高托座砼叠合板组合梁施工

预应力钢——高托座砼叠合板组合梁施工中铁二局五处刘应军1．工程概况深圳北站大桥位于深圳市火车北站，是一座横跨广九、广深电气化高速铁路及深圳市火车北站站场29股轨道的城市跨线桥，其主桥为150m跨的下承式钢管砼系杆拱桥，桥宽23.5m，设双向四车道。该桥墩柱及主拱为钢管砼组合结构，帽梁为箱型钢纤维大体积帽梁，并在墩柱内及桥梁系水平方向设有无粘结预应力束以平衡桥体受力后主拱对帽梁产生的水平推力，使整个桥成为无推力系杆拱桥。本桥桥面梁系采用预应力钢——高托座砼叠合板组合梁，此种梁体系为国内首创，由清华大学参与研究，其设计和研究已列入深圳市科技开发项目。桥体梁系主要由预应力钢横梁、箱式钢加劲纵梁、部份预应力钢筋砼板梁及梁系整体化后浇层组成。具有自重轻，桥梁横截面尺寸小，整体梁系刚度大等特点。梁系通过吊杆将钢横梁与主拱相连，两端在主帽梁的牛腿上简支，因而整个梁部为一悬浮体系。全桥共有钢横梁17片，钢纵梁36片，部份预应力空心板架396片。2．桥部梁系的作用机理预应力钢——高托座砼叠合板梁以预应力箱型钢横梁为基本受力梁，以加劲箱型钢纵梁增强横梁间的纵向连接，并增强其抗扭性能。部份预应力桥面板直接置于横梁顶。通过在钢横梁内设置的预应力束使钢横梁的抗拉、抗弯性能大大提高，在满足横梁刚度及其它各项指标的同时，自重比预应力钢筋砼梁减少50〜60%,而钢纵梁与横梁均为同型钢材，连接简单，且连接力强，通过在拱肋正下方设置钢纵梁，特别是钢纵、横梁顶部平接的安装方式，使得钢纵梁与钢横梁的接触面四周均可焊接,且纵向加劲高度为纵梁的全高。这样通过钢纵梁的承托角钢,顶部平接搭焊板及纵梁底面和两侧面的加强焊码,使得钢纵、横梁组成的基本梁体系在纵向整体性和刚度得到增加,也避免了安装桥面板可能出现的横梁歪斜及侧移的情况,使得桥轴线及桥边线得到保证,方便了桥面板的安装。由于钢横梁取消了通常情况下所设的安装车道板的牛腿结构,而改用车道板直接放置于钢横梁顶,通过在车道板两端底面预埋钢托座的方式实现车道板与钢横梁间的连接（接触边线每20cm焊10cm的间断焊），这样使得保证在道板与横梁连接要求的条件下，降低车道板的厚底就成为可能，本桥车道板为部份预应力空心板梁，梁高仅30cm,而板跨即达8.0m，实现了簿梁大跨的目标。桥面板间的连接通过钢横梁顶的抗剪焊钉,板面端部及顶部的预埋钢筋及后浇层钢筋网架及后浇层的高标号钢纤维砼来实现。通过钢、砼组合梁系,达到了自重轻、跨度大的效果,桥面梁系从车道板底到后浇整体化砼层顶面仅厚46cm。全桥结构新颖，与周边环境合谐，实现了为城市增光添彩的目的。见下图：钢横梁、钢纵梁、空心板位置关系图3.桥面梁系施工预应力钢横梁全桥共设有钢横梁17片，其中端横梁2片，单片长27.8m,标准横梁15片，单片长23.8m，横梁截面在梁跨中部为高1.2m,宽0.98m,在吊杆处为高1.08m，宽0.98m,均由16Mn钢组成，端横梁重约19t,标准横梁重约16t。每片横梁内设有5-7©5钢绞线2束，采用与之匹配的OVM防滑锚具锚固，其结构形式如下图：钢铰线ir丿焊钉@12L11I钢横梁立剖面图钢铰线ir丿焊钉@12L11I钢横梁立剖面图预留吊索孔 (p150■■-吊杆钢铰线预应力横梁23.8(27.8)/2钢横梁在工厂经过划线、下料、组焊、防腐等一系列工序制成，并经各种检查及预应力试加检测合格后运到工地进行吊安。钢横梁的安装利用缆索吊机进行，由于受铁路运营净高限界的限制，施工防护栈桥桥面与水平系杆底的高差在1.45〜1.9m之间，加之系杆因自重而产生的垂度，使得实际的净空高差还要小，而横梁高度为1.2m，加上吊杆护筒还高出横梁顶0.6m,故而必然造成横梁无法直接就位。