一種底板為平板鋼的新型波形鋼腹板PC連續(xù)組合箱梁施工工藝

張杰 李國政 肖長啟

摘 要：東寶河新安特大橋是國內(nèi)首創(chuàng)的“波形鋼腹板+底板平板鋼”結(jié)構(gòu)的新型PC組合梁橋，本文主要提供了波形鋼腹板制作、安裝及跨中鋼底板安裝工藝、波形鋼腹板大跨度橋梁線形控制及合龍段施工，為后續(xù)波形鋼腹板橋梁設(shè)計提供依據(jù)，為波形鋼腹板PC連續(xù)箱梁橋的施工提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：波形鋼腹板PC連續(xù)箱梁;波形鋼腹板安裝;體外索施工;線形;監(jiān)控

1 工程概況

東寶河新安大橋為跨市界道路橋梁工程，連接深圳市沙井街道和東莞市長安鎮(zhèn)，主橋上跨東寶河，跨徑布置為88 m+156 m+88 m，橋面寬2×16.25 m。主橋上部結(jié)構(gòu)采用三跨波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，單幅主橋箱梁采用單箱單室斷面，全橋箱梁分為18個澆筑節(jié)段。本橋最大特點是在跨中設(shè)置了49.6 m的鋼底板組合梁段，與其它位置腹板組合箱梁的不同之處，是該段底板用30 mm厚的鋼板代替30 cm～40 cm厚的混凝土底板，是國內(nèi)大跨度波形鋼腹板組合梁橋首次采用鋼-混混合底板構(gòu)造，其跨中底板采用鋼底板代替混凝土底板，可避免跨中截面因彎矩過大造成的底板混凝土開裂問題，且可降低結(jié)構(gòu)自重，減少底模的用量，鋼結(jié)構(gòu)可在工廠整體預(yù)制完成，縮短了施工工期，可進(jìn)一步增大結(jié)構(gòu)跨越能力。

2 波形鋼腹板制作

本工程波形鋼腹板及跨中鋼底板采用工廠集中加工生產(chǎn)，運(yùn)至施工現(xiàn)場安裝。產(chǎn)品生產(chǎn)主要對原材料進(jìn)廠檢驗、切割下料、壓模成型、首道拋丸前處理、波形鋼腹板埋弧焊接、栓釘焊接與氣體保護(hù)焊焊接剪力連接件、波形鋼腹板與連接件組焊、成型矯正及檢驗、振動時效內(nèi)應(yīng)力消除、重防腐涂裝前處理、噴涂涂裝、噴漆涂裝等12個重點環(huán)節(jié)進(jìn)行產(chǎn)品工藝實施技術(shù)保證。

3 波形鋼腹板安裝

3.1 吊裝

主要吊裝方式采用汽車吊配合自帶吊裝系統(tǒng)來完成。即利用汽車吊將波形鋼腹板構(gòu)件從地面吊放至0號塊梁體頂面，通過橋面設(shè)置的平板小車將構(gòu)件運(yùn)輸至掛籃桁架下面，然后利用掛籃桁架上設(shè)置的電動葫蘆吊裝系統(tǒng)來完成波形鋼腹板構(gòu)件的安裝，掛籃中跨方向采用兩個10 t，一個16 t的電動葫蘆，邊跨方向采用2個10 t的電動葫蘆，電動葫蘆自帶鋼絲繩，鋼絲繩滿足電動葫蘆的吊裝要求。

3.2 對位

橋面平板小車及掛籃吊裝系統(tǒng)均采用專人進(jìn)行電子開關(guān)按鈕控制。對位過程把握慢、準(zhǔn)、錨幾個關(guān)鍵工序，在對位過程中一定要慢慢移動，指揮人員、操作人員應(yīng)明白對位構(gòu)件的具體位置、尺寸，便于移動過程中的精準(zhǔn)對位，達(dá)到設(shè)計位置后及時進(jìn)行錨栓錨固，完成對位作業(yè)。

3.3 焊接

波形鋼腹板現(xiàn)場焊接質(zhì)量直接決定波形鋼腹板PC組合橋梁的承載力可靠性及耐久性。波形鋼腹板焊接主要采用貼角焊縫連接，根據(jù)材料、工藝、現(xiàn)場施工環(huán)境制定施工作業(yè)指導(dǎo)書。

4 跨中鋼底板安裝

每塊跨中鋼底板尺寸7.4 m（橫向）×2.4 m（縱向），因掛籃主桁架間兩外軌道凈距7.145 m，故小車橫向按照2.4 m、縱向按照7.4 m放置運(yùn)輸，用16 t電動葫蘆起吊前移至掛籃軌道端頭，合人工拉繩旋轉(zhuǎn)后直接下放至底板對應(yīng)位置，并與上節(jié)段鋼底板和波形鋼腹板焊接，完后松開吊裝鋼絲繩。

