混合梁连续钢构桥关键技术研究

发表时间：2018-08-07T10:13:58.017Z 来源：《基层建设》2018年第19期 作者： 丁忠亮

[导读] 摘要：混合结构主梁大多是斜拉桥，而混合梁在刚构桥梁中的应用较少，只在中国城市立交桥和建筑结构中得到了应用。 中交第一公路工程局有限公司 福建泉州 362000

摘要：混合结构主梁大多是斜拉桥，而混合梁在刚构桥梁中的应用较少，只在中国城市立交桥和建筑结构中得到了应用。文章以安海湾特大桥为参照，对混合梁连续钢构桥关键技术进行了分析和研究，以期在今后的混合梁连续钢构桥设计和施工中提供技术指导。 关键词：混合梁；连续钢；构桥；关键技术；研究 1工程概况

安海湾特大桥全长4562米，横跨晋江-南安的安海湾水域东西两岸，是海西高速公路网的重要组成部分，隶属整条线路的控制性工程。其中，安海湾特大桥主桥桥跨采用三孔一联的钢混组合连续刚构桥结构，桥跨布置为（135+300+135）m=570m。主墩处梁体高度14m，跨中梁体高度4.5m。设计上为降低主梁梁体高度，主跨设计为108m长钢箱梁结构，钢箱梁吊装长度达103m。本桥建成后成为了国内第二大跨径钢-混凝土混合梁刚构桥。

2混合梁连续钢构桥关键技术内容 2.1综合施工设备研发技术

混合梁连续钢构桥主桥需要采用超大承载的综合施工设备。根据其施工需要，大桥项目将单独研发和应用综合施工设备，从主轴承的结构设计，起重设备的升降装置、控制系统及其他辅助设备的选型研究，要形成完整的施工设备的设计和生产方案，来满足整个海湾大桥钢箱梁的整合吊装的要求。

2.2钢与混凝土节点施工中的关键技术

钢-混凝土混合梁通过合理利用钢材和混凝土的材料性能，在受力性能、跨越能力、经济性等方面具有非常显著的竞争优势，目前已在梁式桥、斜拉桥、自锚式悬索桥、拱桥、索塔及拱肋等多种形式的桥梁结构中应用，但在梁式桥中的应用相对较少，通过实地调查和查询各种数据，总结相关钢混部分的技术和数据，并对重要参数和性能都做了调整，形成了一套完整的钢-混凝土混合梁施工技术。 2.3混合梁施工管理中的BIM技术

通过对BIM技术在混合梁施工过程中应用的研究，实现在建筑模型的三维可视化、建模参数化、施工图优化、管道碰撞检测、4D施工仿真、分阶段工程进行了研究。可以实现在反物质统计、工程进度管理、材料管理、成本控制、质量安全管理和施工过程的信息完整性、应用存储等各个方面的应用，系统分析了BIM技术在工程造价快速计算、施工进度、工程质量、施工安全保证等方面的应用。提高BIM技术的应用水平和竞争力，为今后应用BIM技术提供其他项目的经验数据。 3关键技术方案及研究方法 3.1钢混结合段的施工技术研究

通过理论分析、实体模型的模拟分析和混凝土梁在不同荷载下的应力应变的实际监测，找出了混合梁连接段的空间位置要求，并对临时固定器进行了研究。此外，根据实际施工过程中可能出现的各种误差形式，利用板壳和实体的有限元模型计算和分析各种误差对结构应力的影响，以及误差对后续结构的影响。分析了施工过程，提出了施工误差控制的要求。此外，混凝土截面的工作空间狭窄，钢筋密实，普通混凝土难以浇注密实混凝土。有必要进行专门的研究来解决这个问题。 3.2综合设备的研发

根据混合梁钢箱梁整体吊装的特点和要求，以连续式千斤顶为主要提升设备，对液压同步泵站进行集中控制，研制开发了大吨位桥式起重机。研制和开发大吨位一体化桥面吊装设备。 3.3钢质混合段的定位

