組合梁組合施工工藝課件

1、港珠澳大橋橋梁工程CB05標(biāo)鋼-混組合梁施工1目目錄錄總體概況總體概況2組合梁組合界面材料組合梁組合界面材料3組合梁預(yù)制場內(nèi)組合施工組合梁預(yù)制場內(nèi)組合施工4組合梁架設(shè)、體系轉(zhuǎn)換組合梁架設(shè)、體系轉(zhuǎn)換6總總 結(jié)結(jié)橋面板、鋼槽梁制造橋面板、鋼槽梁制造51 11. 總體概況鋼-混凝土組合梁橋是指將鋼梁與混凝土橋面板通過抗剪連接件連接成整體并考慮共同受力的橋梁結(jié)構(gòu)形式。相對于不按組合梁設(shè)計的純鋼梁，組合梁橋可以采用截面較小的鋼梁。而組合梁的截面慣性矩較鋼梁明顯增大，有利于減少結(jié)構(gòu)在活載作用下的撓度。通過抗剪連接件的連接作用，混凝土橋面板對鋼梁受壓翼緣起到約束作用，從而增強了上緣翼緣板的穩(wěn)定性，有利于材料

2、強度的充分發(fā)揮。組合梁橋相對于混凝土橋，其上部結(jié)構(gòu)高度較低、自重減輕、地震作用減小，相應(yīng)使得結(jié)構(gòu)的延性提高、基礎(chǔ)造價降低。同時，組合梁橋便于工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝質(zhì)量高，施工費用低。國外的研究和統(tǒng)計表明，對于跨度超過18m的橋梁，組合梁橋在綜合效益上具有一定優(yōu)勢。例如，法國統(tǒng)計資料表明，當(dāng)跨度為30110m，特別是6080m范圍內(nèi)，鋼-混凝土組合梁橋的單位造價比混凝土橋低18%。近年來，我國在理論和方法上對組合結(jié)構(gòu)橋梁進行了深入的研究，也完成了一批組合梁橋的設(shè)計和施工。但是國內(nèi)組合梁的研究理論、研究方法、專用規(guī)范還不完善，還需要更多的設(shè)計、施工經(jīng)驗和理論研究做補充。港珠澳大橋淺水區(qū)標(biāo)段大量采用組

3、合梁，對組合梁橋的設(shè)計理論、施工方法進行了創(chuàng)新和發(fā)展，對該工程進行設(shè)計理論和施工方案的總結(jié)，對于國內(nèi)同類工程可以提供借鑒，同時可以為理論研究和規(guī)范編制提供依據(jù)。港珠澳大橋CB05標(biāo)段范圍：K29+237K29+237K35+890K35+890；全長6.653km；主要由非通航孔橋、九洲航道橋、珠澳口岸連接橋、島上互通立交及收費站暗橋組成。其中非通航孔橋、九洲航道橋主梁采用“開口鋼主梁+預(yù)制混凝土橋面板”的組合結(jié)構(gòu)，全橋孔跨布置為：585m+8（685）m+685m+585m。非通航孔橋共計11聯(lián)，128個單幅孔；九洲航道橋組合梁共分為20個大節(jié)段。非通航孔橋橋面總寬33.1m，橋梁中心線處梁

4、縫寬0.5m。單幅橋?qū)?6.3m，截面中心線處梁高4.3m，橋面橫坡2.5。橫斷面布置圖（單位：cm）非通航孔橋：非通航孔橋：主梁采用整墩分幅鋼主梁采用整墩分幅鋼- -混組合梁，混組合梁，全橋共全橋共6464跨跨1111聯(lián)聯(lián) 組合梁共組合梁共128128片，每片重約片，每片重約2000t2000t。橋面板共橋面板共25162516塊，單片最重約塊，單片最重約76t76t。九洲航道橋主梁截面高度4.485m，單幅寬15.55m。橫斷面布置圖（單位：cm）2. 橋面板、鋼槽梁制造組合梁橋面板存放組合梁橋面板存放橋面板預(yù)制環(huán)氧鋼筋工廠內(nèi)綁扎環(huán)氧鋼筋工廠內(nèi)綁扎高壓水鑿毛技術(shù)高壓水鑿毛技術(shù)橋面板澆筑混凝