同时由于拱肋横撑的限制，横梁无法从横撑间隙下落，而特殊的环境又不允许采用单钩斜吊，加之只有一组索道,无法实现双钩吊梁的横向就位。根据实际情况,我们采用双钩起吊,在主桥两端主帽梁与第一道横撑之间落梁,然后双钩换单钩,横桥向旋转90°,顺桥向横移就位。对于净空高度过小,不能直接横向旋转的则在换钩后先将横梁翻转90°,以横梁宽度作为其横向旋转的高度,从而使横梁实现横桥向的旋转,旋转到位后再翻转横梁恢复原位,最后按由拱脚向拱中顺次推移的方法就位所有的横梁,这种方法的优点是既能基本满足全桥均衡加载的要求，又能克服安装难度的同时尽量加快安装速度。其基本做法是横梁顺桥向移动时，在遇横撑处则用千斤绳通过拱肋将横梁临时栓挂，然后吊移后一片横梁，待后一片梁到位后也做临时栓挂，推移前一片梁，直到所有横梁安装完毕。在横梁就位后，必须保证吊杆受力均匀，四个吊点的高程差不得大于2mm,同时对全桥横梁标高作统一调整，使其满足预拱要求，然后再现场施加预应力，封锚做好纵梁吊安准备。钢纵梁施工钢纵梁为箱型加劲钢梁，设于主拱肋正下方,全桥共计36片,其中端纵梁4片，截面尺寸为3.2x0.6m，长7.72m,重约7.0t,—端简支于主帽梁的牛腿上，并一端与横梁平口焊接，标准纵梁32片，单片重约2.13t,截面尺寸为1.0x0.6m，长7.02m，两端与横梁平口焊接，钢纵梁也为16Mn钢，由工厂加工成型后运到工地进行吊安。钢纵梁的吊装采用主索起吊,工作索分散就位的方法进行,其中端纵梁因要插入帽梁牛腿预留槽内,且又受拱肋影响,须在端横梁就位前完成,标准纵梁吊安前先安焊横梁上的承托角钢（承托角钢定位必须准确）,再吊安就位,最后焊接加劲码板及梁顶搭接板,从而组成主体钢梁框架。纵梁的就位是否准确将直接影响桥梁的轴线和边线,因此由测量组在现场配合进行（定位测量如下图所示）：

部份预应力桥面板的施工全桥桥面板计3种两类空心板396片，其中A板68片（端板4片）,B板32片，C板296片（端板40片）。标准板长7.32m,端板长7.73m（附A、B、C板型断面图）P\] 7e5钢绞线1门/预埋筋A型空心板—预埋筋0$ 7e5钢绞线—B型空心板C型空心板C型空心板说明：1、 本图单位均为厘米；2、 本图未示普通钢筋用量。桥面板在预制场地按先张法预制成型后运至工地存放,待钢纵、横梁吊装完成后利用索道进行吊装。吊装前先由测量组施放桥面板梁位线，然后按线就位，待全部面板安装完成后，全桥统一对称对面板进行施焊，使之与钢横梁固结。桥面板的吊安采用主索吊运，工作索分梁就位的方法进行，以避免平移索鞍，提高吊运速度。C50钢纤维砼整体化施工本桥浇筑C50钢纤维砼前，严格按照设计要求绑扎好各类钢筋，尤其是部份预应力空心板间的搭接钢筋。绑扎钢筋时，注意保留足够空间进行振捣，以保证桥面整体化砼的浇筑质量。为了有利于新旧砼的结合，浇筑砼前，预应力空心板顶面及梁端按要求凿毛，由于本桥后浇层砼面积大，浇筑时，分幅进行，根据桥面结构布置，沿桥横向分6幅，5次浇筑，浇筑时需注意先后浇筑砼的接缝处理。后浇层砼浇筑完毕后，预应力钢横梁通过抗剪焊钉与后浇层砼结构层形成横向连结。部分预应力空心板通过预埋钢筋与后浇层砼结构形成纵向连结，成为双向组合，全桥结构连成整体，形成悬浮体系。4．经济效益和社会效益在预应力钢——高托座砼叠合板组合梁的施工过程中，通过精心编制施工方案，切实落实施工方案，在不影响安全质量的前提下，根据施工需要，合理调整施工工序（在横梁吊装过程中），原计划组合梁的施工需要90天，实际只用了50天，提前40天完成组合梁的施工内容，对深圳北站大桥的优质完成，提前竣工，创造了有利条件，获得了较