港珠澳大桥浅水区非通航孔桥钢-混组合梁施工技术

桥梁建设!!#$年第%$卷第!期!总第!&’期()*+,-./012)342*/0#5/67%$#8/7!#!#$!9/2:66;8/7!&’文章编号!#&%’!!!!#$!#&$港珠澳大桥浅水区非通航孔桥钢\混组合梁施工技术朴!泷#!周高明!!吴小兵!!胡!勇&!李军平!!#7港珠澳大桥管理局广东珠海=#Y#=$!7中铁宝桥集团有限公司陕西宝鸡’!#$$&7中铁大桥局集团有限公司湖北武汉%&=#摘!要!港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用@=A钢混组合连续梁桥形式!组合梁由混凝土桥面板及钢主梁通过集束式剪力钉连接而成$混凝土桥面板在预制场内一次性浇筑完成%钢主梁整孔制作分为板单元制造)分段制造)总拼&个阶段!总拼后!利用环氧砂浆将钢主梁与混凝土桥面板粘接在一起!由&2’天一号(运架一体船整孔运输和架设$在该桥组合梁施工中!采取了以下新技术,钢主梁底板单元纵向对接焊缝采用预设反变形胎架以单面焊双面成型的工艺焊接%横隔板及底板单元整体制造采用自动化焊接机器人焊接%钢主梁总拼时腹板对接焊缝采用轨道式数字化焊接机器人进行立位焊接!腹板与底板熔透焊缝采用无盲区焊接小车焊接$关键词!跨海大桥%连续梁桥%组合梁%钢箱梁%混凝土桥面预制板%板单元组焊%总拼装%桥梁施工中图分类号!B%%@7!#$B%%=7%’文献标志码!C!#$%&’(%)#*+(,#)-’+$.&0%++J5#3!#(&+%+!#%)#’’$!ON$)%+2)&3+&.R#IR5)15?J+0N5#6&)31+.M#1@#1IS,’,5)I45(5’6&)31++&0,5JJ8=5%+&&+5;42!7’(##8921,-7$=&’(!#51&-7$6&’(!#91?7’(&#!@#’$%&’(!!#7b/0,d/0,SaD3D:*SG:4:3()*+,-C32D/)*2;#aD3D:*=#Y#=#.D*0:$!7.D*0:E:*6F:;(:/H*()*+,-J)/3K./7#L2+7#(:/H*’!#$#.D*0:$&7.D*0:E:*6F:;G:H/)()*+,-I0,*0--)*0,J)/3K./7#L2+7#M3D:0%&=#.D*0:?$%&5(%%9D-0/0S0:R*,:N6-N)*+,-/O2D-b/0,d/0,SaD3D:*SG:4:3()*+,-/R-)2D-1D:66/FF:2-):)-:*1:@=SA1K:012--6:0+4/04)-2-4/02*03/314/AK/1*2-,*)+-)N)*+,-79D-4/AK/1*2-,*)+-)/O2D-N)*+,-*14/AK)*1-+/O2D-4/04)-2-+-4U16:N1:0+12--6A:*0,*)+-)2D:2F-)-4/00-42S-+N;2D-46312-)-+1D-:)123+179D-+-4U16:N1F-)-4:12*0/0-2*A-*02D-K)-4:12*0,;:)+:0+2D-A:*0,*)+-)F:1A:03O:423)-+:0+:11-AN6-+*0-:4DO3661K:0*0&12:,-1/O2D-K6:2-30*2A:03O:4S23)*0,#1-,A-02A:03O:423)*0,:0+,-0-):6:11-AN6*0,7CO2-)2D-,-0-):6:11-AN6*0,/O2D-A:*0,*)+-)F:14/AK6-2-+#2D-+-4U16:N1:0+2D-,*)+-)F-)-N/0+-+#31*0,2D--K/V;A/)2:):0+F-)-2):01K/)2-+2/:0+-)-42-+:22D-N)*+,-1*2-*0-:4DO3661K:0N;2D-&29*:0;*5-11-67T02D-FD/6-4/012)342*/0/O2D-4/AK/1*2-,*)+-)/O2D-N)*+,-#2D-O/66/F*0,0-F2