大跨徑波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)研究

李海亮

摘 要：作為跨越江河及城市交叉線的主要構(gòu)造物，橋梁施工對(duì)我國(guó)公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展至關(guān)重要。本文以某大跨徑橋梁為工程背景，對(duì)其邊跨直線段、合攏段、鋼筋及混凝土等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討，以期有效提高工程整體施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：波形鋼腹板；大跨徑橋梁；邊跨直線段

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）23-0117-02

0 引言

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)橋梁工程行業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是大跨橋梁的發(fā)展。在橋梁總荷載內(nèi)，其恒載所占比例較大，一般可超過(guò)80%，而制約橋梁跨越能力的主要因素為橋梁自重，為此，如何降低橋梁自重成為現(xiàn)代橋梁跨越能力提升的重要途徑。上世紀(jì)80年代法國(guó)CB公司提出一種設(shè)想，即平面鋼板由波形鋼板取代，也就是說(shuō)選用沿橋軸方向可伸縮的波形鋼腹板箱梁代替原有平直鋼腹板箱梁，從而產(chǎn)生一種新型箱梁結(jié)構(gòu)，即波形鋼腹板組合箱梁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可看做是鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)炷量箟簭?qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)加以有效利用，并能充分結(jié)合鋼筋、混凝土材料的特點(diǎn)，達(dá)到材料利用率全面提升的作用，相比其他結(jié)構(gòu)形式，其更具經(jīng)濟(jì)性、合理性。

1 工程概況

某橋梁工程主橋總長(zhǎng)度為285m，75cm+135cm+75cm為該橋跨徑布置內(nèi)容，且分上下行兩幅。波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為其上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選取單箱單室直腹板箱形截面作為箱梁，本橋梁工程中，以1605cm作為頂板整體寬度，352.5cm為兩側(cè)懸臂長(zhǎng)，28cm為箱內(nèi)頂板厚度。為實(shí)現(xiàn)箱梁抗扭剛度全面提高及滿足體外束轉(zhuǎn)向要求，應(yīng)將4道橫隔板安設(shè)于邊跨，并將8道橫隔板安設(shè)于中跨，其間距需控制在17.6m以?xún)?nèi)。

2 大跨徑波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

2.1 墩頂0#、1#塊施工技術(shù)

該工程由3跨構(gòu)成，各幅主墩為2個(gè)，其高度分別為8.5m、14.5m。按照墩身高度選用的支架也有所不同，本橋選取鋼管樁支架用于高墩，選取滿堂支架用于低墩。同時(shí)選用組合鋼模板作為外側(cè)模板，以竹膠板與方木組合模板為內(nèi)側(cè)模板。在澆筑頂板時(shí)，為防止影響波形鋼腹板空間位置，需分2次澆筑0#、1#塊。作為第一塊安裝的鋼腹板，梁體1#塊波形鋼腹板，可選取角鋼“井”字架在其下翼緣板底下支墊，并將型鋼桁架設(shè)置到2塊鋼腹板中間，進(jìn)行對(duì)拉支撐。

完成上述作業(yè)后，可通過(guò)汽車(chē)泵將混凝土運(yùn)送至模內(nèi)進(jìn)行澆筑施工，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，可分2次完成澆筑。首次澆筑范圍為底板、中隔墻、內(nèi)襯混凝土，并逐步澆筑至鋼腹板上翼緣板水平位置。當(dāng)混凝土初凝結(jié)束，即可將支架搭設(shè)到底板，并進(jìn)行頂模安裝及鋼筋綁扎，隨后進(jìn)行頂板混凝土澆筑。

2.2 掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)

