钢混组合梁设计说明

2021年3月 钢混组合梁设计说明

1桥梁工程

1.1 主要技术标准

(1) 公路等级：高速公路；

(2) 设计速度：80km/h；

(3) 行车道数：双向四车道；

(4) 设计基准期：100年；

(5) 建筑限界：桥面标准宽度2×12.6m，净高5m；

(6) 桥面横坡：2%；

(7) 设计荷载：公路-Ⅰ级；

(8) 抗震设防标准：设计基本地震动峰值加速度0.15g，特征周期0.4s；

1.2上部构造

本桥为跨黑龙溪而设。施工图设计阶段左、右线上部构造均采用1×40mT梁，根据最新实测横、纵断面，左线上部构造变更为1×60m简支钢混叠合梁，中心桩号ZK45+385.8，右线上部构造变更为1×48m简支钢混叠合梁，中心桩号K45+396。

钢梁相关说明详见本说明第5条。

桥面板采用抗裂、抗渗高性能混凝土。每方混凝土中掺入50kg钢纤维，钢纤维为端钩形高强钢丝切断型，长度宜为30～35mm，直径或等效直径为0.6～0.9mm，抗拉强度大于600Mpa，具体技术要求应符合《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38-2004)及《水泥混凝土桥面铺装技术指南》(SCGF31-2010)的相关规定。

1.3下部构造

下部构造起点岸桥台接双桥村2号隧道，止点岸桥台接林家埂隧道。两岸桥台均仅设台帽和横向挡块，台帽置于隧道基础上，不设背墙，主梁直接与隧道仰拱相接。两岸台后均不设搭板。施工桥台前应仔细核对隧道专业相关变更图纸。

施工前，施工单位应复测桥梁设计线地面线、桥梁边线处地面线和桩顶高程并详细核对，如与设计采用数据相差较大，应及时反馈至设计方，对结构进行修正。

1.4横断面布置

左线标准横断面布置详见图1，布置原则为使桥面防撞护栏内侧边线与隧道洞内电缆沟内侧边线对齐。考虑到本桥总长较短，区间停车存在安全隐患，在桥上不设应急停车道。桥面净宽为8.75m，与隧道同宽，设2根行车道。右线标准横断面相应翻转，详见设计图。

跨中处桥面宽12.6m，组成为：

1.26m（隧道外侧检修道通道及柔性棚洞护栏）+0.6m（防撞护栏）+8.75m（行车道）+0.6m（防撞护栏）+1.39m（隧道内侧检修道通道及柔性棚洞护栏）

其中防撞护栏外侧各设两根隧道检修道通道，用于隧道检修人员在双桥村2号隧道和林家埂隧道之间通行。检修道连接通道外侧设柔性棚洞，覆盖于整个桥梁上，用于防止陡坡上石头掉落危及行车安全。柔性棚洞详细设计详见另图，本桥变更图中仅为示意，施工前应注意根据柔性棚洞图纸进行相关预留预埋。

本桥两端均深入隧道洞门，架梁前应根据现场实际情况对梁端两侧桥面板切割处理，详见本桥变更设计图。切割方案确定后应报设计批准后方可实施。

图1标准横断面布置

1.5附属构造

2021年3月 1.5.1 抗震措施

本桥分别在桥台横向挡块内侧和纵向梁端设置橡胶垫块

1.5.2伸缩缝

主梁与隧道仰拱间应预留8cm缝用于安装伸缩缝。

1.5.3桥面排水

本桥位于凹形竖曲线底部，应在桥面设置竖向排水，同时在桥面较矮侧设置纵向排水，详见变更设计图。

1.5.4防撞护栏

本桥设置SS级防撞护栏，护栏两端应与隧道电缆沟边线对齐。

1.5.5检修通道

本桥每个钢箱梁在一端设置检修人孔，具体位置详见《1-60m钢混叠合梁 主梁一般构造图》。架梁前应在隧道洞内预留检修通道,避免后期无法进入梁内检修。

1.5.6柔性棚洞

柔性棚洞设计时应将主要受力立柱置于钢梁的强弱横联处，次要受力立柱至于钢梁的悬臂斜撑处。现浇桥面板前应注意预留预埋柔性棚洞相关组件。柔性棚洞实施方案应报主桥设计批准后方可施工。