-4D0*X3-1F-)-31-+#*7-72D-6/0,*23+*0:6N322H/*021/O2D-N/22/AK6:2-30*21/O2D-A:*0,*)+-)F-)-F-6+-+#31*0,2D-K)-1-24/302-)S4:AN-)H*,1:0+2D-F/)UA:01D*K/O/0-S1*+-F-6+*0,:0+2F/S1*+-1D:K*0,7W/)2D-*02-,):6A:03O:423)*0,/O2D-+*:KD):,A:0+N/22/AK6:2-30*21#2D-F-6+*0,F:14:))*-+/32#3S1*0,2D-:32/A:2*4F-6+*0,)/N/217C22D-2*A-/O2D-,-0-):6:11-AN6*0,/O2D-A:*0,*)+-)#2D-N322H/*021/O2D-F-N1/O2D-,*)+-)F-)-R-)2*4:66;F-6+-+#31*0,2D-):*6SA/302-++*,*2:6F-6+*0,收稿日期!!#=###!作者简介!朴!泷#工程师#ISA:*6%K6!DQAN/74/A)研究方向%公路桥梁施工管理)&#桥梁建设!()*+,-./012)342*/0!#$#%$!!)/N/21:0+2D-K-0-2):2*/0H/*021/O2D-F-N1:0+N/22/AK6:2-1F-)-F-6+-+#31*0,2D-N6*0+S:)-:SO)--F-6+*0,2)/66-;17@+A8&3$%1-:S4)/11*0,N)*+,-$4/02*03/31,*)+-)N)*+,-$4/AK/1*2-,*)+-)$12--6N/V,*)+S-)$K)-4:124/04)-2-+-4U16:N$K6:2-30*2F-6+*0,$,-0-):6:11-AN6*0,$N)*+,-4/012)342*/0B!工程概况港珠澳大桥.(=标主线桥梁工程包括九洲航道桥及浅水区非通航孔桥*#+)浅水区非通航孔桥采用跨径@=A等高连续组合梁结构#九洲航道桥以东布置=&孔#以西布置##孔#=或$孔一联#总长=%%A)组合梁整墩分幅布置#桥面总宽&&7#A#单幅桥面宽#$7&A#两幅中心距#$7@A)组合梁采用单箱单室等高连续梁#截面中心处梁高%7&A#设置!7=Z桥面横坡*!+!图#)组合梁采用桁架式横隔板#相邻!道横隔板之间设置#道腹板加劲肋)组合梁由钢主梁和混凝土桥面板结合而成#以集束式剪力钉为抗剪连接件*&S%+,环氧砂浆为填充料)图B!组合梁标准横断面C)1DB*AN)(5J!&$$0+(%)#.!ON$)%+2)&3+&钢主梁采用开口倒梯形截面形式#由上翼缘板,小纵梁,腹板,腹板加劲肋,底板,底板加劲肋,横隔板,横隔板加劲肋等组成)钢主梁在梁中心线处高&7’@A#顶宽Y7&A#底宽$7’A)每孔钢主梁由Y&#个节段组成#节段最大吊装重量约Y&2#整孔钢主梁最重约=2)钢主梁桁架杆件材质为c&%=.#其余为c&%=X^$剪力钉材质为GL#=)混凝土桥面板采用横向整块,顺桥向分块预制!横向宽#=7@A#纵向板块长度分%7#=#%7#&7A&种#单块最大重量为’$7’2#在剪力钉处设置预留槽#后浇筑混凝土#在混凝土桥面板底和钢梁顶采用环氧砂浆粘接)桥面板纵向按普通钢筋混凝土结构设计#所用钢筋由厂家进行环氧涂层预处理#在墩顶负弯矩区布置纵向预应力钢绞线)桥面板横向按C类预应力钢筋混凝土设计#横向预应力钢绞线通长布置)混凝土桥面预制板采用.$高性能混凝土#现浇部分采用.$微膨胀混凝土)F!总体施工方案组合梁结构较为复杂#焊缝密集#为控制焊接变形#保证产品质量#加快制造进度#依据’大型化,工厂化,装配化,标准化(的施工理念#确定采用’钢板预处理钢结构板单元工厂化制造钢主梁小节段制造钢主梁大节段制造钢主梁预拼装组合施工桥位连接(的组合梁整体施工流程)混凝土桥面板在中山总拼基地完成预制及存放)钢主梁零部件及板单元制作分别由分包单位在南通基地及扬州基地完成#运至中山总拼基地完成整孔钢主梁节段制作)在桥位处逐孔完成钢主梁节段环缝焊接#形成连续结构)G!