1、1钢混组合梁制作及安装施工方案总体思路一、概述泉州湾跨海大桥主桥为双塔分幅式组合梁斜拉桥，主梁采用分幅结构型式，分为左右幅两部分制造，单幅主梁为 PK 式流线形扁平组合梁，除索塔主梁外，两侧均设置风嘴。全桥钢砼组合梁梁共分A、B1 、B2 、 C、D、E、 F、G、H 、I、J、K、L1 、L2、M、N、O 计 17 种类型，166 个梁段。主梁标准断面图详见 1-1。图 1.1-1 主梁标准横断面图二、总体施工工艺及工艺流程2.1 总体施工工艺1）钢砼组合梁工厂化制作，运抵施工现场进行安装。组合梁制造与安装划分为四个阶段：即板单元制造、工厂梁段拼装、预拼浇注混凝土、桥位连接。2）钢砼组合梁制
2、造厂附近设置预制厂，生产预制板。为减少混凝土的收缩，预制板存放 6 月及以上，预制好的梁段要求保证两个月以上存放时间。3）根据原设计方案，各梁段接缝处预制板采用工地胶接方式连接，但因接缝处精密套管接头过多，其预制精度无法满足施工要求，本方案拟改为现浇缝。4）组合梁桥位安装拟分三大部分：支架区梁段安装、标准梁段安装、合龙梁段安装；支架区梁段包括索塔区梁段、辅助墩顶梁段、过渡墩顶梁段。方案中取消了边跨大节段梁的安装。5）支架区梁段利用大型浮吊安装，其它标准梁段、合龙梁段利用桥面吊机安装，2每个索塔一侧各布置 2 台桥面吊机。6）边跨合龙采取顶推合龙，中跨合龙采取提前控制龙口宽度的方法进行合龙。2.
3、2 施工工艺流程2.2.1 桥面预制施工工艺流程桥面板预制施工工艺流程见下图 2.1-1。图 2.1-1 桥面预制板施工工艺流程2.2.2 钢混组合梁制作施工工艺流程钢混组合梁制作流程见下图 2.1-2。 （需根据专项方案做修改）施工准备工作预制台座、存梁台座施工预制台座模板安装钢筋、预应力管道和预埋件安装 钢筋加工、制作浇筑混凝土合格混凝土养生拆模、起吊预制板并转至堆场3风嘴单元制造 组焊风嘴单元局部修整检 验工艺连接板解体下胎组焊剪力钉合格修 整上预拼胎架桥面板拼装及湿接缝浇筑桥位连接预拼解体下胎称 重存 放发 运混凝土养护涂 装合格直底板单元对称定位组焊两侧斜底板单元底板单元接宽组焊中间
4、横梁单元组焊中腹板单元组焊横隔板单元组焊外腹板单元胎架准备板单元生产图 2.1-2 梁段制造工艺流程图2.2.3 钢混组合梁安装施工工艺流程钢混组合梁安装施工见下图 2.1-32.1-10。4图 2.1-3 钢砼组合梁安装施工流程图（一）第一阶段：前期准备工作。1、索塔、辅助墩、过渡墩支架施工。（1）辅助墩、过渡墩施工完，安装支架、安装永久支座，拆除原钻孔施工平台。（2）若上横梁支架为落地式，塔区 0#块支架在上横梁支架拆除前安装完（不能利用上横梁支架） ，尽量避开上横梁施工及支架拆除施工。（3）将下横梁上各竖向支座及阻尼支座摆放到安装位置。2、桥面吊机改造。桥面吊机利用嘉绍大桥的桥面吊机，边
5、跨用变幅式，中跨用固定式，各 4 台。 （目前有变幅吊机式 3 台，固定式吊机 9 台） 。5图 2.1-4 钢砼组合梁安装施工流程图（二）第二阶段：支墩区梁段安装。1、梁段安装。（1）利用浮吊吊装索塔区 S01 梁段(249 吨)，整体吊装S02+SB1（201+197=398 吨） 、S03+SZ1（199+197=396 吨）梁段。其中S01、S02+SZ1 在中跨侧吊装，S02+SB1 在两侧吊装（边跨水域小） 。（2）拟选用 1300 吨浮吊可满足梁段侧面吊装工况，并设计一套专业吊具。（3）过渡墩、辅助墩的墩顶块与 0#块同一批次安装，浮吊在侧面起吊梁段。2、0#块梁段位置调整。（1
