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中国中铁航空港建设集团有限公司西平铁路后河村特大桥1-80m钢-砼组合桁梁施工技术研究西平铁路后河村特大桥1-80m钢-砼组合桁梁施工技术研究主要内容介绍如下：1工程概况2施工重难点分析3关键技术4主要施工方案的确定5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工680m钢-混凝土组合桁梁的线形控制技术7组合桁梁钢腹杆膺架上的安装技术8组合桁梁1:1节点工艺试验9施工该桥后的体会1-80m钢-混凝土组合桁梁位于西平铁路后河村特大桥7号～8号墩上，桥梁跨越银川至福州高速公路，与公路斜交角为48度。桥址范围内高速公路设计为填土路基，大小里程填土高度分别为2.5m和3.3m，路肩宽度为29m。1-80m钢-混凝土组合桁梁，是近年来发展起来的一种新型桥梁结构，其实质是桁架梁与槽形梁的组合结构，具有结构新颖、用钢省、跨度大、梁面薄等优点（与其它混凝土结构桥梁相比，能取得更大的桥下净空）。它由上弦、腹杆、下弦（槽型梁）构成。梁长82m，支座纵距为80m，桁高9m，节间距10m，桁中心距6.7m，桁式采用无竖杆三角桁。上弦为钢筋混凝土结构，下弦为预应力钢筋混凝土结构。腹杆通过节点板与上下弦钢筋混凝土连接。节点板和腹杆钢箱材质采用Q345qE，钢箱壁厚采用16mm、24mm、32mm和40mm四种规格，其他钢板及管材采用Q235钢材。1工程概况总体结构示意图1工程概况1工程概况80m钢-混凝土组合梁效果图1工程概况80m钢-混凝土组合梁现场照片(1)2施工重难点分析2.11-80m钢-混凝土组合桁架桥梁是目前国内首次使用，是世界同类型桥梁中跨度最大的，没有可参考的成熟施工经验。2.2钢-混凝土组合桁架桥梁下弦节点处钢筋密布，节点板定位困难，混凝土采用C55纤维混凝土，混凝土配合比设计要求高，节点处混凝土浇注难度大。2.3钢腹杆在浮动状态下安装，安装精度要求高。2.4钢-混凝土组合桁梁受力复杂，对桥梁线性和内力监控要求高。2.5本桥上跨银武高速公路，交通繁忙，对施工过程中安全保畅要求高，施工安全风险较大。3关键技术3.1支架方案的优化与设计原设计采用满堂支架进行组合桥梁的拼装，在充分考虑桥下高速公路施工行车安全和交通保畅的条件下，经过对满堂支架和钢管柱+贝雷片膺架两种方案的比选，选用钢管柱+贝雷片膺架的型式，并进行相应设计和力学验算。3关键技术3.2钢腹杆安装施工技术采用在膺架上拼装20t龙门吊进行组合桥梁钢腹杆安装，采用将钢腹杆预拼成人字型后再实施吊装，在雨水口处设定位工装来完成钢腹杆的固定和安装，避免了多次吊装的风险，保证了钢腹杆的安装质量。3.3线性控制技术通过对支架预压变形、地基沉降的观测调整支架预拱度的设置，达到设计线性控制精度;委托兰州交通大学通过对桥梁施工过程的内力监测、静载试验,对设计受力状态进行验证。3.41：1节点试验施工工艺技术通过对组合桥梁下弦钢节点进行1：1工艺试验，对设计钢筋布置进行优化调整，总结出节点钢筋安装顺序、预应力筋安装工艺、节点处钢腹杆定位及加固方案、混凝土配合比的验证和浇注、振捣工艺方法，保证钢节点施工质量。4主要施工方案的确定4.180m钢-混凝土组合桁梁原位现浇膺架方案的确定根据现场实际情况，我们制定了下列2个膺架方案方案一：钢管轮扣满堂膺架方案优点：膺架搭拆方便。缺点：由于是跨福银高速公路，首先膺架基础处理要伤及公路边坡，公路部门不同意，其次是上跨公路需另做方案。方案二：钢管柱+贝雷片膺架方案优点：膺架上跨公路半幅1跨跨过，可以保证车辆通行宽度；基础处理基本不损伤公路工程。缺点：膺架搭拆所需人力和机械台班较多。我们对以上2个方案都进行了细化设计，经过多次论证，确定方案二“钢管柱+贝雷片膺架方案”为本工程膺架实施方案。4主要施工方案的确定4.2腹杆安装方案的确定钢腹杆现场安装有3个方案选择：方案一：在梁的端部侧面各立塔吊1座进行吊装；方案二：采用汽车吊进行吊装；以上2个方案，经技术、安全、经济核算被否定。方案三：采用膺架上安装走行龙门吊进行吊装，该方案技术上可行，安全上有保证，经核算比较经济。4.380m钢-混凝土组合桁梁混凝土模型及浇筑方案的确定（1）混凝土模型经研究采用钢支架竹胶板组合模型。