钢\混组合梁施工技术G7B!混凝土桥面板预制混凝土桥面板预制!图!以’工厂化,装配化,标准化(为原则#主要施工过程为%#桥面板钢筋骨架在胎架上整体绑扎成型$$运输钢筋骨架至预制车间#吊装钢筋骨架入模#安装端模,侧模$%模板工程验收合格后#浇筑混凝土$(待混凝土强度达到设计强度的@Z以上#转运桥面板至存板区$)待混凝土强度及龄期达到设计要求后#完成预应力张拉,孔道压浆)G7B7B!环氧钢筋保护环氧钢筋采用高强尼龙绳多点吊装方式转运)封闭钢筋原材存放的厂房#并设分隔仓#每个分隔仓内存放同一规格钢筋)钢筋层间采用方木隔离$钢筋与地面间设置混凝土条形隔离层#钢筋与混凝土接触面设橡胶垫层$成品钢筋和地面间用木条抄垫)在钢筋骨架入模后以及混凝土拆模后#检查钢筋环氧涂层#发现破损#则设专人修补破损涂层)G7B7F!质量控制技术为保证桥面板混凝土施工质量#施工中采取了以下措施%!#预制板混凝土一次浇筑成型)浇筑时沿横桥向连续布料#在与钢主梁腹板及小纵梁结合处#应摊铺平整#并在完全振捣后继续布料)%#港珠澳大桥浅水区非通航孔桥钢混组合梁施工技术!!朴!泷#周高明#吴小兵#胡!勇#李军平图F!混凝土桥面板预制过程C)1DFU&(+$$.U&+(5$%)#1.!#(&+%+W+(P0J5?$!!!!混凝土振捣时#采用插入式振捣器,全断面振捣方案#振捣点为梅花形#均匀布置)!&混凝土表面整平,收浆后#采用土工布包裹桥面板混凝土及台座模板#以防止表面水分蒸发而产生收缩裂纹)!%混凝土桥面板达到吊装要求后#将桥面板吊至存板台座)对未达到标养天数!#%+的桥面板#需覆盖土工布#并采用淋喷洒水方式继续养护#以确保混凝土表面始终处于湿润状态)!=待混凝土强度达到设计强度的@Z以上时#将桥面板吊离预制台座#拆除承重底板的模板)侧模拆除时#不能损伤混凝土表面及棱角)为保证混凝土桥面板与钢主梁顺利组合#需保证剪力槽位置,预埋件位置及钢筋间距准确#采取了以下措施%!#预制板桁架式底模,侧模均采用钢模)模板安装后#模板拼缝偏差为!AA#模板表面平整度达#AA#预埋孔道中心偏差=AA)!!钢筋骨架就位前#在底模上标出中心线和板端线!便于钢筋骨架精确就位$并在底模上画出剪力槽尺寸,位置#经测量复核后#安装剪力槽模板)!&剪力钉槽口模板采用上,下钢框架与快易收口网相结合的结构形式!下框架与底模焊接在一起#上框架通过上,下连接螺杆与下框架连接#可方便调节模板标高和平面位置#从而保证剪力钉位置预留的精确性)!%钢筋骨架整体绑扎成型时#精确控制钢筋纵,横向平面位置#保证钢筋间距要求)对于受力钢筋#验收时每个钢筋构件抽查!个断面#采用卷尺检查钢筋间距#允许误差为=AA)G7F!钢主梁制造钢主梁整孔制作过程分&个阶段%板单元制造,分段制造,整孔钢主梁总拼)总拼后#将钢主梁移至喷涂车间喷砂除锈,涂装#再横移至组合台座上待与预制混凝土桥面板结合)在钢主梁施工中#采取了腹板立位轨道式焊接机器人,无盲区自动小车焊接,无码组焊等新技术)G7F7B!板单元制造!#底板单元)在底板单元制造中#采取以下技术措施%#自动除锈)板肋焊接前#采用全自动化除锈设备对底板板块除锈#提高了除锈质量)$机械化组装)板肋与底板采用机械化设备组装#一次可完成=条板肋的精确组装定位)定位后板肋的直线度及与底板的垂直度误差能控制在#AA内#压紧后板肋与底板的组装间隙能控制在#AA内#提高了组装精度)%板肋自动焊接)底板单元为板肋单元#板肋焊缝形式为双面角焊缝)为利于控制焊接应力的对称分布*=+#采用门式多电极平位反变形自动对称焊接方案)同时#配备机械式焊缝跟踪传感系统#实现了对焊缝根部位置的自动对位和智能化跟踪#提高了焊接的精确度和可靠性)(’二拼一(底板单元无码对接)为减少占用总拼胎架时间#底板在’二拼一(胎架上两两组焊,接宽成底板单元吊装块!图&)底板焊接均采用单面焊,双面成型工艺#在胎架上预设反变形,采用压重等措施控制焊接变形#焊后基本达