5、土橋面板澆筑混凝土鋼槽梁板單元機械化、自動化生產(chǎn)無損傷制造鋼槽梁整孔拼接鋼槽梁自動化焊接鋼槽梁制造鋼槽梁板單元制造鋼槽梁廠內(nèi)組拼鋼槽梁組拼鋼槽梁組拼鋼槽梁噴涂鋼槽梁噴涂鋼槽梁線形監(jiān)控鋼槽梁線形監(jiān)控鋼槽梁整孔運輸鋼槽梁整孔運輸1 13. 組合梁組合界面材料 鋼-混組合梁主要通過預(yù)制混凝土橋面板剪力槽內(nèi)混凝土剪力槽內(nèi)混凝土與鋼主梁集集束式剪力釘束式剪力釘相互作用組合成整體。界面材料：1、微膨脹混凝土（補償混凝土），主要用于剪力槽、濕接縫現(xiàn)澆混凝土；2、環(huán)氧砂漿，主要填充橋面板實體段與鋼主梁上翼緣空隙；3、防腐橡膠條，保證以上兩種材料的施工。橋面板組合示意圖橡膠條橡膠條 預(yù)制混凝土橋面板通過集束式剪

6、力釘與鋼主梁組合。鋼主梁與混凝土橋面板底板間設(shè)20mm厚環(huán)氧砂漿結(jié)構(gòu)層，砂漿采用5530mm橡膠條封堵。環(huán)氧砂漿C60微膨脹混凝土本橋設(shè)計使用壽命120年。組合梁組合用界面材料除有足夠的粘結(jié)力、密實度外，還需有足夠的耐久性。為合理選擇填充材料，滿足、保障填充料與橋面板間的密實性，我部先后采用普通砂漿、灌漿料、環(huán)氧砂漿以及JN-建筑結(jié)構(gòu)膠進行試驗，并取芯觀察，試驗結(jié)果證明環(huán)氧砂漿可達到設(shè)計各項性能要求。采用普通砂漿、灌漿料、環(huán)氧砂漿以及JN-建筑結(jié)構(gòu)膠進行試驗，并取芯。粘貼橡膠條、涂抹填充料粘貼橡膠條、涂抹填充料灌注灌漿料灌注灌漿料試塊吊裝試塊吊裝鉆孔取芯芯樣鉆孔取芯芯樣為保證橋面板與鋼梁間環(huán)氧

7、砂漿的密實性及120年使用壽命，橡膠條必須有足夠的壓縮性與抗腐蝕能力。通過實驗，選配橡膠條性能參數(shù)，橋面板組合時橡膠條壓縮15mm，壓縮量40%。橡膠條壓縮量實體試驗環(huán)氧砂漿檢驗報告環(huán)氧砂漿檢驗報告橡膠條檢驗報告橡膠條檢驗報告1 14. 組合梁預(yù)制場內(nèi)組合施工 鋼主梁組合臺座就位鋼主梁臺座上線性調(diào)整橋面板運輸至組合區(qū)在鋼主梁上標(biāo)示橋面板位置在鋼主梁翼緣粘貼橡膠條逐塊涂抹環(huán)氧砂漿橋面板逐塊精確就位安裝濕接縫鋼筋及預(yù)埋件安裝濕接縫模板澆筑剪力槽及濕接縫砼混凝土養(yǎng)護、拆模組合梁橫移至存梁臺座組合梁驗收、出海1、組合梁整拼完成，進行噴砂 除銹、涂裝；2、運梁臺車將鋼主梁運至組合臺座；3、同時橋面板已運