2钢梁的施工要点

大跨径钢箱运输及架设为危险性较大工程，按相关规定，施工方应编制专项安全运输与施工方案，经组织行业内专家做专题审查后方可实施，确保施工安全及桥跨建成后安全耐久。

2.1钢梁的制作

钢梁的加工、制作、运输、安装等均应满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）、《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）、《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）及《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）的相关要求。

制造厂应对设计图进行工艺性审查，当需要修改设计时必须征得设计单位的同意，并签署设计变更文件。

主线桥位于平曲线段内，应按设计给出的《直曲转角表》参数，进行放样制作。

2.1-1板件加工

钢结构制造单位应制订本桥钢结构制作与检验的企业标准，确保钢结构制造加工质量。

除注明处以外，本设计文件中所有板件尺寸均为基准温度下的理论值，未考虑焊缝间隙、焊接变形及加工余量等因素，制造时应根据实际情况予以调整。

板材厚度偏差应予以控制，应合理搭配厚度正偏差板材和厚度负偏差板材，控制全节段板材厚度平均偏差≤1%。

加工制造时，钢板平面度允许偏差应≤1mm/m。

钢结构制造单位应按照设计图在实地或计算机上放出每个制作段的平面线形，以保证钢梁平面线形圆滑，安装连接顺序，同时应考虑预拱度及竖曲线的影响。

2.1-2钢梁的焊接

① 钢梁制造工艺是保证焊接质量的关键，焊接应严格遵照本桥招标文件的技术要求及国内有关规程、规范实施。设计图中各梁段的所有尺寸均为20℃基准温度下的尺寸，工厂下料时均要考虑温差修正，工地施工用尺应在施工前与工厂用尺互相校对。

② 由于本桥为全焊钢梁，结构焊缝较多，所产生的焊接变形和残余应力较大，制造过程中，在保证焊缝质量的前提下，应尽量采用焊接变形小、焊缝收缩小的工艺。所有焊缝在施焊前均应做焊接工艺评定试验。

③全部焊缝均应作超声波探伤，并抽取全部焊缝长度的10%～15%进行X射线检查，对角焊缝均应作超声波探伤。对X射线检查的焊缝要求达到一级标准，对超声波探伤的角焊缝要求达到二级标准。

焊缝在焊接前的预热温度由箱梁制造单位通过焊接性能试验和焊接工艺评定确定。焊缝检验应严格执行《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）。

2.1-3钢梁焊接注意事项

① 上翼板与腹板按照划线位置在组焊胎上点焊成型，组焊成单元体。

② 在箱梁胎上找正底板位置后，点焊各个横隔板、两侧腹板、底板中纵肋、横隔板上翼板。全部点焊结束后，检查箱梁各部件几何尺寸的磨光顶紧情况，合格方可施焊。

③ 全箱梁焊接先立焊后横焊，从中间到两边交错、对称的焊接，防止出现变拱。

2.2 钢梁梁段的堆放及运输

板件组成梁段的步骤原则上为：①底板→②横隔板→③腹板→④顶板。

所有钢梁预制构件必须在生产车间制造时按照图纸实际纵横坡、平曲线进行1:1放样制作。预拼装不得少于3个梁段，按设计线形以及梁段间的预留间隙（尚需考虑焊接收缩量）使相邻梁段的连接面相匹配，然后施焊组装焊缝。施焊完成后，对梁段标记梁段编号，将前2个梁段运送至堆放地堆放，留下后1个梁段，与余下的梁段进行预拼装。预拼装、吊装时不允许调换梁段号。

