中小跨徑鋼板組合梁橋上部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

周橋，李博

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430040）

1 項(xiàng)目背景

某特大橋全長(zhǎng)約5 km， 除三座跨越河道的主線(xiàn)橋采用了不同跨徑的連續(xù)梁橋外，所有引橋均采用鋼板組合梁橋結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)約4 km。 鋼板組合梁采用全寬幅預(yù)制混凝土橋面板，單幅全寬16.75 m，雙幅全寬34.5 m，雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速120 km/h，設(shè)計(jì)荷載公路-I 級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)跨徑4 m×35 m。

全寬幅預(yù)制橋面板鋼板組合梁是分塊預(yù)制橋面板鋼板組合梁的改進(jìn)形式，具有明顯優(yōu)勢(shì)：

（1）鋼梁截面高度降低，用鋼量更經(jīng)濟(jì)；

（2）預(yù)制橋面板數(shù)量減少，結(jié)構(gòu)體系更簡(jiǎn)潔，受力更明確；

（3）現(xiàn)澆濕接縫數(shù)量減少，施工更方便；

（4）全寬預(yù)制橋面板，結(jié)構(gòu)整體性更優(yōu)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為滿(mǎn)足工程建造需求， 示范公路橋梁工業(yè)化建造技術(shù)，該橋以“全寬預(yù)制橋面板鋼板組合梁”連續(xù)梁橋（圖1）作為設(shè)計(jì)橋型，其標(biāo)準(zhǔn)跨徑35 m，邊中跨比為1.0。

圖1 鋼板組合梁橋結(jié)構(gòu)體系示意

鋼主梁采用Q345D“工”字形直腹板鋼梁，混凝土橋面板和鋼主梁通過(guò)焊接在鋼梁頂?shù)募袅︶敽鬂仓炷铃^固連接。雙主梁之間采用橫梁加強(qiáng)橫向聯(lián)系，跨內(nèi)中橫梁為小橫梁，支點(diǎn)中橫梁為加強(qiáng)小橫梁，支點(diǎn)端橫梁為大橫梁，鋼梁中心線(xiàn)處梁高1.7 m，橫梁標(biāo)準(zhǔn)間距為7.0 m，鋼主梁與橫梁之間采用焊接連接。

預(yù)制橋面板采用C50 混凝土，現(xiàn)澆濕接縫和剪力槽采用C50 微膨脹混凝土。 標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制橋面板順橋向?qū)? m，濕接縫寬50 cm，橫橋向長(zhǎng)16.75 m，配6束橫向預(yù)應(yīng)力。 鋼梁支撐處橋面板厚40 cm，端部翼緣厚22 cm， 跨中橋面板厚24 cm， 線(xiàn)性過(guò)渡銜接，橫斷面面積4.748 m2。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 鋼梁制作

3.1.1 鋼梁施工監(jiān)控

（1）線(xiàn)形控制：廠內(nèi)制作線(xiàn)形→裸梁節(jié)段線(xiàn)形→節(jié)段拼裝后線(xiàn)形→橋面板架設(shè)后線(xiàn)形→二期恒載施加后線(xiàn)形。

（2）應(yīng)力監(jiān)控：最大正、負(fù)彎矩處的應(yīng)力監(jiān)控。

（3）標(biāo)高控制：確保相對(duì)高程偏差在規(guī)范允許內(nèi)。

（4）穩(wěn)定安全監(jiān)控：確保施工安全。

3.1.2 鋼梁節(jié)段劃分

廠內(nèi)制造節(jié)段：按設(shè)計(jì)給定的節(jié)段劃分要求進(jìn)行加工。 橋位安裝節(jié)段：以跨為單位將圖紙?jiān)O(shè)計(jì)節(jié)段組拼焊接，并在中支座附近將原設(shè)計(jì)圖中墩頂節(jié)段一分為二后并入相鄰設(shè)計(jì)節(jié)段，墩頂節(jié)段超出中支座650 mm。

3.1.3 鋼梁廠內(nèi)制作工藝流程

鋼梁廠內(nèi)制作工藝流程為：鋼梁上下翼緣板、腹板板單元下料→板單元組拼成“工”字形→板單元拼裝、檢查并焊接→加勁板組裝→加勁板焊接→墊板組焊→切割余量→剪力釘組焊→打磨倒棱→鋼梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)收→鋼梁廠內(nèi)預(yù)拼裝→噴丸、防腐等。

3.2 橋面板預(yù)制

3.2.1 預(yù)制板鋼筋安裝

根據(jù)預(yù)制板結(jié)構(gòu)輪廓， 扣除混凝土保護(hù)層厚度，設(shè)計(jì)橋面板專(zhuān)用鋼筋安裝定位胎架，并在胎架的橋面板橫斷面安裝機(jī)加工梳齒板，對(duì)預(yù)制板縱向鋼筋進(jìn)行精準(zhǔn)定位。 預(yù)制板橫向主筋采用機(jī)械連接。