5 合龍段施工

（1）邊中跨合龍前，預(yù)埋勁性骨架基礎(chǔ)及吊架安裝預(yù)留孔。

（2）安裝合龍吊架，安裝合龍波形鋼腹板，將鋼底板吊入底籃上。

（3）安裝邊中跨波形鋼腹板和中跨鋼底板，安裝后一端鎖定，另一端先不鎖定;邊跨合龍段頂板、翼緣板荷載由合龍吊架承擔(dān)，底板由支架承擔(dān)。

（4）綁扎合龍段鋼筋，待合龍段鋼筋綁扎完成、預(yù)應(yīng)力索安裝完成后，將頂?shù)装鍎判怨羌苕i定。

（5）在中跨合龍段兩端（15號節(jié)段）設(shè)置水袋配重，水袋重量各設(shè)置合龍段混凝土的一半，鎖定波形鋼腹板及鋼底板。

（6）邊跨合龍段待鋼筋、預(yù)應(yīng)力施工完成后將波形鋼腹板另一端鎖定，波形鋼腹板鎖定后立即澆筑邊跨合龍段混凝土;中跨先配重，再將鋼底板鎖定，鋼底板鎖定后鎖定波形鋼腹板，鎖定后（所有焊縫施工完成），最后鎖定勁性骨架、澆筑合龍段混凝土，同步等效卸載兩端水箱重量，混凝土澆筑完成，卸載完成，因邊跨在支架上不再進(jìn)行設(shè)置配重。

（7）根據(jù)現(xiàn)場測量合龍口的實際尺寸，制作邊跨合龍段波形鋼腹板，波形鋼腹板制作時僅單側(cè)預(yù)留臨時連接螺栓孔，另一側(cè)無需預(yù)留，單側(cè)連接后在另一側(cè)焊接即可;中跨合龍段制作同邊跨合龍段波形鋼腹板，合龍時，先合龍波形鋼腹板再合龍鋼底板制作，合龍鋼底板尺寸比設(shè)計尺寸大10 cm（并在15號段混凝土澆筑后連續(xù)3天復(fù)測合龍口尺寸，確保鋼底板尺寸合格）。

6 線形控制

（1）中線控制：在合龍段前一節(jié)段施工前即做好中線控制工作，澆筑砼前必須用全站儀對合龍段的上一節(jié)段梁端進(jìn)行準(zhǔn)確測量，保證合龍段中線誤差控制在允許范圍之內(nèi)（相對軸線偏差不能超過5 mm）。

（2）高程控制：根據(jù)施工前預(yù)拱度值、設(shè)計標(biāo)高及掛籃彈性變形值，精確控制合龍段前一節(jié)段梁端標(biāo)高，測量實行雙檢制，保證合龍段兩懸臂端高差在允許范圍之內(nèi)（兩側(cè)相對高差不的超過10 mm）。

（3）邊跨現(xiàn)澆段及15號節(jié)段混凝土澆筑完成后，連續(xù)三天測量波形鋼腹板合龍口長度，根據(jù)觀測數(shù)量制作合龍段波形鋼腹板及鋼底板。

7 體外索預(yù)應(yīng)力施工

（1）在混凝土連續(xù)箱體內(nèi)部布置體外縱向預(yù)應(yīng)力鋼束，以提高橋梁的二期恒載及運(yùn)營后活載使其達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)降低腹板主拉應(yīng)力，同時便于運(yùn)營過程中更換預(yù)應(yīng)力體系。全橋共設(shè)72束環(huán)氧涂層無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力成品索鋼絞線。采用了144套可調(diào)式錨具和600 t、行程20 cm的千斤頂。張拉方法選擇懸浮裝置張拉。張拉指標(biāo)值如下表。

（2）懸浮裝置張拉的基本原理：在YCW600千斤頂前增加一套工具錨和張拉支撐架，在千斤頂與錨板間設(shè)置限位板和十字壓緊器，在千斤頂前設(shè)有前工具錨和后工具錨。在每次張拉時，后工具錨的夾片都處于放松狀態(tài)，在完成一個行程回油前，將后工具錨的夾片鎖緊鋼絞線，多次倒頂，直到張拉到設(shè)計噸位。由于限位板的作用，在每次張拉時，工作夾片退出錨孔，倒頂時由于后工具錨的作用，工作夾片一直處于“懸浮”狀態(tài)。張拉到設(shè)計噸位后，將限位板和十字壓緊器相連的螺釘旋緊，壓緊工作夾片后，千斤頂回油使工作夾片受力錨固，張拉即可完成。

8 結(jié)束語

東寶河新安大橋的非對稱懸澆大跨度寬幅波形鋼腹板PC箱梁施工工藝，是目前國內(nèi)外唯一的橋梁結(jié)構(gòu)形式，唯一性主要表現(xiàn)在：一是中跨設(shè)置了49.6 m長的鋼底板;二是非對稱大跨度掛籃懸澆施工，主要表現(xiàn)在中跨鋼底板比邊跨混凝土底板重量輕，T構(gòu)重量不平衡。本橋的施工工藝，為今后類似工況施工提供了經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]王彬.剛構(gòu)-連續(xù)體系波形鋼腹板PC箱梁橋合龍順序研究[J].山西交通科技，2020（3）：83-86+123.