8、至組合臺座處；4、標(biāo)示橋面板在鋼 上位置；5、粘貼橡膠條；6、按照設(shè)計要求逐塊 涂抹環(huán)氧砂漿并 吊裝橋面板； 鋼鋼梁梁整整拼拼區(qū)區(qū)噴砂涂噴砂涂裝區(qū)裝區(qū) 鋼 主 梁 在 組 合 臺 座 上 由 四 斷 面 八 點 支 撐 ， 其 間 距 布 置 為24m+20m+24m。鋼主梁就位后，按第三方監(jiān)控指令調(diào)整預(yù)拱度。預(yù)拱度調(diào)整方法：通過起頂臺座4臺600T豎向千斤頂調(diào)整，線形滿足要求后，抄墊8個支撐點。6 3 51 7 6 52 0 0 01 9 3 54 6 52 4 0 02 4 0 0南側(cè)北側(cè)( 混凝土拌和站側(cè))活動墊塊活動墊塊活動墊塊活動墊塊組合支點布置圖組合支點布置圖 起頂組合梁施加預(yù)拱度

9、起頂組合梁施加預(yù)拱度組合支點抄墊組合支點抄墊 施工監(jiān)控指令單施工監(jiān)控指令單 1、鋼主梁在組合臺座上線性調(diào)整完成后；2、根據(jù)設(shè)計要求，從中間兩支撐處開始逐塊對稱吊裝；3、所有橋面板均吊裝完成后，預(yù)埋橋面板濕接縫處預(yù)埋件及 安裝濕接縫處模板。4、澆筑濕接縫及剪力槽內(nèi)混凝土；5、待混凝土達到設(shè)計要求后，張拉橫向剩余預(yù)應(yīng)力束（橋面板預(yù)制時已張 拉部分預(yù)應(yīng)力束）；6、張拉完畢后，封錨；7、每端預(yù)留3塊未組合橋面板，并且每端最后塊板疊加在倒數(shù)第二塊板上， 并固定。整體橫移組合梁至存放臺座。 密封橡膠條種類密封橡膠條種類：分為55mm35mm和30mm20mm兩種。橡膠條粘貼方法：橡膠條粘貼方法：環(huán)氧膠人工

10、粘貼。粘結(jié)膠固化時間：粘結(jié)膠固化時間：1-2h。 環(huán)氧砂漿施工要點：環(huán)氧砂漿施工要點：攪拌方式：攪拌方式：攪拌器人工拌合。攪拌器人工拌合。攪拌攪拌時間時間：3 35min5min。配合比：配合比：樹脂：固化劑：骨料樹脂：固化劑：骨料=2:1:18=2:1:18。固化時間：固化時間：表干表干3h3h，實干，實干24h24h。 安裝設(shè)計，使用120T龍門吊機和專用吊具拼裝橋面板并實現(xiàn)精確就位。 安裝控制要點：混凝土結(jié)合面質(zhì)量、橋面板平面位置控制、橋面板頂面高程控制。橋面板吊裝橋面板精確定位濕接縫模板采用吊模結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。面板采用=15mm竹膠板，木肋采用10cm5cm木方，吊桿采用16mm螺桿。模板在

11、鋼筋及預(yù)埋件安裝完畢后安裝?；炷劣芍猩交鼗炷凉S供應(yīng)，由混凝土運輸車運輸至施工現(xiàn)場，采用汽車泵泵送方式澆筑。 運輸車運輸混凝土?xí)r，途中以2-4r/min的慢速進行攪動，卸料前以常速再次攪拌。混凝土澆筑連續(xù)進行，一次成型，不設(shè)施工縫。混凝土的振搗采用50mm插入式振搗器振搗，各插點的間距均勻，且振搗到位。混凝土面收漿抹平：混凝土面收漿抹平： 先初步收漿找平，然后由人工用木抹子二次收漿。后一次主要是以搓毛為主，后一次收漿的時間應(yīng)根據(jù)混凝土表面情況而定，混凝土初凝前須完成收漿抹面工作。混凝土強度90%齡期不小于5d張拉條件覆蓋土工布灑水保濕養(yǎng)護模板拆除完畢后，使用環(huán)氧砂漿填補吊點孔。填補前清除

