钢箱梁质量控制

钢-混结合梁应用及质量控制

提要近年来钢-混结合梁以其施工速度快，材料性能应用充分等特点在我国的桥梁建设中得到了广泛的应用。其中钢箱梁部分制作难度大且工艺复杂，主要表现在其组合零部件多，厚板焊接量大，焊接产生的变形难以矫正以及箱内焊接缺陷无法修补等。通过长春轻轨三期南三环-102国道站高架桥47+76+47m钢-混结合梁生产实践的基础上，从钢箱梁制作工艺流程、防腐质量控制、零部件余量的控制、焊接变形的预防与矫正、焊接质量控制、现场拼装精度以及顶升施工的控制等几个方面，对钢箱梁的制作工艺技术进行分析和总结。

1钢-混结合梁的应用

钢-混凝土连续结合梁（后简称钢-混结合梁）由连续钢梁和钢筋混凝土桥面板形成组合截面共同承受荷载，充分利用了钢梁受弯性能好和混凝土受压性能好的特点，具有较强的刚度和整体稳定性，能以较小的梁高跨越较大的跨度。钢-混凝土结合梁是近年来随着建设科技的发展应用而生的一种新型桥梁结构形式，目前已经在一些铁路线路、城市轻轨和公路桥梁工程中得到一定范围的应用。它与常规混凝土桥梁相比具有以下优势与特点：第一，钢-混结合梁主体为钢梁，钢梁结构线形美观多样，可以满足不同城市、不同地域建筑构形的要求，其表面丰富多彩的涂装颜色，更可与周边环境相应生辉，起到点缀美化环境的功效。

第二，钢-混结合梁整体结构强度高，不仅可以实现增大桥梁跨径，降低结构物高度和线路标高，而且能够最大限度地减少对道路交通的影响，对于解决跨河跨路、增大桥下净空等施工难点，具有其混凝土桥梁所无法比拟的优势。

第三，钢-混结合梁自重轻、跨度大、整体性能好，而且钢梁部分在厂内制作，加工精度高，可整体运输至现场，整体安装、效率高，施工周期短，可大幅缩减施工工期。

第四，钢-混结合梁使用寿命相对较长，其钢梁部分可回收再利用，具有一定的环保意义。

2钢-混结合梁的构造特点

长春轻轨三期南三环-102国道站高架桥47+76+47m钢-混结合梁，中支点处梁高4.2m，边支点处梁高2.5米，中跨跨中梁高2.5m。采用单箱双室W型断面，腹板厚20mm，上翼板厚28～32mm，底板厚32～40mm，中支点左右10m范围内梁底钢板厚度为40mm。其中钢

箱梁部分由工厂加工，全梁分为9个工厂制造段，8个工地拼接缝，采用摩擦型高强螺栓连接，最长段24.4m，最大吊重167t。

每段钢箱梁由3块腹板、1块底板、3块上翼板及若干横隔板组成，如图1所示。钢箱梁3个腹板间每隔3～4m设置1道横隔板, 作为强度加劲板，因为钢板厚度与梁高度、宽度的比值很小，可视为薄壁结构，需要设置横隔板来保证腹板避免产生扭曲、弯折等变形，以保证整体稳定性。根据强度及稳定要求，底板上设置通长纵向加劲肋，腹板上设置竖直加劲肋，在中支点附近腹板上设水平加劲肋。

钢箱梁与混凝土连接处设置传剪器为D=22mm剪力钉，以保证钢其与混凝土的可靠连接。

混凝土桥面板采用现浇施工，为了提高桥面板的应力，设计中采用了顶升钢梁、调整桥面板混凝土浇注顺序、落梁和张拉预应力等措施。顶升前在边支点附近浇注钢砂混凝土做为压重，防止边支点出现负反力。

可以说此段钢-混结合梁设计新颖，其中包含钢梁顶升、落梁、张拉等施工技术，本段钢-混结合梁在长春市轻轨三期工程中取得的成功，将为未来钢箱梁设计及施工起到很好的借鉴意义和极其深远的影响。

腹板及底板对接采用埋弧自动焊进行对接，并开V型破口保证焊透，焊缝等级I级，隔板单元焊接采用CO2气体保护焊，焊缝等级为II级。

3钢-混结合梁的施工步骤

步骤一

1、进行下部施工

2、搭设该联的施工临时支架

步骤二

1、现场拼接钢梁

2、拆除部分临时支架

3、浇注边支点钢砂砼

步骤三

1、M3

2、M33墩处中间支点起顶

50cm

2、在临时支架上加楔块顶紧

3、浇注支点下缘C50补偿收缩砼

步骤四

1、浇注中跨跨中和边跨砼桥

面板

2、桥面板达到强度后拆除临

时支撑

3、中跨混凝土达到强度后采

用压重20km/m

步骤五

1、浇注中支点附近砼桥面板

2、中支点混凝土达到强度后

卸除压重。

步骤六

1、养护20天后中支点回落到

设计位置，拆除临时支架

2、在养护期间应加强砼的养

生，避免暴晒、暴寒，避免由

于砼的收缩产生的裂缝

步骤七

1、依次张拉预应力束

N4、N3、N2、N1

2、灌浆封锚

步骤八

1、铺设轨道及相关设备

图 2

4钢箱梁试验计划

结合工程特点，为保证工程质量，确保钢箱梁各项指标符合设计及规范要求，特制订本试验检测计划：

表 1

当使用的材料检验合格，并经监理工程师同意后方可进行下一步施工。

5钢箱梁制作工艺流程

钢箱梁的制造分为腹板的加工、隔板的加工、腹板的焊接、隔板的焊接、腹板与隔板的组装、腹板与隔板的焊接、纵向加劲肋的加工与焊接、无损探伤检验以及工地现场拼接等主要工艺流程，工艺流程如图2。

6钢箱梁防腐质量控制

对于钢构件来说，防腐质量的好坏将直接影响构造物的力学性能和耐久性，所以严格控制防腐施工质量是钢箱梁施工中的重点之一。

根据防腐施工的特点，决定防腐质量好坏的因素主要由钢材表面的除锈等级、除锈后钢材表面的粗糙度、涂层质量及层间附着力决定。

除锈等级控制

涂装前钢材表面锈蚀程度和除锈质量一般由目视平定其等级。根据钢材表面原始锈蚀程度分为四个“锈蚀等级”，将为涂装过的钢材表面及全面清除过原有涂层的钢材表面除锈后的质量分为若干个“除锈等级”。钢材表面的锈蚀等级和除锈等级由文字叙述和典型样板的照片共同确定。

锈蚀等级分为A、B、C和D表示：

A 全面地复盖这氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面；

B 已发生锈蚀，并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面；

C 氧化皮已因锈蚀而剥落，或者可以刮除，并且有少量点蚀的钢材表面；

D 氧化皮已因锈蚀而全部剥落，并且已普遍发生点蚀的钢材表面；