大跨度钢混叠合梁相关技术分析

孙长杰

（中交一公局集团有限公司，北京100024）

1 引言

相比于原有的钢筋混凝土与钢结构梁建筑桥梁来说，新型钢混叠合梁拥有造价低、施工方便、刚度大与节约钢材的特点，同时也拥有较好的抗震性能，在西方发达国家已经得到了广泛的使用，在我国新建桥梁中也有所体现。从新兴技术到逐步成熟，钢混叠合梁技术结构逐步成型，钢混叠合梁结构最大特点在于其负弯矩区拥有较为特殊性能，能够在相对小的成本下进行更高能力的承载，因此，十分适合目前我国的桥梁建设。

2 钢混叠合梁桥的基本概念

钢混叠合梁是将钢结构与钢筋混凝土结构进行结合研发的新型技术结构，其将混凝土板与钢筋以连接件的形式连成整体，并共同受力。混凝土与钢板材料之间以摩擦力、咬合力、黏结力等互相作用或是连接件的方式结合成整体，这种整体结构属于组合构建，在G25 德清至G60 桐乡高速联络线湖州段工程中主要使用2 种结构，即钢筋混凝土墩与钢梁结合、钢筋混凝土梁与钢梁结合2 种，并以箱型及工字型2 种结构为主要结构。

在此次施工过程中，由于不同部位的工艺需求不同，使用了2 种受力组合的结构方式，即2 次受力组合结构与1 次受力组合结构，主要区别为：在2 次受力结构施工过程中，梁底部不需要进行支撑处理，当混凝土被浇灌到需要强度后，基于已经受力的结构让2 次浇筑的截面进行更多的负载承受；1 次受力结构施工过程中，梁底部进行相对可靠地支撑体支撑，当混凝土被浇灌到需要强度时，将下方的支撑体进行撤出，由浇灌后的混凝土层进行负载，这种形式与2 次受力组合结构区别在于载荷需要整体结构来承担。

3 钢混叠合梁桥的主要特点

钢混叠合梁桥能更高效率地发挥混凝土材料与钢材的物理性质，能将2 种材料集合为整体，主要特点有以下几点：

1）以受力性能的角度来看，钢叠合梁的物理整体性与结构刚度比以往结构更有优势，不需要设置受拉区的预应力钢束，使得施工过程中能够拥有相对更高的抗裂性。同时，当混凝土的整体组合构件2 次受力使用后，支座截面拥有相对更低的负弯矩，这就可以减少钢筋的使用。

2）以造价成本的角度来看，钢混叠合梁技术结构可以降低成本，与完全钢筋桥梁相比，能够减少更多的钢材，同时也可以减少混凝土的使用，一般来说能减少30%~40%，并且可以缩短约1/4 施工工期。

3）以制造工艺的角度来看，钢混叠合梁的桥面与钢梁主要由工厂进行统一生产，拥有相对更高的机械化生产形式，能够更好地控制质量，使得工程效率更高，在钢混叠合梁使用过程中，预制混凝土结构能够被混凝土模板所替代使用，因此，可以降低支撑成本与模板成本。

4）以施工的角度来看，钢混凝土叠合梁结构能够方便地进行运输与预制构件的吊装工作，相比于单一材料构建来说，能够拥有更高的适用性与灵活性。同时钢混叠合梁，能够通过分段的方式进行施工，能够多段共同施工来增加施工速度，相比于单一材料结构来说，钢混叠合梁更容易进行焊接。

当然钢混叠合梁并不是完美的，也拥有一定的缺点，主要有：（1）混凝土与钢板之间的连接容易断裂，并且存在较为明显的滑移特点；（2）混凝土的纵向抗剪翼板能力较弱，如果工程时间较长，很容易出现纵向程度的滑移现象，使得工程量增加；（3）钢混叠合梁在进行施工过程中，很容易出现受拉程度较高的裂缝。

虽然钢混叠合梁桥拥有这些缺点，但是优点更为明显，因此，在我国新型桥梁设计中，应更多地采用钢混叠合梁的技术。本文以G25 德清至G60 桐乡高速联络线湖州段工程为例，分析大跨度钢混叠合梁相关技术。