12、孔內(nèi)PVC管，再填補環(huán)氧砂漿，并將頂面抹平。濕接縫澆筑完畢后，且現(xiàn)澆砼強度達到80%以上時， 將組合梁橫移至存梁區(qū)存放。1 15. 組合梁架設(shè)、體系轉(zhuǎn)換組合梁海上架設(shè)組合梁海上架設(shè)組合梁架設(shè)組合梁運輸組合梁運輸組合梁出海組合梁出海組合梁海上運輸組合梁海上運輸組合梁場內(nèi)移運組合梁場內(nèi)移運組合梁橋位架設(shè)組合梁橋位架設(shè)1 1，回頂，張拉N+4號墩頂橋面板剩余橫向預(yù)應(yīng)力束。按照同樣步驟對稱同時頂落N+3、N+5墩頂組合梁；再頂升N+2、N+6墩頂組合梁。1 1。澆筑最外2端濕接縫混凝土。1 1 控制測量平面位置采用多臺GNSS進行靜態(tài)觀測，高程采用高精度測距三角高程的測量方法進行加密。加密控制點設(shè)于每

13、個墩墩頂。按港珠澳大橋二級加密控制網(wǎng)（工程四等）的測量精度要求和觀測方法進行測量和數(shù)據(jù)處理；加密高程點按工程四等采用精密三角高程測量方法進行測量。加密控制點優(yōu)先使用全站儀測放，當(dāng)施工條件有限時，采用全球定位系統(tǒng)（GPS）測放。 組合梁架設(shè)控制A、組合梁架設(shè)前，在組合梁兩端部測設(shè)組合梁縱向中心線及支座橫向中心線位置，并做出醒目標(biāo)記。B、墩頂臨時支座安裝平面中心偏差宜控制在05mm之間。C、架梁前，必須對墩頂支座墊石及錨栓孔進行復(fù)測，不合者必須處理。D、吊船落梁后，應(yīng)及時測量偏位情況，要求組合梁初步定位后，縱、橫向偏差均不大于5cm。否則，要求再次提升組合梁，重新對位落梁。E、落梁前，支座頂面必須

14、預(yù)先調(diào)平，控制相鄰支座高程偏差不大于2mm，確保鋼梁底部均勻受力。 墩頂組合梁拼接縫對接焊接 A、梁端面旋轉(zhuǎn)： 根據(jù)設(shè)計圖紙，組合梁落梁后，放樣如下。 HMAX=20.4mmMAX=3.4mm 墩頂組合梁拼接縫對接焊接 B、余量配切量 梁段長度現(xiàn)場配切梁段長度現(xiàn)場配切劃梁段長度配切線劃梁段長度配切線 墩頂組合梁拼接縫對接焊接 C、現(xiàn)場焊接 鋼主梁腹板、底板、頂板均采用采用CO2氣體保護，施焊時嚴格控制焊接參數(shù)、線能量，保證焊縫內(nèi)部及外觀質(zhì)量。 焊接順序為：腹板底板頂板。 焊接施工在梁體箱室內(nèi)進行，施工時，將焊接位置橋面板頂面全范圍用雨布覆蓋，以達到防風(fēng)、防雨效果。頂?shù)装搴附邮疽鈭D頂?shù)装搴附邮疽?/p>

15、圖腹板焊接示意圖腹板焊接示意圖 墩頂組合梁拼接縫對接焊接 墩頂組合梁拼接縫對接焊接 D、現(xiàn)場涂裝 對鋼梁現(xiàn)場焊縫部位及焊縫兩側(cè)各20mm寬范圍，采用手工和機械工具除銹，達到設(shè)計及規(guī)范要求。然后用壓縮空氣清除頂面灰塵殘渣，實施與鋼梁同部位相同的涂裝方案。 鋼梁外側(cè)現(xiàn)場涂裝在特制平臺上進行，平臺采用型鋼桁架結(jié)構(gòu)。施工期間，平臺周圍全范圍用雨布包裹。 墩頂組合梁拼接縫對接焊接 D、現(xiàn)場涂裝 6 685m85m組合梁架設(shè)及體系轉(zhuǎn)換施工周期表組合梁架設(shè)及體系轉(zhuǎn)換施工周期表序號序號工程內(nèi)容工程內(nèi)容工作時間工作時間(d)(d)備備 注注11#6#梁架設(shè)12包括對接縫焊接2起頂N+4#墩頂處梁0.5 3現(xiàn)澆段