设置测量点分布和数据采集，每个钢和混凝土连接部分设置8个测量点，底板3个顶板5个，考虑测量的方便性，观测点设置在距离10cm的末端。8个点位置在安装前计算好，用于全站仪监测，8个测量控制点用于控制组合段安装精度。定位钢-混凝土结合部空间姿态：

一是看钢-混凝土结合部混凝土端与混凝土箱梁的悬臂钢筋和绞线是否存在挤压碰撞。二是通过桥式起重机上的千斤顶将每个观测点的高度大致调整到设计位置，主要控制点通过桥式起重机的纵向和横向位移的截面的中间线。三是利用钢板垂直仪测量悬臂端部与悬臂底部之间的垂度差。四是通过结合段悬臂端空间姿态现场观测及现场温度实测，确定现场最后的标高。 3.4钢箱梁整体加工、运输、吊装施工关键技术研究

103米钢箱梁采用厂内集中加工，加工完成后通过水路运输至施工现场，根据湾内流的特点确定钢箱梁的定位、整体起吊至最后对接方案。通过研究确定合理的加工方案及吊点设置，确保在整体吊装过程中温度、风等额外荷载在允许范围内，并保证吊装过程中的吊点不失效。采用有限元模型，对钢箱梁安装过程中各个阶段的应力和位移进行仿真分析研究，以便更合理地确定钢箱梁安装过程中的各项理论参数用以指导实际施工。在主跨合龙的过程中对主梁的应力、变形进行监测，确保整个合龙过程中箱梁的整体结构安全。最终形成钢箱梁整体加工、运输、吊装技术方案指导安海湾特大桥主桥施工。 3.5 BIM专项施工管理平台技术研发

安海湾特大桥主桥设立了专门的BIM专项施工管理平台，应用到桥梁施工管理工作中，平台中建立工程概况模块、资源基础配置模块、方案优化模块、进度控制对比分析模块、质量控制模块、安全控制模块，六大模块共同运行，保障了施工管理高标准、高质量。 3.5.1工程概况模块。工程概况模块是整个平台最基础的模块，包括工程介绍、桥体预览、剖切现实、坐标查询、结构物尺寸测量、模型工程属性的添加与关联等内容。

3.5.2资源配置模块。该模块主要包括人员管理、设备管理和材料管理。通过该模块可对桥梁施工过程中参与人员职责范围、联系方式等进行统一管理；对施工设备、材料使用部位与消耗进行实时的记录。

3.5.3基于BIM技术的工程计量。结合项目实际需求，在BIM施工管理平台中将模型与施工进度计划关联，工程量清单进行联动，实现混凝土、结构物成品等数量自动统计，为项目施工过程中的管理提供相关的数据支撑。

3.5.4基于BIM技术的施工文档管理。通过BIM施工管理平台，在BIM模型上附加质量安全问题标签、文字描述以及现场照片等。通过问

题标签、对发现的问题进行实时跟踪，确保质量安全问题得到及时解决。

3.5.5基于BIM技术的进度控制与对比分析。进度控制与对比分析模块主要包括施工进度关联、施工进度模拟和进度对比分析，通过进度对比分析，可直观分析出某一节点在什么里程上，通过计划进度与实际施工进度在某一时间节点上的曲线图对比，项目管理人员结合现场实际施工情况，分析工期滞后的原因，及时采取合理的纠偏措施。 结束语

混合梁刚构桥是一种全新的、具有竞争力的桥梁结构。桥型能显著降低结构自重，大大提高桥梁的跨越能力。项目承建的安海湾特大桥主桥恰好解决了梁式桥在跨度区间300～400m范围内经济指标不理想的技术难题。鉴于国内外对混合梁刚构桥施工经验比较少，于工程建设的发展进度相比，混合梁刚构桥的研究工作相对落后，不能完全满足建设工程的需要。中国是桥梁建设大国，这种建设技术要求更为迫切。在钢箱梁连接段的施工过程、钢箱梁整体吊装施工控制等方面还存在许多有待进一步解决和优化的问题。所以，在混合梁连续钢构桥关键技术研究方面，我们应当投入比较大的精力，不断完善技术，完善工艺，提高技术水平，为因家基础建设做也贡献。 参考文献

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