6、）先调整好 S01 梁段标高、里程及轴线，各项指标满足要求后临时固定S01。（2）将 S02(或者 S03)靠拢 S01，先调整标高，后调整平面位置，最后密贴匹配，直到各项指标满足要求后与 S01 连接匹配件。（3）按照步骤（2）方法，调整另外一片梁，直到各项数据满足监控指标要求。测量 3 片梁段数据，满足要求后报监理验收。（4）组合梁钢结构连接。（5）施工 S01 梁段的预应力 (永久纵向预应力钢筋 )，现场浇筑接缝混凝土。（6）混凝土达到强调要求后，张拉永久纵向预应力粗钢筋及预应力钢束。3、墩顶梁段位置调整（1）墩顶梁段预偏离塔方向 25cm，根据监控指令调整墩顶梁段的轴线、标高及里程，在
7、梁底钢支墩上布置滑块。（2）调整永久支座位置，支座灌浆达到强度后，将梁段落在永久支座上，以便梁段滑移合拢。图 2.1-5 钢砼组合梁安装施工流程图（三）6第三阶段：桥面吊机安装（1）将 S01 梁段与下横梁临时固结。（2）挂设 1#索，在监控指令下第一次张拉 1#索。（3）利用塔吊安装桥面吊机，并调试。（4）第二次张拉 1#索，并解除 0#块梁段多余支撑约束。图 2.1-6 钢砼组合梁安装施工流程图（四）第四阶段：2#10#标准梁段施工。1、利用 2 号梁段加配重做桥面吊机试吊荷载。（1）在 Z2、B2 梁顶面布置配重（混凝土试验块） 。（2）运梁船就位，起吊梁段进行动静载实验。（3）卸除配重
8、荷载。2、梁段离开船舶一定高度后安装检修小车（小车驱动结构预先安装在轨道上） 。3、Z2 及 B2 号梁段施工。（1）起吊 Z2、B2 号梁段至安装位置，连接顶面临时拉杆，进行粗匹配。（2）晚上精确匹配 Z2（B2）梁段，满足要求后连接匹配件。（3）钢梁栓焊，同时进行斜拉索挂设。（4）接长纵向预应力粗钢筋，绑扎接缝钢筋、安装模板，浇筑横向接缝混凝土。（5）混凝土达到一定强度后施加临时预应力，进行斜拉索第一次张拉。（6）桥面吊机前移，张拉 Z2（B2）端部的纵向预应力粗钢筋。（7）进行斜拉索第二次张拉。（8）下片梁施工准备。4、重复工序 3 的步骤，利用桥面吊机继续对称悬拼 3#-10#标准梁段
9、。其中边跨710 梁施工完后张拉边跨所有纵向预应力粗钢筋，中跨继续预应力施工。图 2.1-7 钢砼组合梁安装施工流程图（五）第五阶段：利用 SB11(NB11)梁段合拢辅助墩顶梁段。 1、按照标准梁段工艺施工 SB11 梁段，根据监控指令进行 11#索第一次张拉。 2、牵引辅助墩顶梁段靠拢 SB11 梁段并合拢，连接匹配件，栓焊钢梁。3、浇注接缝混凝土，混凝土达到一定强度后施加临时预应力。4、中跨桥面吊机前移，进行 11#索第二次张拉。5、解除墩顶梁多余约束，根据监控要求进行压重。图 2.1-8 钢砼组合梁安装施工流程图（六）第六阶：12#17#梁段对称吊装。1、按照标准梁段工艺施工中跨 ZB
10、12 梁段，进行 12#索第一次张拉，中跨吊机前移，12#索二次张拉。 2、对称悬拼 13#17#梁段。 8图 2.1-9 钢砼组合梁安装施工流程图（七）第七阶段：边跨合拢。1、按照标准梁段工艺施工 SB18 梁段，根据监控指令进行 18#索第一次张拉。 2、牵引过渡墩顶梁段靠拢 SB18 梁段并合拢，连接匹配件，栓焊钢梁。3、绑扎钢筋，浇接缝混凝土。4、中跨桥面吊机前移，进行 18#索第二次张拉。5、解除过渡墩顶梁多余约束，根据监控要求进行压重。图 2.1-10 钢砼组合梁安装施工流程图（八）第八阶段：中跨合拢。1、在一稳定的温度下多次测量合龙缝长度，换算至设计合龙温度长度，并对合龙段进行二
11、次下料。2、利用桥面吊机起吊中跨合龙段，精确定位后环焊钢梁实现中跨合龙。3、浇注剩余现浇缝。4、待接缝处现浇混凝土强度达到 90%后，张拉中跨纵向预应力。5、拆除主梁与主塔临时固结，安装塔梁间阻尼器。6、拆除施工临时预应力和所有施工支架，拆除中跨桥面吊机。三、桥面板预制工艺93.1 混凝土桥面板构造混凝土桥面板分为预制板与现浇两部分制作。纵横向钢顶板之间的桥面板为预制构件，钢顶板上的部分为现浇湿接缝。混凝土桥面板按照梁段制作，在钢梁节段上放置预制板，直接在钢梁上浇筑现浇缝，形成钢混组合梁节段。混凝土桥面板布置见下图 3.1-1。 梁 段 划 分 线现 浇 缝 风 嘴斜 拉 索梁 段 划 分 线