鋼筋安裝順序?yàn)椋侯A(yù)制板底層鋼筋→剪力槽定位鋼筋→預(yù)制板頂層鋼筋→架立鋼筋→預(yù)應(yīng)力波紋管安裝→錨墊板安裝→預(yù)應(yīng)力定位鋼筋、吊點(diǎn)定位鋼筋→護(hù)欄預(yù)埋鋼筋。 鋼筋安裝完成后，重點(diǎn)對(duì)鋼筋骨架尺寸、主筋間距、箍筋間距、錨具、波紋管、預(yù)留孔等預(yù)埋件進(jìn)行檢查，并安裝高強(qiáng)混凝土保護(hù)層墊塊。

鋼筋骨架采用專(zhuān)用吊具多點(diǎn)平衡起吊。吊運(yùn)前，調(diào)整各吊點(diǎn)吊繩使其受力均勻， 吊點(diǎn)60 cm×60 cm范圍內(nèi)的鋼筋利用點(diǎn)焊加固以防止鋼筋骨架吊裝發(fā)生變形。

3.2.2 模板拼裝與拆除

模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)引入了“超大尺寸橋面板底模主動(dòng)落?！钡乃悸?，整個(gè)模板系統(tǒng)由底模、底模臺(tái)車(chē)、側(cè)模、支撐系統(tǒng)及升降系統(tǒng)等組成，預(yù)制板槽口預(yù)留用快易收口網(wǎng)作為模板。

模板均采用鋼模，由專(zhuān)業(yè)模板廠進(jìn)行加工。 底模采用10 mm 厚鋼板和[10 槽鋼分配梁組成，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后通過(guò)螺栓連接，放置并固定在預(yù)制混凝土墊梁上，側(cè)模采用梳齒形鋼板作面板，利用10 mm 鋼板及角鋼進(jìn)行加固，增加側(cè)模板剛度。

橋面板的加厚段底模固定在混凝土預(yù)制臺(tái)座墊梁上，橋面板鋼筋骨架安裝完成后，逐塊安裝側(cè)模，側(cè)模與底模連接要牢固、穩(wěn)定、不變形，拼縫嚴(yán)密、不漏漿，模板尺寸符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，對(duì)橋面板斷面預(yù)留鋼筋通道在側(cè)模上形成的孔洞，分塊插入薄鋼板封堵，防止漏漿。

當(dāng)橋面板混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa 以上且混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境溫差均不大于20 ℃，并有措施保證梁體棱角完整， 氣溫?zé)o急劇變化，便可拆除側(cè)模板。拆除模板前首先應(yīng)解除模板間的連接，利用龍門(mén)吊進(jìn)行起吊、人工配合。具體操作步驟為：拆除翼緣板側(cè)端模板→拆除腹板側(cè)端模板→拆除底模推拉桿→拆除鋼模板與混凝土底座連接的小邊模板→利用千斤頂及推拉桿將底模分塊拆除→分塊移動(dòng)底模、將底模移動(dòng)至下一橋面板澆筑位置，進(jìn)行下一塊橋面板預(yù)制。

3.2.3 混凝土施工

橋面板采用C50 高性能混凝土，其配合比需嚴(yán)格試配，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

混凝土采用“吊斗法”多點(diǎn)布料、一次澆筑成型，各部位應(yīng)均勻充分地振搗，以確?；炷恋拿軐?shí)性，同時(shí)不應(yīng)因過(guò)振而產(chǎn)生骨料離析現(xiàn)象。 為增強(qiáng)預(yù)制板與現(xiàn)澆濕接縫的連接性能，濕接縫位置混凝土在脫模后應(yīng)及時(shí)鑿毛使骨料外露并沖洗。

橋面板頂板平整度是控制關(guān)鍵點(diǎn)，頂面采用刮桿初收平，初凝前進(jìn)行二次收面并及時(shí)拉毛，以利于后期橋面鋪裝。

單塊預(yù)制板一次澆筑成型，澆筑時(shí)避免振搗器碰撞預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件和模板，澆筑過(guò)程安排專(zhuān)人檢查模板狀態(tài)， 循環(huán)檢查內(nèi)模和外側(cè)模撐桿、絲桿、螺栓等連接情況及模板拼縫情況。

橋面板保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d， 非冬季期間應(yīng)采用保水性較好的土工布覆蓋灑水自然養(yǎng)護(hù)，并布置自動(dòng)噴淋裝置確保24 h 養(yǎng)護(hù)全覆蓋； 冬季采用溫水養(yǎng)護(hù)。