2021年3月 梁段宜单层堆放，堆放支点必须位于底板加劲扁钢下，并应尽量使各支点受力均匀，不允许出现翘板情况，堆放的地基不允许出现不均匀沉降。

梁段的运输包括场内运输和装车运输，在所有运输过程中，起吊时只能利用临时吊点。

2.3涂层施工

2.3-1防腐涂装设计

根据桥址处大气腐蚀情况，大气区腐蚀环境种类属于C3。钢箱梁防护采用具长效防护功能的重防护涂装体系，按15年免维修设计。并满足《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T722-2008）相关技术要求。其防护体系组成如下：

1）、各防腐面表面均应先进行喷砂除锈至 Sa2.5 级（GB/T 8923）标准。如在喷砂和施工期间出现氧化现象，表面则应再行喷砂至规定标准。钢材表面粗糙度为Rz50μm～80μm。

2）、钢箱梁外露表面：在节段钢箱完成后，

①除去车间底漆、喷砂、除锈；

②环氧富锌底漆60µm；

③环氧云铁中间漆2道100µm；

④丙稀酸聚氨酯面漆1道40µm(工厂)；

⑤丙稀酸聚氨酯面漆1道40µm(现场施工)。

总干膜厚度240µm。

3）、钢箱梁内表面：

①环氧磷酸锌漆1道60µm；

②环氧（厚浆）漆1道100µm。

总干膜厚度160µm。

4）、伸缩缝处钢箱梁端头

①除去车间底漆、喷砂、除锈；

②环氧富锌底漆80µm；

③环氧云铁中间漆2道120µm；

④丙稀酸聚氨酯面漆2道100µm（工厂）;

总干膜厚度300µm。涂层纵向加厚范围为钢箱梁端头100cm范围。

5）、钢桥面

环氧富锌底漆80µ；

总干膜厚度80µ。 2.3-2涂装前的表面处理

结构的表面处理均采用喷砂工艺。表面处理不但要形成一个清洁的表面，以消除金属腐蚀的隐患，而且要使该表面的粗糙度适当，以增加涂层与基体金属间的附着力。

①喷砂前表面处理

(1)应在钢材切割、矫正、组装完成后进行。

(2)应除去焊渣、起鳞、割孔、焊孔等表面缺陷，打磨圆顺所有板件的锐边、尖角和毛刺，板件边缘应加工成R2～R3mm的圆角，经检验合格后方可进行喷砂作业。

(3)采用专用清洁剂进行低压喷洗或软刷刷洗以去除表面油污，并用高压淡水枪冲洗掉所有残余物，干燥后经检验合格，再进行喷砂。

②喷砂作业时钢板表面温度高于露点3℃以上，露天作业相对湿度低于90%。

③磨料

喷砂所用的磨料应符合GB6484、GB6485标准所规定的钢砂、钢丸或使用无盐分、无污染的石英砂、铜矿砂。磨料粒度和表面粗糙度的关系，参考《铁路钢桥保护涂装》TB/T1527的附录A。

④喷砂工艺要求

(1)喷砂除锈等级应达到《涂装钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923中的Sa2.5级；对于分段焊接接头处和喷砂达不到的部位，采用动力工具机械打磨除锈，达到GB8923中的St3级。

(2)涂装前钢材表面的粗糙度应达到Rz40～80μm。

(3)在喷砂施工期间，要确保磨料没有受到灰尘和有害物质的污染。

⑤检验

喷砂完工后，除去喷砂残渣，使用真空吸尘器或无油无水分压缩空气，吹去表面灰尘，经质量自检，并取得监理工程师认可，合格后必须在4小时内喷漆。

⑥收砂

喷砂完成后应及时收砂，并经尘砂分离器分离。清洁的好砂可以回收，废砂及尘埃应及时清除出系统。

2.3-3涂装技术要求

涂装承包人应事先制订完整的涂装工艺文件，包括施工工艺、质量控制措施和质量检测标准，经业主批准后实施。所有参与施工的人员，都必须严格执行涂装工艺文件，必须在整个涂装施工中确保每一个环节的质量。