12、 横 隔 板A 类 纵 向 现 浇 缝B类 纵 向 现 浇 缝类 纵 向 现 浇 缝C类 纵 向 现 浇 缝C类 纵 向 现 浇 缝A类 纵 向 现 浇 缝类 横 向 现 浇 缝图 3.1-1 混凝土桥面板布置图预制板类型划分汇总表见下表 3.1-1。表 3.1-1 全桥预制桥面板类型划分汇总表预制板几何尺寸（cm）序号 预制板类型纵桥向 横桥向 单块重（t） 数量（块）累计混凝土（ m3）1 A、A 300 569 14.3 432 2348.62 A1、A1 300 569 14.3 60 331.23 A2、A2 300 569 14.3 8 44.24 B 300 710 17.6 2
13、16 1466.65 B1 300 710 17.6 30 203.76 B2 300 710 17.6 4 27.27 C、C 150 569 7.2 496 1369.08 D 150 710 8.8 248 840.79 E、E 280 569 13.5 96 496.310序号 预制板类型 预制板几何尺寸（ cm） 单块重（ t） 数量（块） 累计混凝土 （m 3）纵桥向 横桥向10 F 280 710 16.6 48 305.811 G、G 140 569 6.7 96 248.612 H 140 710 8.3 48 152.613 I、I 125 569 6.5 16 40.21
14、4 J 125 710 8.1 8 24.915 K、K 175 569 8.8 16 53.916 L 175 710 10.8 8 33.217 M、M 175 569 8.3 8 25.418 N 175 710 10.2 4 15.719 O、O 105 569 5.2 8 15.920 P 105 710 6.4 4 9.8合计 1854 8053.5备注：1、齿块 C55 混凝土：107.5+17.7+15.4+2.6+21.1+ 3.6+8.7+0.7+4.0+0.3+3.3+0.7=185.6m3；2、C55 聚丙烯纤维混凝土： 589.5+36.4=625.9m3；3、C55
15、 微膨胀混凝土：893.5+1626.2+88.7=2608.4m 3。累计：预制板（含封锚）8239.1+现浇缝（含现场合龙段现浇）3234.3=11473.4m 3。3.2 预制场地布置3.2.1 预制场地要求（1）预制台座数量及预制工期要求1854 块砼面板，按板长度 5.69m 和 7.10m 进行分类，共设置 2 种规格的台座进行预制，其中长度 5.69m 预制数量为 1236 块，余下 618 块长度为 7.10m，两种规格的台座数量为 2:1。以 5.69m 长预制板为例，计算台座数量与预制工期，计算统计见下表 3.2-1。表 3.2-1 5.69m 长预制板数量及预制周期 汇总
16、表长度规格 带齿块板 不带齿块板 总数数量 预制台次 预制周期30005690 112 386 500 500 台次 7 天15005690 / / 496 248 台次 9 天28005690 40 56 96 96 台次 7 天14005690 / / 96 48 台次 9 天12505690 / / 16 8 台次 7 天17505690 / / 24 24 台次 7 天1110505690 / / 8 4 台次 7 天若考虑 32 个台座，预制工期:（50096824 4）167(248 48) 169291 天。最后一批预制板存放 6 个月后与梁段预拼装，并满足预拼好的梁段存放 2