16、橋面板與鋼主梁組合1 4澆筑墩頂左右12m范圍內(nèi)接縫砼、養(yǎng)護7 5縱向預(yù)應(yīng)力束張拉、孔道壓漿2 6澆筑墩頂左右12m范圍處接縫砼、養(yǎng)護7 7橫向預(yù)應(yīng)力束張拉、孔道壓漿1.5 8落頂1 9同法對稱施工N+3、N+5#墩20 10同法對稱施工N+2、N+6#墩20 11澆筑N+1、N+7#墩頂現(xiàn)澆縫砼、養(yǎng)護7 12橫向預(yù)應(yīng)力束張拉、孔道壓漿2 13剩余側(cè)向后澆段施工3 14合 計84天安裝吊掛平臺，利用濕接縫內(nèi)預(yù)留吊點孔吊掛于翼緣板處。吊掛平臺的安裝、拆除均由20t汽車吊配合。1 16. 總 結(jié)組合梁施工關(guān)鍵技術(shù)：1、鋼槽梁板單元機械化、自動化生產(chǎn)技術(shù)：采用板肋專用組裝機、門式多電極焊接專機、橫隔

17、板焊接機器人等機械化、自動化設(shè)備生產(chǎn)加工板單元，對板單元質(zhì)量有更好的保證。2、總拼自動化焊接控制技術(shù):腹板立位對接數(shù)字化焊接機器人技術(shù);無盲區(qū)自動小車焊接技術(shù)，焊槍可旋轉(zhuǎn)270。3、無損傷制造技術(shù)：鋼槽梁總拼制造時，通過設(shè)置卡具、臨時工裝、頂推裝置等自約束與它約束相結(jié)合的措施，實現(xiàn)了鋼槽梁總拼場地真正意義上的“無馬”制造，從而避免了碼板對母材的損傷，提高了工作效率。組合梁施工關(guān)鍵技術(shù)：5、焊接數(shù)字化群控技術(shù)：需要采用手工半自動焊工藝時，采用焊接數(shù)字化群控技術(shù)，對焊接過程的電流、電壓及焊接速度有效控制。能實現(xiàn)對施焊電流、電壓、施焊速度等參數(shù)實現(xiàn)在線監(jiān)控，確保焊接質(zhì)量的可控性、可追溯性。4、鋼槽梁

18、整孔拼接技術(shù)：通過采用“板單元制作制造分段制作制造分段接長預(yù)拼裝”的施工方案，實現(xiàn)了鋼槽梁整孔制作技術(shù)。6、鋼槽梁組拼線形控制技術(shù)：根據(jù)鋼槽梁的制造線形設(shè)計制作鋼槽梁總拼胎架，在總拼胎架周邊設(shè)置“三縱一橫”的測量塔及測量水準(zhǔn)點，形成鋼槽梁線形控制測量網(wǎng)，確保鋼槽梁的制造線形。立體階梯推進式總拼,并制定相應(yīng)的焊接變形控制技術(shù)，減小鋼槽梁制造過程中焊接變形對線形的影響。8、組合梁海工C60混凝土橋面板的預(yù)制技術(shù)：橋面板采用環(huán)氧鋼筋，橋面板制造精度要求高(mm)： 板厚(0，+4); 板長、寬:4;板底平整度:1; 對角線高差:5；側(cè)向彎曲矢度：5。組合梁施工關(guān)鍵技術(shù)：9、鋼槽梁采用集束式剪力釘與橋面板組合技術(shù)：保證橡膠條120年使用要求及壓縮量達到40%；選擇環(huán)氧砂漿做鋼槽梁和橋面板之間填充材料，保障填充料與橋面板間的密實性。7、鋼槽梁整孔涂裝技術(shù)：鋼槽梁采取車間整孔噴砂、除銹，整孔一次性進行底、中間、面漆涂裝工藝大大加快