按照頂板混凝土強(qiáng)度實(shí)際情況，在養(yǎng)生階段拆除頂板模板，當(dāng)混凝土與設(shè)計(jì)要求相符時(shí)，即可進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力束張拉施工，并壓漿。掛籃可通過(guò)油壓千斤頂頂升，通過(guò)導(dǎo)鏈把軌道向梁端牽引，且做好軌道錨固作業(yè)。頂推走行油缸，并對(duì)掛籃底模、側(cè)模等起到帶動(dòng)作用，以此往前不斷移動(dòng)，滑行過(guò)程中，必須處理好接縫。掛籃在修補(bǔ)或處理環(huán)節(jié)，嚴(yán)禁移動(dòng)。底模后吊桿等安裝錨固后，可轉(zhuǎn)變受力狀態(tài)，將其由臨時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰檬芰Γ源颂岣呤┕ぐ踩?。隨后做好掛籃底板位置、高程調(diào)整，保證其在允許范圍內(nèi)，且做好打磨及涂油工作。要求將底層鋼筋同時(shí)綁扎到頂、底板位置，穿鋼腹板貫穿鋼筋，做好預(yù)應(yīng)力管道及體外束預(yù)埋件定位工作。完成底板側(cè)模與倒角模板安裝作業(yè)后，即可通過(guò)汽車(chē)泵進(jìn)行頂、底板混凝土澆筑施工，通常以對(duì)稱(chēng)澆筑為主。澆筑順序以鋼腹板下翼緣板承托位置混凝土-底板外側(cè)模板-底板其余混凝土-頂板混凝土。

同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格依照施工設(shè)計(jì)要求及相關(guān)規(guī)范規(guī)定做好焊接施工，其詳細(xì)焊接參數(shù)如表1所示，本工程以II級(jí)焊縫為鋼腹板現(xiàn)場(chǎng)焊接焊縫等級(jí)，選取磁粉檢測(cè)。

2.3 邊跨直線段施工技術(shù)

按照工程實(shí)際情況，32#左右幅可看做是整體承臺(tái)，承臺(tái)頂面基本和原地面齊平，因其墩身高度較低，可將整體滿堂支架搭設(shè)到左右幅，且在承臺(tái)頂面做好支撐。因承臺(tái)縱向長(zhǎng)度較短，可選取級(jí)配碎石對(duì)承臺(tái)頂下1m內(nèi)進(jìn)行換填，厚度為60cm，并將C20砼澆筑于上方，厚度以40cm為準(zhǔn)，保證其高度等同于承臺(tái)高度。因35#墩墩身高度較大，且左右幅不屬于整體承臺(tái)，為分離式承臺(tái)，2.5m為承臺(tái)埋設(shè)深度，同時(shí)回填土具有較大含水量，這種情況下，必須做好基坑開(kāi)挖工作，要求開(kāi)挖到承臺(tái)頂面，且一層一層進(jìn)行砂礫石回填及夯實(shí)，回填高度應(yīng)與原地表一致。做好整平作業(yè)后，需進(jìn)行C20條形基礎(chǔ)澆筑，并將鋼筋網(wǎng)片設(shè)置于基礎(chǔ)底部，且保證條形基礎(chǔ)不會(huì)出現(xiàn)裂開(kāi)現(xiàn)象。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可選取大塊新制鋼模作為直線段外側(cè)模板與底模，則木模為其內(nèi)模。完成支架搭設(shè)作業(yè)后，應(yīng)以墩外直線段重量、合攏段重量50%和掛籃底模與頂模體系50%重量總和120%一級(jí)一級(jí)加載，通過(guò)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行支架預(yù)拱度設(shè)置。預(yù)壓卸載以后即可安裝支座，調(diào)平支座后則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行偏位設(shè)置，并進(jìn)行自流平砂漿灌注。在邊跨合攏后即可單端進(jìn)行體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力張拉，在直線段端橫梁內(nèi)做好P錨單端錨固，隨后綁扎好端橫梁鋼筋，同時(shí)提前進(jìn)行邊跨合攏段縱向鋼絞線下料及編號(hào)，并及時(shí)將波紋管套于其上，完成擠壓P錨后，需定位于直線段，并將其余鋼筋綁扎，支立內(nèi)模及完成直線段混凝土澆筑。

2.4 合攏段施工技術(shù)