17、个月后运输至现场安装。根据全桥总体计划工期，考虑最后一批梁段在 2013 年 4 月初满足现场安装条件。拟定 2012 年 9 月开始预制板施工，2012 年 7 月完成板预制，共计 11 个月工期。考虑春节及冬季施工影响，预制板制作暂定 11 个月预制工期 ，配置 5.69m 预制台座 32 个，7.10m 台座 16 个。（2）存梁台座数量要求不带齿块预制板存放 4 层，带齿块预制板存放 2 层，5.69m 长板存梁台座总数=（112+40 ） /2+（386+56+248+48+8+12+4 ）/4=266 个，7.1m 长板存梁台座总数 133个。（3）混凝土生产要求48 个台座，平均
18、每天预制 4.6 块 5.69m 长板，2.3 块 7.1m 长板。单日需要混凝土最大量： 14.3/2.64.6+17.6/2.62.3=41m3。配备 1 台 50m3/h 混凝土搅拌站即可满足要求。（4）起重设备要求预制场施工主要设备：16t 汽车吊一台，50t 履带吊一台，预制板安装期间考虑40t 平板车一台。3.2.2 预制场地布局拟在钢箱梁制作基地选用 15000 平方米场地作为预制厂，暂不考虑搅拌站布置及施工人员生活区场地布置。下图 3.2-2 为理想状态下的预制板场地布置方案(15000m2)，需要根据场地实际情况进行修改。图中 7.1m 长预制板布置 16 个预制台座，108
19、 个存放台座。5.69m 长预制板布置 32 个台座， 156 个存放台座。存放区考虑 80%的预制板存放，最后 20%的预制板存放在钢筋制作区域及台座上。12图 3.2-2 桥面板预制场总体布局图133.3 预制台座及模板方案（1）一个预制台座一套模板，台座采用混凝土支墩，模板采用钢模板。（2）模板分底模、端模，其中底模板分 4 个边框，3 个底板，模板组合通过螺栓连接。（3）顺桥向端模板设计与预应力管道相结合，所有管道通过模板定位，确保全桥预应力管道位置精确。（4）台座基础采用条形混凝土基础，确保台座不产生沉降。（5）底模板的 4 个外边框固定在支墩上，安装前调整边框平整度，达到2mm，并
20、在预制过程中经常检验，确保预制板底边框的平整度。（6）底模板的底板分成 3 块，通过组拼以适应 3m 宽与 2.8m 宽预制板，图 3.3-1 中部分“底板 1”按照齿块特征进行分块，以便齿块模板安装。（7）模板在专业厂家制作（具体设计方案进行中） 。图 3.3-1 模板及台座布置示意图14四、钢梁制作工艺及运输工艺武船正在编制专项方案。五、桥面板安装工艺（1）关键临时预埋件：桥面吊机锚固点、吊点等，设计固定框架，实现标准化制作。（2）横向反拱加载设计。拟定下图示意的反拱加载构造，具体结构需根据设计图纸要求，计算外加荷载大小后确定，另外需要结合梁厂条件。若桥面吊机不能称重，建议在梁厂称重，即桥
21、面板安装完，钢梁脱离台座前，用 4 个传感器对钢梁称重。1516六、钢箱梁安装工艺6.1 支架设计委托技术中心设计。6.2 桥面吊机改造委托技术中心改造。6.3 施工工艺细化后续紧接进行。七、组合梁制作、安装过程监控要求根据监控方案另行考虑。八、工作计划安排结合组合梁制造方案统一考虑。17九、工艺变更（需要提前与设计沟通）1、梁段整体吊装工艺原设计方案：辅助墩与过渡墩之间的梁段分三段安装，最大节段长 39.6m，重1088 吨。分段如下图 9.1-1 所示。原施工方案：搭设满堂钢管支架，需采用 2 台大型浮吊抬吊吊安装。主要问题：（1）大节段梁给工厂制作、厂内运输、装船带来困难。（2）超长、超
