鋼板組合梁橋面板橫向濕接縫優(yōu)化設(shè)計探索

武 林， 高 波

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司；公路交通節(jié)能環(huán)保技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

自2015年以來，我國交通運(yùn)輸部出臺了一系列推動鋼結(jié)構(gòu)和鋼混組合結(jié)構(gòu)橋梁發(fā)展的有利政策[2,3]。隨著國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)能提高，在橋梁中大量采用鋼板組合梁結(jié)構(gòu)成了目前橋梁發(fā)展的趨勢[6]。

皖南某山區(qū)高速目前已推廣應(yīng)用鋼板組合梁橋，全線共31座鋼板組合梁橋，總長度12.12 km。

全線橋梁上部結(jié)構(gòu)采用35 m和40 m兩種標(biāo)準(zhǔn)跨徑， 梁高分為2.21 m與2.51 m，其中35 m鋼板組合梁橋的立面布置如圖1所示。鋼板組合梁主梁斷面采用直腹式雙工字鋼板組合梁，雙主梁間距6.7 m，混凝土橋面板和鋼主梁通過錨栓釘連接[7-9]，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖2所示。

圖1 35 m鋼板組合梁縱梁立面圖(單位：mm)

圖2 鋼板組合梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖(單位：cm)

1 橋面板濕接縫施工圖階段方案

以35 m鋼板組合梁橋為例，施工圖設(shè)計中橋面板濕接縫的寬度標(biāo)準(zhǔn)板寬3.0 m，濕接縫寬度0.5 m。橫向濕接縫除在雙工字鋼板頂部不用吊模板外，濕接縫等寬段和漸變段均需采用吊模版，濕接縫立面和平面示意如圖3所示。

圖3 濕接縫立面和平面示意(施工圖階段)

2 橋面板濕接縫優(yōu)化的原因

為持續(xù)打造綠色公路工業(yè)化建造新模式，考慮在預(yù)制橋面板時增設(shè)濕接縫底托，從而減少橋面板濕接縫施工過程中的吊模安裝及拆卸工序。采用濕接縫底托，將空中的作業(yè)面移動到地面完成，使得工業(yè)化水平和安全性大大提升[10，11]，初步優(yōu)化后的橋面板濕接縫立面與平面如圖4所示。

圖4 濕接縫立面和平面示意(初步優(yōu)化方案)

3 優(yōu)化過程出現(xiàn)的問題

在3.0 m標(biāo)準(zhǔn)板縱向兩側(cè)各設(shè)置24 cm的底托后(兩塊橋面板中間預(yù)留2 cm調(diào)整縫隙)，出現(xiàn)了以下問題：當(dāng)后一塊橋面板安裝時，由于前一塊板濕接縫鋼筋伸出托板16 cm，阻擋了后一塊板的托板下落，導(dǎo)致后一塊板無法垂直下落就位。 橋面板濕接縫局部大樣圖如圖5所示：

圖5 橋面板濕接縫局部大樣圖

4 優(yōu)化比選方案

根據(jù)現(xiàn)場存在的問題及施工工藝情況，同時結(jié)合業(yè)主、監(jiān)理等相關(guān)意見，對橋面板濕接縫鋼筋問題提出四種方案進(jìn)行比選。

4.1 優(yōu)化方案一

優(yōu)化方案一是將預(yù)制板兩側(cè)的底托做成一長一短的形式，從而使得后一塊板在向下吊裝的過程中(短的底托)與前一塊板的濕接縫鋼筋不相碰，如圖6所示。

圖6 橋面板濕接縫優(yōu)化方案一

4.2 優(yōu)化方案二

考慮到優(yōu)化方案一的底托做成一長一短，長的一端由于板的長、厚比較大，在現(xiàn)場預(yù)制、吊裝的過程中易造成托板的磕碰破損,故將預(yù)制板端部一定范圍內(nèi)進(jìn)行加厚處理，如圖7所示。

圖7 橋面板濕接縫優(yōu)化方案二

4.3 優(yōu)化方案三

由于方案一和方案二都會導(dǎo)致預(yù)制板端部模板的復(fù)雜性及工作量的增加，在不改變初步方案托板尺寸的前提下，將預(yù)制板內(nèi)的縱向環(huán)筋伸出預(yù)制板24 cm(即縱向環(huán)筋與底板齊平)，然后在后板架設(shè)完畢后，增設(shè)現(xiàn)澆環(huán)形箍筋，并與預(yù)制板縱向環(huán)筋進(jìn)行焊接,如圖8所示。

圖8 橋面板濕接縫優(yōu)化方案三

4.4 優(yōu)化方案四

考慮到前一塊板縱向環(huán)形箍筋與后一塊板的底托存在相碰，方案四考慮將前板的縱向箍筋截斷(截斷后與前板底托長度齊平)，待后板架設(shè)完畢后，再對前板缺少的環(huán)形箍筋進(jìn)行搭接焊接，如圖9所示。

圖9 橋面板濕接縫優(yōu)化方案四

5 方案比較與論證

原設(shè)計方案和比選方案各有利弊，本文對各方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較論證，見表1，最終確定選用方案三。

表1 四個優(yōu)化方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較

6 結(jié) 論

本項目鋼板組合梁橋目前處于全面施工狀態(tài)，鋼板組合梁濕接縫處設(shè)置預(yù)制底托，在減少橋面板濕接縫施工過程中的吊模安裝及拆卸工序的同時，也大大提高了施工的安全性，符合持續(xù)打造綠色公路工業(yè)化建造新模式的理念。