（2）混凝土浇筑经研究下弦采用2台混凝土汽车泵由梁的中部分别向梁端连续浇筑，混凝土罐车运输。上弦采用1台混凝土汽车泵由梁的一端向另一端连续浇筑。5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.1钢管柱+贝雷片膺架的基础设计与施工钢管柱+贝雷片膺架钢管柱基础，采用砼扩大条形基础并预埋地脚螺栓（大桥7号～8号墩侧的钢管柱基础利用墩的承台为基础）。(1)公路上钢管柱基础公路路肩和中央分隔带处，采用现浇混凝土条形基础（置于水稳层或沥青路面上），根据计算布设尺寸图如下：混凝土条形基础高度取0.9m，宽度取2.5m；沿条形基础长度方向分块布置（长度不得大于1.0m）且每块之间设2cm的伸缩缝，以便拆除。扩大条形基础5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.1钢管柱+贝雷片膺架钢管柱基础设计与施工（2）公路外钢管柱基础在既有福银高速公路外设置钢管柱，其基础同样采用扩大条形基础（尺寸同上），顺公路方向布设。条形基础四周2m范围用M7.5水泥砂浆处理（厚度6cm），横向流水坡10%，并做好排水沟，确保基础不被来水的侵害。5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.1钢管柱+贝雷片膺架钢管柱基础设计与施工砂体砂体砂体砂体砂体8#墩7#墩银武高速钢管贝雷梁膺架立面布置示意图948.10947.896947.89648钢管剪刀撑钢管贝雷梁膺架条形扩大基础平面示意图8#墩7#墩构件组装平台条形扩大基础构件组装平台银武高速5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.2钢管柱+贝雷片膺架的钢管柱设计与施工（1）根据计算钢管柱选φ500×8mm钢管，为了增加其稳定性，钢管柱之间的连接采用[10号槽钢连接，钢管柱顶分配梁为2根40b工字钢。（2）根据现场地形情况，设计每排钢管柱的长度，根据长度决定分节加工（各节间采用法兰连接）或整节加工，本工程钢管柱长度最大为12m，根据已有材料情况采用了整节加工。（3）钢管顶2根40b的工字钢分配梁之间采用点焊，焊点间距50cm。（4）单排钢管柱组拼结构方式如下图：单排钢钢管柱组拼结构示意图（5）单排钢管柱沿线路方向的稳定措施：福银高速公路上的3排及路外的各1排钢管柱顶部纵向设3道通长φ16连接钢筋，钢筋与钢管柱顶焊接，在公路外的钢管柱上设双向钢丝绳拉线固定。5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.3钢管柱+贝雷片膺架的承重梁设计与施工（1）承重梁布设承重梁为25片贝雷梁，设计基本跨度为9m+12m+15m×3+9m，每排贝雷梁之间用[10号槽钢相互连接，其中在下弦左右翼板位置各设1片，间距60cm；左右腹板下各设置5片，间距30cm，底板下设置5片，间距90cm，左右翼板外侧各设3片贝雷梁，间距50cm（龙门吊行走之用），雨水孔位置左右各设置1片，间距45cm。（2）贝雷梁间的连接及安装a.贝雷片每2片为1组，用[10号槽钢连接成9m或15m的贝雷梁，如图：（平断面图）Ⅲ-Ⅲ断面【10连接槽钢,并焊接贝雷片上弦Ⅰ-Ⅰ断面普通螺栓将贝雷梁和【10槽钢连接贝雷片下弦【10连接槽钢,并焊接贝雷片上弦Ⅱ-Ⅱ断面普通螺栓将贝雷梁和【10槽钢连接贝雷片下弦普通螺栓将贝雷梁和【10槽钢连接【10连接槽钢贝雷片上弦贝雷片下弦螺栓连接腹板及翼板位置贝雷片连接平面图【10连接槽钢ⅢⅢ螺栓连接ⅠⅠⅡⅡ贝雷片贝雷片贝雷片[10槽钢[10槽钢中铁一局集团工程有限公司底板位置贝雷片连接平面图b.用20吨汽车吊提升连接好的贝雷梁，将贝雷梁安放在钢管柱分配梁上的设计位置。c.在分配梁上的各组贝雷梁间同样用[10号槽钢进行十字连接。d.施工时与公路交管部门联系，封闭半幅公路进行吊装作业，半幅吊装施工完后封闭另外半幅公路，完成公路范围内贝雷梁的架设。