波形鋼腹板PC 組合箱梁橋新型異步施工技術(shù)研究

冀佳

山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司公路工程總承包分公司 山西太原 030006

從本質(zhì)上分析，波形鋼腹板PC 組合箱梁橋?qū)儆谝环N全新的鋼混結(jié)構(gòu)橋梁形式。相較于混凝土箱梁而言，波形鋼腹板PC 組合箱梁是由波形鋼腹板、體外預(yù)應(yīng)力束以及上下混凝土翼板等組成，其橫向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度比較小，主要通過增加橫隔板優(yōu)化其動力特性。與混凝土腹板對比而言，該箱梁的突出性特點(diǎn)為混凝土腹板的重量比較小，控制了上部結(jié)構(gòu)中的鋼筋料、混凝土料以及預(yù)應(yīng)力鋼筋料的實際用量，工程成本造價比較低?？v觀波形鋼腹板PC 組合箱梁的實踐應(yīng)用情況，其能夠減小結(jié)構(gòu)的自身重量，提升預(yù)應(yīng)力效率，控制結(jié)構(gòu)工程材料用量，節(jié)省工程施工成本，如今已經(jīng)成為橋梁工程項目主要采用的一種結(jié)構(gòu)形式。波形鋼腹板PC 組合箱梁基本選擇滿堂支架方法與頂推方法等相關(guān)傳統(tǒng)技術(shù)方法，但是由于傳統(tǒng)工藝下抗壓能力較為薄弱，橫向剛度比較有限，因此施工效率偏低。而選擇新型異步技術(shù)能夠切實提升施工效率，縮短工期，并控制與節(jié)省施工成本。

1 項目背景

此高速公路工程項目的全線長度是36.58km，采用的是雙向四車道，行車速度為80km/h。此項目包含一座橋梁，主橋長度是336m，采用的結(jié)構(gòu)類型是三跨波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁（90m+156m+90m），主梁結(jié)構(gòu)為單箱單室，橋面的橫坡率是3%，從箱梁順著頂板頂緣中點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而成，同時箱梁的底板采用水平設(shè)置方式，左幅箱梁與右幅箱梁以路中心為對稱線。此外，梁高與底板的厚度呈現(xiàn)出1.6 次拋物線從跨中至根部變化，其中跨中梁的高度是42m，底板的厚度是3.2m；根部梁的高度是90m，底板的厚度是1.2m，而墩頂?shù)牡装搴穸仁?0m。箱梁的翼緣懸臂是29.1m，懸臂段的厚度是2m，及其根部厚度是7.5m。

2 波形鋼腹板PC 組合組合箱梁新型異步技術(shù)

2.1 工藝控制

從波形鋼腹板PC 組合箱梁方面分析，新型異步技術(shù)研究基本集中在支架預(yù)壓、觀測與安裝等相關(guān)領(lǐng)域。當(dāng)托架所有的單元件、桁片以及牛腿等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件焊接施工結(jié)束之后，必須實施金屬質(zhì)量檢驗、焊接效果檢驗、氣體檢驗以及設(shè)備檢驗等，保證檢驗結(jié)果達(dá)標(biāo)后才能夠辦理簽證進(jìn)場[1]。

預(yù)壓技術(shù)：當(dāng)托架吊裝至指定位置之后，上橫梁處在高空實施預(yù)壓，難度系數(shù)比較大，且安全風(fēng)險系數(shù)高，所以受力構(gòu)架托架應(yīng)選擇在地面上實施模擬預(yù)壓，然后對托架的性能進(jìn)行驗證。

安裝技術(shù)：確保橋臺平面與地面之間的距離控制為3m 至5m，安裝施工階段選擇2 臺汽車吊（重量是50t），通過雙機(jī)進(jìn)行吊裝。基于對拉狀態(tài)下選擇精軋螺紋鋼筋，所有的榀支架都要建立3 個點(diǎn)（其中每個點(diǎn)應(yīng)安裝1 臺千斤頂，重量是200t，以及精軋螺紋鋼筋）實施加載。