邊跨合攏與中跨合攏是本工程合攏的主要構(gòu)成部分，3.1m為合攏段長(zhǎng)度，3.5m為其梁高。選取掛籃完成合攏作業(yè)。合攏施工前，需觀測(cè)施工天氣情況，跟蹤測(cè)量氣溫及澆筑混凝土之后的溫度情況，并做好分析，為后期施工提供參考依據(jù)。除此之外，還應(yīng)保證合攏段平衡配重，進(jìn)而確保施工過(guò)程中混凝土狀態(tài)穩(wěn)定。如配重選用預(yù)制混凝土塊，則要求在混凝土澆筑時(shí)逐漸完成卸載。邊跨合攏前，應(yīng)完成張拉頂板預(yù)應(yīng)力，且保證標(biāo)高、預(yù)埋位置等條件與施工規(guī)定或設(shè)計(jì)要求相符。完成上述作業(yè)后，應(yīng)整體向前移動(dòng)掛籃，一般可向直線段端頭預(yù)留槽口位置移動(dòng)前吊帶，同時(shí)應(yīng)將直線段底板端頭一些模板、分配梁拆除，以此為掛籃下底橫梁就位提供便利，隨后做好吊帶頂提升、頂緊工作。焊接過(guò)程中需先焊接邊跨合攏口一端預(yù)埋件與連接料，待質(zhì)量合格即可焊接另一端，完成焊接后需及時(shí)將焊渣去除。

當(dāng)混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，即達(dá)到90%，且齡期在10d以上，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行中跨合攏段預(yù)應(yīng)力束張拉，且壓漿，隨后完成剩余預(yù)應(yīng)力束張拉，并將臨時(shí)支座去除，結(jié)束整個(gè)體系地轉(zhuǎn)換。

2.5 鋼筋、混凝土施工技術(shù)

根據(jù)鋼筋直徑合理選擇連接方式，具體如表2所示。安裝0#與1#鋼筋過(guò)程中，因塊段高度較大，必須先做好鋼管支架搭設(shè)才能施工。同時(shí)由于0#塊內(nèi)具有大量預(yù)應(yīng)力管道，且體外束預(yù)埋管很大，因此在空間方面鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道極易產(chǎn)生干擾，此時(shí)必須對(duì)普通鋼筋位置進(jìn)行適當(dāng)移動(dòng)，進(jìn)而確保鋼束管道等位置的精確性。

按照工程需要，需選用高性能混凝土用于施工，為防止裂紋出現(xiàn)，一般可將適量粉煤灰摻加到膠凝材料內(nèi)，以此達(dá)到降低水化熱的目的。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)按照底板-頂板的順序澆筑，同時(shí)需將圓孔設(shè)置到波形鋼腹板各個(gè)凹波內(nèi)下翼緣板，有效排除下翼緣板鋼板下空氣，待圓孔內(nèi)溢出混凝土才能停止施工，進(jìn)而提高混凝土密實(shí)度。待完成澆筑作業(yè)后，及時(shí)對(duì)下翼緣板鋼板進(jìn)行敲打，如出現(xiàn)空洞，則應(yīng)及時(shí)對(duì)該部位進(jìn)行小溝鑿設(shè)，且灌注同標(biāo)高水泥凈漿。

2.6 全橋鋼腹板外表面整體涂裝

本工程選取重防腐涂裝作為波形鋼腹板內(nèi)外表面防護(hù)，要求涂裝耐久性控制在20年以上。根據(jù)工程施工情況，可在施工場(chǎng)地完成表面面漆與兩節(jié)段間豎向焊縫涂裝，其他可在工廠室內(nèi)完成。涂裝施工前，可先處理焊縫表面與焊縫兩邊，并將表面雜物，如銹跡、焊渣等清理干凈，保證表面清潔。各個(gè)涂層按照規(guī)定合理確定涂層材料及厚度，如表3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，選用波形狀結(jié)構(gòu)用鋼板替代傳統(tǒng)PC梁橋混凝土腹板，可降低自重，節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼材用量，且可提升預(yù)應(yīng)力效率。同時(shí)對(duì)橋梁后期維修、補(bǔ)強(qiáng)等極為有利。為此，做好大跨徑波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋施工及研究工作，可為我國(guó)此類(lèi)橋梁施工技術(shù)水平提升提供強(qiáng)有力的保障。

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