无临时支墩的钢砼叠合梁施工工法

1、无临时支墩的钢-砼叠合梁施工工法1 前言 当高架桥需跨越交通干道、交通枢纽、河道、地面桥等较大跨度位置时，综合考虑技术、经济、工期等因素，钢-砼叠合梁结构成了一个较好的选择，其充分利用了钢材良好的抗拉性能和砼良好的抗压性能，降低工程造价；下部结构与钢梁预制可平行施工，有效缩短施工工期。  为减少结构的挠度变形和降低钢材应力，钢-砼叠合梁施工时通常设置临时支墩，但有时受叠合梁下方的交通组织或地面桥承载能力的限制，临时支墩设置困难或造价较高，此时可考虑取消临时支墩，即采用无临时支墩的施工工艺。其施工不同点主要有：钢梁安装改分段吊装后的高空组装焊接为地面组装焊

2、接后整体安装，砼施工支架改地面支架体系为钢梁自承重支架体系，结构的挠度变形在砼顶板浇筑过程中逐渐完成。  2 工法特点 2.0.1 通过适当增加钢梁截面高度后采取钢梁整体安装，并依靠钢梁自身搭设现浇砼板支架，取消了临时支墩和地面支架体系，避免了老桥拆除和恢复工作，降低了工程综合造价，且对地面交通影响较小，有较好的社会经济效益。 主梁在地面整体组装焊接比高空分段组装焊接施工难度降低、安全可靠，质量更易保证。 结构的较大挠度变形在砼浇筑过程中逐渐完成，无需进行有临时支墩施工在支架拆除时需协调叠合梁变形工作，降低了施工难度。

3、60;可以最大限度地组织安排下部结构与钢梁预制的平行施工，节约施工工期。  3 适用范围 本工法适用于因叠合梁下地面交通组织困难、地面桥承载力不足等因素而无法直接设置临时支墩的钢-砼叠合梁工程；另考虑到实施本工法可显著缩短施工工期，故其也适用于对工期有较高要求的钢-砼叠合梁工程。综合考虑经济、技术及设备条件，目前本工法适用的叠合梁跨径范围在65m以内。  4 工艺原理 结构受荷分为两个明显的不同阶段：第一阶段钢梁承受钢梁自重荷载，以及随后浇注的顶板砼荷载，即不依靠临时支墩，而采用钢梁作为砼顶板施工支架的主体部分；第

4、二阶段顶板砼达到设计强度，与钢梁形成整体即钢-砼叠合梁结构，此时由钢-砼叠合梁承受梁自重荷载、以及随后的桥面系荷载和活荷载等。 造价人才网 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 5.1.1 钢-砼叠合梁施工主要由三个阶段组成，即钢梁制作、钢梁安装及顶板砼现浇。无临时支墩的施工工艺与设置临时支墩的施工工艺相比，在钢梁制作阶段基本相同，其较大的区别在于钢梁安装与现浇砼板阶段。具体工艺流程见图。 图5.1.1  无临时支墩的钢-砼叠合梁施工工艺流程图 5.2 施工操作要

5、点 5.2.1 钢梁制作阶段操作要点 1 图纸会审及排版设计 1）在熟悉图纸的基础上，复核各尺寸数据无误后，进行板块排版设计。排版设计的原则是在满足设计要求、钢结构制造规范等前提下，尽量减少钢板损耗，提高钢材利用率。建议事先了解钢板供应厂家可供钢板规格，然后针对不同规格进行多组排版设计，可重点考虑底板、腹板等大面积板块施工的便利。 监理工程师论坛2 材料采购及试验     1）根据排版后的材料规格及数量进行相应钢板采购，材料进场时应检查质保书是否齐全，进场后按规定频率进行材料

6、复试。 3 胎架制作及焊接工艺评定 1）钢梁加工前，应制作坚固可靠的胎架。胎架应根据设计图纸要求的起拱度、焊接变形的回弹量及施工临时荷载引起的形变等因素设置预拱度，以保证钢梁质量和控制焊接变形。 2）胎架制作期间，应及时进行焊接工艺评定。焊接工艺评定适用范围应涵盖钢梁制作中发生的各种形式的焊接，其焊接工艺及相应参数应与工程实际制作中所采用的相同。 4下料及坡口加工 1）经核查钢板的牌号、规格和质量无误后，按照排版设计对钢板进行划线及板块编号，然后进行切割下料。下料后核对各板块边缘的焊接要求，需要坡口的，进行相应形式的加工。部分板厚相差