2.2 混凝土施工控制

以上橫梁混凝土施工為例，具體如下：①水泥，選用的材料是礦渣硅酸鹽水泥（級別是P.S32.5），必須具備出廠合格證與復(fù)試報告；②砂（細(xì)砂），混凝土級別＜C30，其含泥量應(yīng)＜5%，混凝土級別＞C30，其含泥量應(yīng)＜3%，需要對混凝土及其C30 含泥量進(jìn)行嚴(yán)格控制[2]；③石子，混凝土級別＜C30，含泥量應(yīng)＜2%，混凝土級別＞C30，其含泥量應(yīng)＜1%，同時石子的粒徑范圍保證處于16mm 至30mm 之間；④混凝土外加劑，類型是FJ-1 泵送機(jī)，通過試驗確定最佳摻入量。

混凝土澆筑施工主要分為2 次進(jìn)行，第一次混凝土澆筑施工高度為4m，選擇掛籃施工技術(shù)完成鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑以及預(yù)應(yīng)力管道安裝等，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計強(qiáng)度要求90%以上，則進(jìn)行上橫梁底板預(yù)應(yīng)力張拉、混凝土澆筑，最后根據(jù)設(shè)計順序完成上橫梁預(yù)應(yīng)力束張拉封錨。

2.3 底板與腹板鋼筋安裝

曲線梁安裝施工中新型異步技術(shù)的實踐應(yīng)用，必須對鋼筋間隔距離位置進(jìn)行有效控制，結(jié)合施工規(guī)定要求實施放樣，精準(zhǔn)確定設(shè)計線與橫斷面的對稱線。在底板鋼筋安裝施工階段需要設(shè)置保護(hù)層墊塊，防止后期骨架重量過大而無法安裝。為了能夠保證不會損傷模板，需要在使用撬棍的過程中對底板上層與下層鋼筋之間的支撐重量進(jìn)行合理控制，根據(jù)施工荷載實際情況設(shè)計與使用架立筋，從而達(dá)到對上層鋼筋自身重量的有效控制，各層級間墊塊應(yīng)增設(shè)馬鐙或者是架立筋。針對保護(hù)層墊塊材料選用而言，必須確保其強(qiáng)度與剛度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，以細(xì)石混凝土制作為例，墊塊強(qiáng)度級別應(yīng)＞混凝土強(qiáng)度級別，規(guī)格選擇的是7cm×7cm×7cm 的混凝土保護(hù)層厚度[4]。而混凝土預(yù)制墊塊的實踐應(yīng)用，必須對材料配比進(jìn)行科學(xué)控制，確保所有材料強(qiáng)度、成分以及色澤等相統(tǒng)一；墊塊選擇梅花形進(jìn)行布局，間隔距離需要小于75cm；綁扎施工階段應(yīng)預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道，以免鋼筋綁扎成型之后無法預(yù)留孔道。在進(jìn)行施工時必須嚴(yán)格貫徹《橋梁鋼筋施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)要求。

此波形鋼腹板PC 組合箱梁施工采用的是新型異步澆筑技術(shù)，重點(diǎn)是混凝土澆筑施工結(jié)束之后，其強(qiáng)度必須＞95%，然后才可以拆卸模板與支架[5]。此項技術(shù)的實踐應(yīng)用有效節(jié)省了施工成本，也保證了施工安全。根據(jù)理論計算和實踐表明，新型異步技術(shù)能夠有效控制箱梁線形，且無需進(jìn)行地基處理，實現(xiàn)了波形鋼腹板PC組合箱梁安全施工。

3 結(jié)語

新型異步技術(shù)是公路橋梁工程施工中的一項關(guān)鍵性技術(shù)，其有效解決了波形鋼腹板PC 組合箱梁掛籃技術(shù)擾動問題。新型異步技術(shù)以波形鋼腹板當(dāng)作支撐，具備結(jié)構(gòu)簡單、承載力大以及成本低等優(yōu)勢，保證了公路橋梁安全施工。