5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.3钢管柱+贝雷片膺架的承重梁设计与施工(3)钢管柱+贝雷梁膺架横断面示意图、平面示意图如下贝雷梁及钢管柱与线路正交立面图(断面垂直于线路中线)5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.3钢管柱+贝雷片膺架的承重梁设计与施工(3)钢管柱+贝雷梁膺架横断面示意图、平面示意图如下：钢管贝雷梁支架平面布置示意图8#墩7#墩构件组装平台构件放置场地5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.4钢管柱+贝雷片膺架的落架装置设计（1）落架装置为钢楔块，图示如下：（2）对成品的钢楔块进行抽样压力试验检验（依据计算书对其承受压力的要求判定其是否合格），检验合格后方可使用。5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.5钢管柱+贝雷片膺架现场照片钢管柱-贝雷片膺架全景照5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.5钢管柱+贝雷片膺架现场照片公路外侧钢管柱混凝土基础公路上钢管柱混凝土基础5钢管柱+贝雷片膺架设计与施工5.5钢管柱+贝雷片膺架现场照片施工中的钢管柱-贝雷梁支架680m钢-混凝土组合桁梁的线形控制技术6.1该桥梁线形控制的目的（1）保证成桥后桥梁的线形满足设计线形的要求。（2）保证成桥后各构件的施工质量满足设计要求。6.2膺架的加载预压鹰架搭设完成按设计及有关要求进行预压。膺架预压加载材料为预制砼立方块，按照梁体截面形式模拟实际荷载分布进行预压砼块布置加载，加载重量为梁体重量的1.2倍。采用分级均匀加载，按三级进行，即50%、100%和120%的加载总重，每级加载后15分钟，3小时后分别测设膺架和地基的沉降量。加载全部完成后，再次测设膺架和地基的沉降量，若沉降不明显或趋于稳定可卸载。卸载应分级进行，即120%-100%-50%-0%，每级卸载后均静载1小时后分别测设膺架和地基的恢复量。做好数据的记录工作。680m钢-混凝土组合桁梁的线形控制技术6.2膺架的加载预压680m钢-混凝土组合桁梁的线形控制技术6.2膺架的加载预压膺架加载预压现场照片（侧面）680m钢-混凝土组合桁梁的线形控制技术6.3膺架的变形观测（1）本膺架变形监控为一般性变形监控，主要监控膺架的地基沉降和膺架本身的变形情况，为调整梁底线形供依据。（2）膺架地基沉降的监控①基本点设置在梁的外侧约15m处分别设2个基本点（点的埋设要符合有关规定）；②观测点布设在每条砼基础顶部分左、中、右布设3个观测点；③观测点测量膺架搭设完成即开始对观测点进行观测测量，根据沉降量确定观测频次。④测量工具精密水准仪。⑤沉降量评估根据观测数据绘出“时间”与“沉降量”曲线，找出沉降的变化量，确定观测频次和梁底标高预留量结果。本工程观测频次：第1个月，每3天1次；第2个月以后，每7天1次；梁底标高预留量：根据实际的沉降的变化量和梁体浇筑的工期，在底模安装时预加高5mm。(3)膺架变形的监控1)膺架预压变形的数据统计整理及结果分析（详见下节）2)梁体砼浇筑过程膺架变形的监控①观测点布设在膺架变形较大处设置测点，即在膺架梁的跨中分别设2个测点；②测量的方法方法一：在测点的下方地面上设相对应固定测点，用测绳测距以判定膺架梁的变形量。方法二：变形测定仪③变形量评估根据变形量数据及时掌握膺架梁变形是否在允许范围内，有效监控膺架的安全使用。结果为：本工程膺架变形在设计范围，同时钢筋混凝土梁底的变形也在设计范围。680m钢-混凝土组合桁梁的线形控制技术6.4膺架的预拱度设置按照设计施工图纸给定的跨中最大预拱度值（δ=66mm），以二次抛物线设置上拱的要求，结合预压观测的膺架梁弹性变形值大小，综合考虑膺架梁的不同跨度，确定各相应断面的不同底模标高，设置最终的施工预拱度，确保成桥后梁底线形符合设计要求。6.5膺架的线形控制数据统计整理及结果分析（1）膺架预压沉降测点布置（2）膺架预压沉降数据整理结果（3）膺架预拱度设置结果153680m钢-混凝土组合桁梁的线形控制技术膺架顶面预压沉降观测点位布置平面图680m钢-混凝土组合桁梁的线形控制技术膺架预压测量结果整理（单位m）跨度尺寸点位预压前预压完成后平均值卸载完后平均值非弹性变形弹性变形备注X区C-0#955.4451955.4350955.43500.0101钢管柱顶B-0#955.4462