并满足《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）相关技术要求。其防护体系组成如下：1）、各防腐面表面均应先进行喷砂除锈至Sa2.5级（GB/T8923）标准。如在喷砂和施工期间出现氧化现象，表面则应再行喷砂至规定标准。钢材表面粗糙度为Rz50μm～80μm。2）、钢箱梁外露表面：在节段钢箱完成后，①除去车间底漆、喷砂、除锈；②环氧富锌底漆60µm；③环氧云铁中间漆2道100µm；④丙稀酸聚氨酯面漆1道40µm(工厂)；⑤丙稀酸聚氨酯面漆1道40µm(现场施工)。总干膜厚度240µm。3）、钢箱梁内表面：①环氧磷酸锌漆1道60µm；②环氧（厚浆）漆1道100µm。总干膜厚度160µm。4）、伸缩缝处钢箱梁端头①除去车间底漆、喷砂、除锈；②环氧富锌底漆80µm；③环氧云铁中间漆2道120µm；④丙稀酸聚氨酯面漆2道100µm（工厂）;总干膜厚度300µm。涂层纵向加厚范围为钢箱梁端头100cm范围。5）、钢桥面环氧富锌底漆80µ；总干膜厚度80µ。2.3-2涂装前的表面处理结构的表面处理均采用喷砂工艺。表面处理不但要形成一个清洁的表面，以消除金属腐蚀的隐患，而且要使该表面的粗糙度适当，以增加涂层与基体金属间的附着力。=1\*GB3①喷砂前表面处理(1)应在钢材切割、矫正、组装完成后进行。(2)应除去焊渣、起鳞、割孔、焊孔等表面缺陷，打磨圆顺所有板件的锐边、尖角和毛刺，板件边缘应加工成R2～R3mm的圆角，经检验合格后方可进行喷砂作业。(3)采用专用清洁剂进行低压喷洗或软刷刷洗以去除表面油污，并用高压淡水枪冲洗掉所有残余物，干燥后经检验合格，再进行喷砂。=2\*GB3②喷砂作业时钢板表面温度高于露点3℃以上，露天作业相对湿度低于90%。=3\*GB3③磨料喷砂所用的磨料应符合GB6484、GB6485标准所规定的钢砂、钢丸或使用无盐分、无污染的石英砂、铜矿砂。磨料粒度和表面粗糙度的关系，参考《铁路钢桥保护涂装》TB/T1527的附录A。=4\*GB3④喷砂工艺要求(1)喷砂除锈等级应达到《涂装钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923中的Sa2.5级；对于分段焊接接头处和喷砂达不到的部位，采用动力工具机械打磨除锈，达到GB8923中的St3级。(2)涂装前钢材表面的粗糙度应达到Rz40～80μm。(3)在喷砂施工期间，要确保磨料没有受到灰尘和有害物质的污染。=5\*GB3⑤检验喷砂完工后，除去喷砂残渣，使用真空吸尘器或无油无水分压缩空气，吹去表面灰尘，经质量自检，并取得监理工程师认可，合格后必须在4小时内喷漆。=6\*GB3⑥收砂喷砂完成后应及时收砂，并经尘砂分离器分离。清洁的好砂可以回收，废砂及尘埃应及时清除出系统。2.3-3涂装技术要求涂装承包人应事先制订完整的涂装工艺文件，包括施工工艺、质量控制措施和质量检测标准，经业主批准后实施。所有参与施工的人员，都必须严格执行涂装工艺文件，必须在整个涂装施工中确保每一个环节的质量。1、施工人员在涂装前，应认真阅读每个系统的涂装工艺文件，了解各部位的涂料配套。2、质量不合格的油漆不能投入使用，所有油漆须报验合格后方可使用。禁止将不同品种、不同牌号和不同厂家的涂料混掺调用。3、对于将要喷涂的钢材表面需报验并确认其清洁度、粗糙度合格后方可涂装。4、确认施工现场环境和相对湿度符合要求，并做好涂装环境条件的记录、备查。5、检查每度油漆的准备和使用，包括油漆的型号、批号、色号、数量等；分清所用涂料的干燥类型，特别要注意双组份油漆的施工，包括固化剂和基料的混合比例、混合使用时间及固化剂的品牌随季节变化而变化的规定；正确使用稀释剂，注意随施工环境温度、湿度的变化而随时调整油漆的施工粘度，防止干喷和流挂。6、上度和下度油漆工序的间隔时间，要求严格遵守涂料产品说明书上所规定的重涂间隔时间。7、双组分涂料每次调配的数量要同工作量、涂料的混合使用时间和施工人力、作业班次相适应，太多或太少均不利于施工。混合比例要准确，应按照体积比混合加入。8、检查调整每度油漆的施工设备、工具。做到配备齐全，并保证其处在最佳使用条件。喷漆前做好预涂。双组分涂料所用的喷枪，在每次喷涂完工后，要及时用配套稀释剂清洗喷枪和管路，以免涂料胶化而堵塞。9、要注意涂料的存放、开启和使用前的混合、搅拌等具体要求。10、加强施工现场检测，特别是在涂装过程中要不断检测和控制涂层干膜厚度和结合力，保证涂层系统的总厚度和相应指标。此外，随时目测每度油漆在成膜过程中的外观变化，注意有无漏喷、流挂、针孔、气泡、色泽不均、厚度不匀等异常情况，并在涂料提供公司技术人员的指导下，随时调节、及时修补，并做好纪录。涂层系统的干膜厚度控制按相关标准应达到：构件表面85%的涂层厚度≥设计厚度，构件转角边缘的最小涂层厚度≥65%设计厚度。2.4钢梁的架设2.4-1钢梁节段划分对钢箱梁沿横向共分为2个独立的箱，横向采用横联连接。钢箱梁纵向分为5个节段，工厂预制后运输至工地现场拼装。实施过程中应注意叠合梁顶板、腹板、底板不应在同一截面断开，应分别错开至少200mm。如厂家有其他划分方式，可报设计同意后实施。2.4-2顶推施工本桥第1片钢箱梁架设采用顶推施工，第1片钢箱梁完成顶推后将其作为通道运送第2片钢箱梁，然后横向平移钢箱梁就位，最后安装横联和桥面板。钢梁需在隧道内拼接后顶推、下落就位，而隧道内操作空间非常受限、施工干扰大，在钢梁运输到位前应做好相关的场地、顶推设备、电力、通风等规划，并严格按相关安全规程执行以保证施工安全。梁段顶推就位后，应进行临时连接并调整合格，再实施全截面焊接。顶推过程中一定要注意梁段方向，并注意临时固定点位置的设置。承包商应根据桥跨结构的特点对顶推体系进行验算，保证顶推过程安全。钢梁顶推就位后，应对钢梁采取临时固定措施，防止钢梁侧翻、倾覆。=1\*GB3①施工中各梁段端部标高的确定必须在温度较稳定、风力较小的时段进行，以消除日照温差引起的误差。端部标高确定后应迅速用临时匹配件将梁段连接起来，然后进行焊接。=2\*GB3②施工控制主要是控制结构成桥线形。各梁段控制的标高误差不宜大于1/10板材厚度。构件出厂合格标准严格按照《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）执行。=3\*GB3③在制作梁段过程中端口应匹配制作