7、大的两板块对接，应按要求对厚板进行削斜过渡处理。 5 部件加工 1）各板块坡口加工完成后，按照排版设计图，组合焊接成部件待用。 6 上胎架组装 1）为确保钢梁制作后尺寸满足设计要求，在主梁纵横方向宜按1.520002.02000的比例设置焊接收缩余量。  2）钢梁上胎架组装建议按下列安装顺序进行：底板底板纵向加劲板腹板竖向加劲板一侧腹板横隔板另一侧腹板梁端支承板块腹板水平加劲板上翼缘板。 7 厂内焊接及焊缝检测     1）全梁在组装阶段主要焊缝

8、基本为定位焊接，在整体焊接前，必须进行全梁的复检。 2）钢梁在焊接时会产生很大的焊接应力，应在焊接过程中逐步予以释放，否则应力不断累积，可能导致钢梁局部变形或整体变形。为控制钢梁焊接变形，除了在梁内侧设置斜向支撑外，还应采用合理的总体焊接顺序，即先横向缝后纵向缝、由局部到整体的对称焊接顺序，建议采用如下顺序：腹板竖向加劲腹板水平加劲底板水平加劲横隔板与腹板横隔板与底板梁端支承板块腹板与上翼缘板（梁内侧）腹板与底板（梁内侧）腹板与上翼缘板（梁外侧）腹板与底板（梁外侧）。分段位置两侧各约50cm范围不予施焊，待现场组装完成后再行焊接。 3）焊接工序的具体操作必须严格按照建筑钢结

9、构焊接技术规程（JGJ81-2002）和相关设计文件的要求，同时严格执行焊接工艺评定的各项焊接参数。  4）钢梁整体焊接完成后，在每个分段的上翼缘板处对称焊四只临时装卸用吊耳，其纵向位置宜设置在钢梁横隔板附近。吊耳尺寸需以钢梁分段自重为基础通过计算确定。 5）钢结构加工过程中，根据组装前、组装时、焊接时和焊接后的需要，对焊缝质量进行全程跟踪检验，检验内容主要包括外观检查和无损检测两部分。 6）外观检查应待焊缝冷却后进行，无损检测应在焊后24小时且外观检查合格后进行。部分焊缝位置有隐蔽要求，其检验应与施工紧密协调，避免耽误工期。无损检测采用射线和超声波探伤

10、两种方法检验的焊缝，必须达到各自的质量要求，该焊缝方可认为合格。 8 除锈及涂装 1）钢梁表面宜采用喷砂除锈，除锈后的钢表面清净度、粗糙度等级应符合相应标准。 2）涂装作业应尽量使用高压无气喷涂泵施工。钢梁隐蔽部位，需在焊接成型前喷涂规定膜厚的油漆。最后一道面漆宜在砼板浇筑完成后进行，涂装前应认真做好清洁工作，力求集中调色，一次喷涂成膜。 3）涂装施工期间应进行涂装材料、外观质量、漆膜附着力、层数、膜厚等方面的检查。 9 分段运输至现场 1）主梁运输宜在夜晚进行，由于主梁超长、超宽，运输前应对运输路线进行彻底排查，

11、重点关注路面状况、路口转弯半径、桥涵净空高度、桥梁最大承载力等，并据此编制交通运输方案及应急预案。钢梁运输前，必须向交警部门及相关运输管理部门报批相关手续。运输时由交警车辆开道，紧接指挥车辆、运梁车辆、两台吊车随后，弯道处可协助处理。运梁车辆悬挂红灯和超长警示标志，整支车队宜限速20km/h内。 2）钢梁到场前，必须做好事前准备工作。根据现场条件确定钢梁放置位置，划出石灰线，并敷设钢板用于保护路面（或桥面）和设置合拢平台，在钢板上放置马墩。如放置在地面桥上，还须对桥梁进行承载力验算。马墩安放位置应避开桥梁梁板的跨中、翼缘等不利位置，建议放置在桥台、中墩盖梁位置。 3）钢箱梁

12、运输到位后，卸梁时应注意将分段钢梁安放直顺，接口处尽量紧密，以减少后续现场组装的工作量。 10 复核现场盖梁位置及标高 1）根据设计图纸复核相关数据，确认无误后利用全站仪在盖梁上放出所有支座中心点及每根钢梁的两侧边线并予以标示。复核钢梁总长与盖梁相应位置的跨径及钢梁端部角度与盖梁砼面角度，并注意检查盖梁竖面的垂直度。 2）支座中心点放样后，先利用图纸数据进行位置复核，无误后，对支座垫板进行标高复核并安装钢梁支座。 11 现场组装、焊接及焊缝检测 1）钢梁的水平及垂直位置校正均采用千斤顶，用经纬仪、水准仪进行全过程的测量复核。

