广东阳江钢箱梁厂家 混凝土钢箱梁底板侧板连接加固技术要点

混凝土钢箱梁底板与侧板的连接及加固需兼顾钢 - 混凝土协同受力特性与复杂环境下的结构稳定性，其核心目标是通过精细化构造设计与标准化施工，确保界面传力可靠、局部刚度充足。以下从连接方式、加固措施及施工控制三个维度展开具体技术方案：

一、连接方式选择与技术要点

钢 - 混凝土界面连接

采用栓钉与 PBL 剪力键组合连接：栓钉直径 19-22mm，间距 200-300mm，穿透钢底板后与混凝土桥面板锚固，焊接电流控制在 120-150A 以确保熔透深度≥0.8 倍栓钉直径。PBL 剪力键在钢底板开孔（直径 50-80mm），孔内贯穿 Φ25-Φ28 钢筋并填充微膨胀混凝土，形成抗剪榫头，其疲劳应力幅需控制在 80MPa 以内。两种连接件交替布置时，栓钉与 PBL 键间距应≥1.5 倍键高，避免应力集中。

钢箱梁自身连接

底板与侧板采用全熔透坡口焊缝刚性连接：坡口角度 55°-65°，钝边 2-3mm，采用 CO₂气体保护焊分 3 层施焊（电流 240±30A，电压 30±3V），每层间温度≤150℃。焊接顺序遵循 “先横隔板后纵缝” 原则，对称施焊以抵消变形。对于厚板（≥20mm），需在焊缝两侧设置刚性胎架约束，并采用反变形设计（预设 1-2° 仰角）。

特殊节点处理

支点区域采用 “焊接 + 螺栓” 混合连接：先通过点焊定位（点焊长度 50-100mm，间距 300-500mm），再穿入 M22-10.9 级高强螺栓预紧至设计值的 70%，最后完成正式焊接。螺栓群布置需避开焊缝热影响区，边缘距≥2 倍螺栓直径。

二、加固措施与构造优化

局部补强设计

对高应力区（如腹板与底板交接处），采用 Q345qD 钢材补强板覆盖，厚度不小于原板的 80%。补强板与原结构通过双面角焊缝连接（焊脚尺寸≥8mm），并在板端设置半径≥50mm 的圆弧过渡，降低应力集中系数至 1.8 以下。对于疲劳裂纹，需在尖端钻孔（Φ8-10mm）止裂，再粘贴 3 层碳纤维布（CFRP），搭接长度≥200mm，可使应力幅降低 28%。

加劲肋体系强化

横向加劲肋采用倒 T 形截面（腹板厚 12-16mm，翼缘宽 150-200mm），间距 1.5-2.5m，支点区域加密至 1.2m。纵向加劲肋布置于底板受压区，距侧板 0.2 倍底板宽度处，采用板肋或倒 T 肋（间距 500mm），刚度需满足《公路钢结构桥梁设计规范》要求。加劲肋与底板、侧板采用双面连续角焊缝连接，焊脚尺寸≥6mm。

体外预应力加固

在底板下方张拉 Φ15.2 钢绞线体外束，通过槽型钢锚固于桥墩承台。钢绞线张拉控制应力取 0.45 倍标准强度（约 756MPa），每束张拉力 200-300kN。锚固区需增设 U 形钢板箍（厚度 16mm），与底板焊接形成应力扩散区，可使底板跨中挠度减少 30%-40%。

三、施工质量控制要点

界面处理标准

钢底板喷砂除锈需达 Sa2.5 级，粗糙度 Rz40-80μm，4h 内完成底漆喷涂（环氧富锌底漆，厚度≥80μm）。混凝土桥面板浇筑前，钢表面需涂刷环氧粘结剂（用量 0.2-0.4kg/m²），并抛丸至露出骨料，确保粘结强度≥1.5MPa。

焊接与探伤检测

焊缝需 100% 超声波探伤，重点检查熔合线与热影响区。对于未熔合缺陷，采用碳弧气刨清除后补焊，复验合格后方可进入下道工序。PBL 剪力键混凝土需进行抗压强度测试（设计值≥C50），28 天龄期强度需达设计值的 110%。

变形监测与调整

安装过程中采用全站仪实时监测底板挠度与侧板垂直度，偏差控制在 ±2mm 以内。体外预应力张拉时，需同步监测结构反拱值，实际反拱与理论值偏差应≤±5%，否则需调整张拉力。

四、工程实例验证

某长江大桥采用 “栓钉 + PBL 剪力键” 连接方案，底板与侧板焊接后，在支点区域增设双拼倒 T 形加劲肋（间距 1.8m），并对跨中底板施加 4 束体外预应力。静载试验显示，底板最大应力幅从 120MPa 降至 85MPa，疲劳寿命从 15 年提升至 50 年以上。另一工程对损伤底板采用 “补强板 + 碳纤维布” 加固，应力集中系数从 3.2 降至 1.8，有效恢复结构承载力。

实际工程中，需根据荷载特性与环境条件动态调整方案：对于重载交通桥梁，优先采用 PBL 剪力键 + 体外预应力组合加固；对于腐蚀环境，需在补强板表面喷涂电弧喷铝层（厚度 120μm）并覆盖氟碳面漆，形成 340μm 厚复合防护层。施工中需强化过程管控，确保每个环节质量可控，最终实现结构安全与经济性的平衡。

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