钢混结合梁连续刚构钢混结合段施工技术研究

　　摘要：钢混结合段施工是混合梁连续刚构施工的关键，钢混结合段的定位浇筑，标志着连续刚构合拢间隙确定，其定位误差直接影响到合拢误差。本文以省道S364十水线改建工程小榄水道特大桥为例，介绍钢混结合段施工技术。 

　　关键词：钢混结合梁；定位控制；吊装 

　　一、工程概况 

　　小榄水道特大桥位于中山市东凤镇沙口大桥下游约3.5km处的广珠城际快速轨道小榄水道特大桥的两侧，小榄水道特大桥主桥为跨越小榄水道的一座混合梁连续刚构桥，跨径布置为98+220+98m，主桥采用混凝土箱梁和钢箱梁两种形式，中跨节段依次为64m混凝土梁段+2.5m钢混结合段+2.5m钢箱梁连接段+82m钢箱梁节段+2.5m钢箱梁连接段+2.5m钢混结合段+64m混凝土梁段，82m钢箱梁重800t，采用整体吊装工艺，允许误差为20mm。 

　　钢箱梁包含了PBL剪力键、钢格室、剪力钉、普通钢筋、横纵向预应力，构造错综复杂，如图1。 

　　二、施工重点及难点 

　　钢混结合段重约96t（含吊具及骨架），在进行钢混结合段工艺设计时，其施工难点和技术要求有： 

　　1、小榄水道为内河I级航道，船只过往频繁，需尽快减短施工时间，降低通航安全威胁； 

　　2、吊架具有足够的安全性和可靠性，满足混凝土浇筑的刚度要求，并满足无吊装设备的情况下操作，有较强的可操作性。 

　　3、钢混结合段定位完成后，标志着中跨合拢间隙已确定，但钢混结合段定位后，还需经历钢混结合段混凝土浇筑、边跨15#节段浇筑、边跨16#节段浇筑、边跨合拢及合拢预应力张拉、钢箱梁起吊等施工工况，在上述工况下，钢混结合段的转角和位移也会发生改变，需找出影响精确定位的影响因素（温度、结构自身变形、不均衡浇注工况下的地基刚度系数等），采取相应的应对措施。 

　　三、钢混结合段定位控制理论研究 

　　1、主要影响因素分析 

　　1）混凝土浇筑过程中吊挂系统因混凝土自重变形； 

　　2）钢混结合段安装和钢箱梁吊装时隔4～6个月左右，钢混结合段安装温度和钢箱梁吊装温度不同，对间隙的影响。 

　　3）钢混结合段施工完成后，需经历一系列的不对称施工，桥址处淤泥质覆盖层厚度为30～40m，不对称施工将造成桩土共同作用，如何获得准确地基刚度系数。 

　　4）钢混结合段定位完成到钢箱梁起吊后，悬臂端的位移和转角变化，以及钢箱梁起吊后钢箱梁段的位移和转角变化。 

　　2、挂篮变形测定 

　　通过两种方式获取挂篮的变形量： 

　　1）、理论计算，模拟钢混结合段的混凝土荷载，不计吊架自重和钢箱梁自重，采用Midas计算钢混结合段在混凝土自重作用下的位移： 

　　2）、通过13’#及14a’#节段的浇筑观测和重量换算算得到挂篮施工的非弹性变形值。

　　3、安装温度测定 

　　小榄水道特大桥主跨为220m，钢箱梁长度为87m，混凝土梁长度为133m，温度的变化直接影响到合拢口间隙及钢箱梁的长度变化，温度对混凝土的热膨胀系数取1.0×10-5m/℃，温度对钢结构的热膨胀系数为1.2×10-5m/℃，故温度对钢混结合段安装时预留长度的偏差值为： 

　　△L1=133m×（T1-T3）×1.0×10-5+87m×（T2-T3）×1.2×10-5 

　　T1----钢混结合段安装时的温度。 

　　T2----钢箱梁预拼时的温度。 

　　T3----预计钢箱梁吊装时的温度，从上表查出。 

　　4、地基刚度系数测定 

　　由于本桥地处软基地带，且施工时存在不平衡施工，地基刚度系数对模拟桥梁各施工工况的变形有重要意义，在每个悬臂端10#块施工时，进行了不平衡施工加载试验，以确定地基刚度系数。 

　　试验方法：在10#节段浇筑时，用混凝土进行不均匀加载进行试验，分3级加载，并在悬臂端布置6个观测点，每加载一级，测量悬臂端的标高及位移变化。 

　　根据加载重量及位移观测的结果，输入力学计算模型，以反算地基刚度系数。 

　　3.4 桥梁结构变形计算 

　　1）通过模拟计算，钢箱梁在自然状态和吊装状态，其端头发生的转角为R1=0.23°（0.00401rad）。 

　　2）通过带入3.3中的地基刚度系数，计算得到钢混结合段定位到起吊钢箱梁期间一系列工况后，对悬臂端产生的位移和转角： 

　　△L2=6mm R2=0.119°（0.00208 rad）左端逆时针 

　　3.2.1.5 施工坐标值确定 

　　通过上述控制参数的确定，得到钢混结合段的定位坐标值，在施工控制时，为便于施工控制，将转角转化为高差进行控制，采用经纬仪和水准仪精确定位钢混结合段的坐标。