13、组装方式和要求与工厂制作一致，组装完成后，采用定位焊固定。此时对总梁长、角度、预拱度等进行复核。 2）钢梁数据复核无误后，对钢梁的横向对接缝进行焊接。钢梁现场对接缝的施焊，必须严格以焊接工艺评定为指导，并注意现场环境与工厂制作时的区别，尤其是必须做好防风措施，保证CO2气体保护焊的焊接质量。焊接时应在梁两侧同时对称施焊，以减少接口的焊接变形。 3）整梁焊接完成后，在钢梁两端焊接整梁吊装用吊耳，吊耳规格须经过计算后确定。钢梁整体焊接完成后，再次复核梁长、预拱度等数据。 4）为确保钢梁的焊缝质量，必须对现场焊缝进行超声波检测和X光射线拍片检验，检验合格后，方可获准吊装

14、许可。 12 焊接处除锈、补漆 1）无损检测合格后，对焊缝进行打磨除锈处理，然后逐层修补防腐涂装。 5.2.2 钢梁安装阶段操作要点 1 现场整体吊装 1）钢梁整体验收合格后，方可组织吊装。 2）整体吊装重量至少为分段吊装重量的两倍，为确保吊装过程中的安全性、可行性，必须编制切实可行的吊装方案。吊装方案必须包含相关受力计算资料，复核焊缝、吊耳、卸扣、钢丝绳的承受力、吊装机械起重能力、吊机支腿下地面承载力、验算钢梁起吊后挠度变化等，根据现场实际情况制定吊装机械平面位置布置图及吊装顺序。根据实际起吊重量，对现

15、场吊机的回转半径、吊臂长度及角度与钢梁上口最大宽度是否匹配进行复核。另外，还需采取钢梁抗扭措施。 3）钢梁吊装所需机械、车辆等较多，场地要求大，因此必须事先作好相关区域的交通组织设计并报交警部门审批通过。吊装时安排专人管理社会车辆，同时设置护栏分隔施工区域。 4）吊装前，应对所有吊装设备进行检查，然后进行试吊检验。检验内容包括：钢丝绳整体受力状况、是否有缠绕打结、钢丝绳接头处受力是否安全、卸扣是否牢固、支腿地面有无变形，钢梁有无扭转等内容。检查无误后，方可进行整梁吊装。吊装过程设专人统一指挥，两台吊机协调作业，为保证吊装作业的平稳进行，吊装的起升速度宜控制在3m/min以下

16、。 5）钢梁就位时，在钢梁边线处设置限位挡板，可有效地提高钢梁吊装效率。钢梁最终定位前，测量叠合梁两端伸缩缝宽度，保持均匀。钢梁下放过程，注意避免碰撞支座导致偏位。 2 梁端砼浇筑 1） 钢梁以牛腿形式搁置在盖梁上，主梁吊装完成后，要及时按施工图纸要求，浇筑钢梁端部砼，浇筑时严格控制浇捣质量，灌实灌满，并注意及时清理钢梁面残留的砼。3 梁间横梁安装及焊接     1）主梁吊装完成后，及时在两侧设置安全围护并进行梁间横梁的安装及焊接。梁间横梁由工厂预制成品后运至现场安装，其安装及焊接的要求必须符合

17、设计图纸与规范要求，特别注意横梁的编号及安装角度必须正确无误，使其安装后线条直顺、整体划一。 4 剪力键安装 1）剪力键应根据其具体形式确定相应施工方法。 2）当采用圆柱头焊钉时，应进行焊钉穿透焊接工艺评定试验，合格后方可进行焊钉焊接。焊接前应清理上翼缘板的杂质，然后弹线划出焊接位置标距线，其尺寸复核无误后采用专用焊接设备施焊。施工时注意瓷环规格必须与焊钉配套，使用前应进行烘焙。 3）焊钉焊接后应进行弯曲试验检查。焊钉根部焊脚应均匀，焊脚立面的局部的未熔合或不足360o的焊脚应进行修补。 5.2.3 顶板砼现浇阶段操作要点&