22、宽构件，使长距离运输带来风险。（3）根据现场吊梁特征，超大型船舶不适应现场窄空间停靠作业（梁船定位） ，需改造大型运输轮而且只运输大节段梁。（4）临时工程量大，浪费大，支架安装与搭设安作业全隐患大。（5）大节段梁吊装本身存在教大的风险。（6）3 个大节段梁的标高，轴线、里程调整难度大；梁段支撑点过多，调梁时不平衡荷载对支架影响大，存在较大的安全隐患。图 9.1-1 原设计方案中梁段吊装分段示意图18图 9.1-2 原方案边跨支架结构示意图拟变更方案：辅助墩与过渡墩的墩顶梁段采用浮吊安装，其它梁段由桥面吊机对称悬吊。优点：（1）梁段制造、运输同普通梁段，无特殊要求。（2）吊装只需要 1 台大型浮
23、吊。（3）墩旁支架变简单，节省临时材料，减少施工风险。（4）梁段调整变简便，机具使用量小。（5）原方案边跨的配切合拢变为滑移合拢。问题：（1）边跨梁段与标准梁段长度不一致，桥面吊机后锚点需要设置两种型号。（2）边跨吊机需选用变幅式吊机，若无，靠近墩身梁段采用荡移辅助起吊。（3）施工过程中辅助墩的墩顶梁段需压重，占用 1-2 天工期。 （4）与设计监理沟通。19图 9.1-3 变更方案边跨支架布置示意图2、梁段长度划分变化建议将原方案中 B11 与 B10 之间的合拢段长度并入 B11 与 B12，合并后的 B11长 10.5m，B12 长 1040m，B12 重量由原来 257 吨增加至 36
24、9 吨。图 9.2-1 梁段长度变更示意图3、梁段拼缝处理方式按照原计图纸，梁段拼接缝上最多时有 60 个钢结构预应力接头，接头之间的净间距为 47mm（见下图 9.3-1） ，各接头采用无缝钢管套接，其净间隙为 2.5mm（见下图 9.3-2） 。问题：（1）各类型接头之间的间距大多数为 20cm，净间距为 4.7cm，另外还排布2020mm 钢筋（间距 15cm） ，板预制时接头定位难度大，钢筋很难排布在接头空隙间。（2）各接头采用无缝钢管套接，其净间距为 2.5mm，钢套管加工制造时极难满足精度要求。（3）就算预埋接头时的误差为1mm，梁段预拼时，各接头不可能精密结合，若现场安装梁段时主
25、梁稍有点变形，某个接头就不能匹配，更不可能确保 60 个接头能匹配。图 9.3-1 预应力接头布置图21图 9.3-2 接头构造图建议处理方案 1：预留 35cm 宽缝，现场浇筑，如下图 9.3-3 所示。优点：（1）梁场只需要预拼钢梁，工艺要求相对低，施工简单。（2）现场只需要匹配梁段钢结构部分，不会存在异常情况。缺点：架梁多了一道工序，工期变长，每个节段只少增加 2 天工期。图 9.3-3 现浇缝布置示意图22建议处理方案 2：取消所有接缝接头管，精轧螺纹钢筋接头处预留 15cm37cm 缺口（图 9.3-4 所示） ，此处混凝土现场浇筑。预应力管道定位方案按照下图 9.3-4 所示方案实
26、施。图 9.3-3 现浇缝布置示意图图 9.3-4 预应力管道定位示意图234、0#块梁段接缝两侧现浇缝及合拢段接缝两侧现浇缝在工地现浇。如下图所示：先调整好 S01 梁段，后调整 S02(S03)，S02 与 S01 梁段预留 10cm空隙，抹环氧胶，再将 S02 梁靠拢，S02 梁平面位置、标高可能会变动，再调整S02，时间过长胶水会风干，合上 S02 后若 S02 梁段标高轴线不满足要求需再次调整时，必须将 S02(S03)拉开，此时需清理表面从新涂胶水。环氧胶初凝时间 2-6 小时。图 9.4-1 0#块梁段调整顺序示意图5、边跨大节段梁取消后，悬臂拼装部分是否要增加悬臂拼装预应力粗钢筋（原边跨粗钢筋延长）？6、施加反拱力的临时措施量大，而且影响梁段制造速度，建议取消此工序，若不行，想办法让设计出图，增加措施费用。7、以往桥面吊机不适用本桥组合梁结构，吊机改动较大，其相应预埋件位置很可能与图纸不同，需要变更。