4 案例分析

G25 德清至G60 桐乡高速联络线湖州段工程第LTJ02 标段，起讫桩号为LK12+997～LK24+667 段，路线长度11.674km，主要结构物为：路基（包括第LTJ01 标段范围内LK3+770～LK4+085 段路线长度为315m 范围内的路堑土石方开挖及运输、路基边坡防护、路基防排水工作）、京杭运河桥、新市西互通、新市高架桥、新市枢纽互通（含练杭高速拓宽及练市服务区改扩建土建工程）等。本项目共计钢混叠合梁3 处，分别为新市枢纽B 匝道1 号桥19~21 号墩、D 匝道2 号桥14~16 号墩、G 匝道1 号桥12~13 墩，共计659.7t，具体如下：

新市枢纽B 匝道1 号桥19-21 号墩采用2×35m 叠合梁，上跨申嘉湖杭高速，桥宽10m，单跨共计钢箱梁2 片，中间采用横梁进行连接；上部为C50 现浇桥面板，行车道内、外侧设0.5m 宽防撞护栏；其中20#桥墩位于申嘉湖杭高速中央分隔带，采用桩柱式墩，墩梁固结，设计有2 根Φ1.5m 的钻孔桩基础, 2 根Φ1.4m 墩柱，净空6.227m。

新市枢纽D 匝道2 号桥14~16 号墩采用2×35m 叠合梁，上跨申嘉湖杭高速，桥宽10m，单跨共计钢箱梁2 片，中间采用横梁进行连接；上部为C50 现浇桥面板，行车道内、外侧设0.5m宽防撞护栏；其中15#桥墩位于申嘉湖杭高速中央分隔带，设计有2 根Φ1.5m 的钻孔桩基础，2 根Φ1.4m 墩柱，净空6.185m。

新市枢纽G 匝道1 号桥12~13 号墩采用1×40m 叠合梁，上跨新市枢纽Y 匝道路基（已填筑完成），桥宽8.5m，单跨共计钢箱梁2 片，中间采用横梁进行连接；上部为C50 现浇桥面板，行车道内、外侧设0.5m 宽防撞护栏；下部结构为桩柱式，设计有2 根Φ1.3m 的钻孔桩基础,2 根Φ1.3m 墩柱，净空5.749m。

5 钢混叠合梁技术工艺技术分析

本项目叠合梁除钢箱梁间横梁外其余构件均在工厂加工，加工完成后的钢箱梁采用双台汽车吊进行现场整体吊装；待钢箱梁吊装及横梁焊接完成后，进行桥面板现浇施工。

钢混叠合梁施工工艺流程：现场勘查—测量—临时支撑安装—临时支撑报检—吊装准备—钢箱梁运输—钢箱梁安装—桥面及防护兜底一体化支架搭设—桥面及防护兜底一体化支架拆除[1]。

在本项目中，进行钢箱梁的使用，其安装与定位主要由以下方式进行：当钢箱梁运输至指定位置后，汽车吊即可起吊钢箱梁，其主要吊梁工艺为：

1）安装钢箱梁吊装采用专用吊耳、卸扣及起吊绳索，汽车吊下放吊钩至钢箱梁吊耳顶面，人工将钢丝绳吊挂在卸扣及吊钩上，使梁段能平衡起吊。

2）满足要求后将钢箱梁吊起离开运梁车约30cm 高，稳载一段时间，在此过程对吊装的安全性进行全面的检查，发现问题及时整改，若不满足后续吊装工序施工时将钢箱梁放回到运梁车上。

3）汽车吊起吊钢箱梁一定高度后，运梁车及时撤离，保证安全。钢箱梁节段继续提升至要求高度。然后根据汽车吊站位，通过调整大臂俯仰角度、收放汽车吊缆绳将钢箱梁移到墩顶上方，同时利用钢箱梁底限位板辅助以调节平面位置，满足要求后将梁段缓慢地下放，并通过临时支座（临时支座采用[16#槽钢扣接成口子型，材质Q235，每个梁段设4 个搁置点）及支垫不同厚度的钢板完成梁段吊装与定位。

4）钢箱梁梁段安装定位完成后，立即进行墩梁固结施工。跨高速区域钢箱梁吊装时，由于后一节段以已完成焊接定位的前一节段为支撑，故后一节段吊装完成后，立即将前后节段的顶板全部焊接、腹板及底板焊接一半（底板增设3 道1m 长码板）。

5）待墩梁固结及前后节段的焊接完成后，进行位置和安全性的检查，满足要求后汽车吊松钩，撤离施工区域；最后进行钢箱梁底板及腹板、钢箱梁间横梁焊接。