18、#160;1 支架模板搭设 1）有临时支墩方法搭设叠合梁支架时，支架体系通常从地面或地面桥上搭设固定形式的承重支架，有时因地面桥承载力不够，还需在河道里搭设支架，给交通、施工等带来很大难度。 采用无临时支墩的施工工艺时，钢梁自身挠度较大且随着钢筋绑扎、砼浇筑等一系列施工程序处于动态变化中，搭设固定形式的承重支架很难协调钢梁的同步变形问题。所以，放弃固定形式支架而考虑由钢梁自身承担全部施工荷载的自承式支架体系就是一个较好的选择。此处需调整设计，适当增加钢梁底板边缘外伸宽度，并在两外侧边梁腹板开设螺栓孔，为自承式支架的搭设创造条件。 2） 由钢梁自身承担全部

19、施工荷载的方式对支架和模板的自重提出了更高的要求，为降低工程造价，应保证支架体系既可靠又轻便。经过仔细验算各项荷载后，确认最终的支架体系，见图。4）采用钢管-扣件形式支架，有效的降低了支架自重荷载并保证了整体稳定性。搭设时注意支架的整体稳定性，竖向钢管底部增加底托，方便调整高度，横向钢管两端水平方向设置底托，方便顶紧两侧钢梁腹板。悬挑部分采用螺杆拉紧竖向钢管，利用三角斜撑受力。纵向布置多道联系钢管，并在支架两端设置纵桥向的顶紧钢管，顶紧两侧盖梁砼，保证支架的整体稳定性。 5）支架体系采用木档与竹胶模板，模板的拼接缝处涂玻璃胶，以免砼浇筑时污染钢梁侧面。在钢梁内芯模上适当位置开设临时施

20、工人孔以方便拆卸梁内支架和模板。 6）由于钢梁挠度较大，支架模板搭设期间和后续的钢筋绑扎期间，材料堆放必须进行严格管理，不得将大量材料集中堆放在钢梁跨中，尽量做到分布均匀，随用随吊。 2 砼顶板浇筑     1）模板验收合格后，严格按照设计图及规范要求进行钢筋安装。     2）因钢梁变形较大，叠合梁的标高控制通过设置适当的钢梁预拱度和控制砼板浇筑厚度来进行。钢筋绑扎完成后，在钢梁上合适的间距布置砼板厚度控制点。 3）叠合梁顶板一般采用低收缩砼，砼厂家必须

21、进行设计配合比试验并经具备相应资质的检测部门测试合格后方可应用于施工阶段。建议在砼中掺加缓凝剂，以利于砼浇筑过程中结构的较大挠度变形在砼硬化前完成。 4）顶板砼从低到高浇筑，砼浇筑作业必须连续。砼泵送后及时用振捣器振捣密实。顶板砼表面无砼铺装层，故浇筑时要特别注意控制混凝土浇筑高度和平整度。 5）由于钢梁挠度较大，支架模板设计荷载较小，从保护支架模板和协调钢梁变形等方面考虑，砼浇筑施工还要特别注意以下几点：尽量减小砼塌落度，最大不应超过12cm；泵送皮管离模板距离不应大于1m且尽量斜置，以尽可能减少对钢梁及模板的冲量，同时避免在同一位置长时间倾倒砼，任意位置砼高度不得超过5

22、0cm；砼浇筑期间，钢梁处于动态沉降中，必须加强模板支架的观察并及时做好调整；控制浇筑速度不得过快，纵、横向分段浇筑长度不宜大于5m，由中间向两边对称均匀分块浇筑，具体浇筑方式见图。 8 6）叠合梁采用的低收缩砼，对养护条件要求较高。砼初凝后，马上进行覆盖并浇水养生。混凝土浇水养护及覆盖不宜少于7天。 3 支架拆除 1）由于在无临时支墩的施工方式中结构的较大挠度变形在砼硬化前已完成，故大大降低了支架拆除阶段协调结构变形的难度。顶板砼强度达到要求后可拆除支架。支架拆除时应遵循纵向由跨中到两端、横向先梁内后悬挑再梁间的原则对称实施，按后装先拆、先装

23、后拆的顺序进行。 4 梁内清理与封孔 1）钢梁内部支架拆除后，及时进行内部的清理，尤其是必须将梁内积水彻底清除干净，避免发生锈蚀。清理完成，及时封闭顶板进人孔，封孔时所用砼应于顶板砼一致。 5 全桥整体涂装 1）支架拆除完成后，对全桥钢梁表面进行彻底清理，清除砼残留等，并进行最后的整体涂装，此时尤其需注意保证涂装的色泽统一、外观精致。  6 材料与设备 6.1 材料总体要求 1 对于本工程中所采用的材质，需严格把好质量关，以保证整个工程的质量。所有材料进场前应检查质

24、保资料及复试资料是否完整、齐全。 6.1.2 钢材 1 叠合梁所用钢材必须严格按照设计文件予以采购。采购时要求生产厂家必须提供材质证明书，写明钢材的炉批号、钢号、化学成分及物理性能。钢材进厂后，应检查钢材的质量保证书是否与钢材上打印的标记符合，钢材的规格尺寸允许偏差是否符合国标规定，并按同一炉批、板厚每10个炉（批）号抽验一组试件进行材料复试，材料化学成份及力学性能应符合桥梁用结构钢（GBT714-2000)的有关规定。 2 如钢板有探伤要求的，必须严格按照设计及桥梁用结构钢（GBT714-2000)要求予以探伤，相应的探伤比例和等级

25、必须匹配。 6.1.3 焊接材料 1 焊接材料必须根据钢板规格进行选择，严格按照气体保护焊用钢焊丝（GB8110-95）、低合金药性焊丝（GB/T17493-98）、低合金钢埋弧焊用焊剂（GB12470-90）、低合金钢焊条（GB5118-95）的规定。 2 焊接材料进厂时，要求生产厂家提供质保书，写明材料的名称、型号、化学成分及物理性能，并应予以抽检复试，核查无误后方可使用。 6.1.4 剪力键（焊钉） 1 剪力键采用圆柱头焊钉，符合圆柱头焊钉（GB10433-2002）标准，焊钉材料应满足优

26、质碳素结构钢（GB699-88）的相应钢号要求。配套的瓷环应符合圆柱头焊钉（GB10433-2002）标准要求。 6.1.5 防腐涂料 1 防腐涂层可采用铁路钢桥保护涂装（TB/T1527-1995）中的涂装体系。 2 涂装材料性能应符合无机硅酸锌涂料、环氧云铁涂料、聚胺酯涂料（GB/44030-G3458-95）的规定，附有正规的合格证书，且经具备相应资质的第三方检测机构检测报告。 6.1.6 砼 1 钢筋砼桥面板采用高标号低收缩砼，要求砼厂家必须进行设计配合比试验并经具备相应资质的检测部门严

27、格测试合格后方可应用于施工阶段，建议同时掺加具有早强和缓凝效果的外加剂。施工配合比必须严格按照设计配合比执行，采用相应品种的水泥、粗细骨料、水、外加剂等并严格控制量比，从源头上保证砼质量。 6.2 设备 6.2.1 无临时支墩的钢-砼叠合梁施工方式与通常方式相比，在机械设备要求上，除需使用更大吨位的起重设备外，其余相差不大，具体见表。8 安全措施 8.0.1 钢梁制作期间，用电、动火作业密集，必须遵守相关安全要求，配备相应消防设备。 8.0.2 钢梁运输必须注意行车安全，对沿线道路进行安全排查，桥梁隧道净

28、空必须保证。 8.0.3 钢梁吊装时对现场进行封闭，非施工人员一率不得入内。施工人员戴好安全帽，高空作业系好安全带。正式起吊前进行试吊，密切注意吊机支腿、吊索吊具的安全。 8.0.4 钢梁吊装后，及时进行安全围护，防止坠落，并设置充足的照明灯具。 8.0.5 高处焊接必须注意火花下落，防止桥下行人、车辆受损。 8.0.6 支架模板搭设和卸落必须依序进行，防止坠落事故。 8.0.7 砼浇筑必须严格按照技术交底进行，保持对称、匀速浇筑，并及时振捣。 8.0.8 砼浇筑期间必须对支

29、架模板进行监控，出现问题及时排除。 9 环保措施 9.0.1 对影响较大的声、光因素，通过隔、挡、吸等措施，尽可能降低对外界的影响。 9.0.2 喷砂除锈在封闭空间内实施，减少粉尘污染，操作人员佩带相应防护套装。 9.0.3 涂装采用高压无气喷涂工艺减少污染，操作人员佩带相应防护套装。 9.0.4 尽量避免夜间施工，如确需夜间施工的，必须取得相关部门的审批。  10 效益分析 钢-砼叠合梁采用本工法进行施工，在适当增加用钢量（与有临时支墩方案相比，设计适当调整了钢梁截面高度）的基础上，取消了临时支墩和地面支架，大大减少了对地面交通的影响，有效地缩短了施工工期，降低了工程总费用，形成了较好的经济效益和