3.2.4 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)制橋面板橫向預(yù)應(yīng)力以分類(lèi)、分時(shí)段張拉為原則，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)，先張拉最外側(cè)1#、6#兩束預(yù)應(yīng)力，減少混凝土收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失；3#、4# 束待混凝土澆筑28 d 后且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%再進(jìn)行張拉；2#、5# 束待預(yù)制板安裝并澆筑剪力槽且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%再進(jìn)行張拉。 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后， 在48 h 內(nèi)完成壓漿， 壓漿采用真空輔助壓漿法。

3.3 鋼板組合梁安裝

3.3.1 總體安裝方案

鋼梁及預(yù)制橋面板安裝方案遵循原則：低墩區(qū)（10 m 及以下）采用龍門(mén)吊安裝，高墩區(qū)（10 m 以上）或涉水段落采用架橋機(jī)安裝。 龍門(mén)吊方案適合地形地質(zhì)條件良好、橋墩高度較低的工況，架橋機(jī)方案適合地形地質(zhì)條件復(fù)雜、橋墩高度較高的工況。

3.3.2 基礎(chǔ)聯(lián)施工

上部結(jié)構(gòu)規(guī)模化安裝是在橋上進(jìn)行，在此之前必須搭設(shè)橋上工作平臺(tái)即基礎(chǔ)聯(lián)[1]，基礎(chǔ)聯(lián)施工采用橋下工作平臺(tái)配合龍門(mén)吊進(jìn)行。

3.3.3 龍門(mén)吊裝安裝方案

基礎(chǔ)聯(lián)施工完成后， 以基礎(chǔ)聯(lián)作為鋼板梁現(xiàn)場(chǎng)焊接平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)拼裝完成后，再進(jìn)行下一聯(lián)鋼梁吊裝焊接，整聯(lián)鋼梁吊裝完成后再進(jìn)行預(yù)制橋面板安裝，橋面板就位后，按中跨“跨中→1/4 跨→墩頂”，邊跨“邊支點(diǎn)→跨中→中支點(diǎn)”的順序依次澆筑濕接縫及剪力槽混凝土，張拉本階段橫向預(yù)應(yīng)力。

3.3.4 架橋機(jī)安裝方案

基礎(chǔ)聯(lián)施工與龍門(mén)吊安裝方案一致，具體安裝步驟為：鋼梁現(xiàn)場(chǎng)拼裝完成后依次進(jìn)行下一聯(lián)鋼梁第一、二跨吊裝焊接→按順序架設(shè)第一跨預(yù)制橋面板→架設(shè)第三跨鋼梁并與第二跨鋼梁焊接→架設(shè)第二跨預(yù)制橋面板，依此類(lèi)推，交替進(jìn)行鋼梁架設(shè)焊接及預(yù)制橋面板架設(shè)。

濕接縫及剪力槽澆筑順序：待整個(gè)架橋機(jī)施工界面的橋面板架設(shè)完成后， 按照中跨 “跨中→1/4跨→墩頂”，邊跨“邊支點(diǎn)→跨中→中支點(diǎn)”的順序依次澆筑濕接縫及剪力槽混凝土， 張拉橫向預(yù)應(yīng)力。

3.3.5 鋼梁與橋面板的連接

在預(yù)制橋面板與鋼梁的搭接面上涂敷環(huán)氧砂漿，用預(yù)先粘貼在縱梁翼緣端部的橡膠墊控制環(huán)氧砂漿的涂敷范圍和厚度。在環(huán)氧砂漿初凝之前讓預(yù)制橋面板就位于鋼梁上，橋面板就位后進(jìn)行成橋線(xiàn)形和高程測(cè)量檢查，橋面板之間的連接通過(guò)濕接縫鋼筋搭接焊接，綁扎濕接縫橫向鋼筋并穿預(yù)應(yīng)力管道，安裝濕接縫底模板，澆筑剪力槽與濕接縫處的混凝土。

3.3.6 橋面高程監(jiān)控

橋面板安裝完成后需進(jìn)行橋面高程復(fù)測(cè)， 高程測(cè)點(diǎn)沿跨徑布置為每跨離端點(diǎn)100 mm、8 750 mm、14 000 mm、26 250 mm 及 35 000 mm 處，橫橋向?yàn)閮芍髁焊拱逯芯€(xiàn)位置處。測(cè)量結(jié)果與相應(yīng)工況理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，確保誤差在允許范圍內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼板組合梁橋上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程，其關(guān)鍵控制點(diǎn)和施工技術(shù)已成熟[2]。 鋼板組合梁作為一種嶄新的橋梁結(jié)構(gòu)形式具有廣闊的發(fā)展前景。鋼混組合結(jié)構(gòu)橋梁利用鋼與混凝土的材料優(yōu)點(diǎn)，有效提高了橋梁的耐久性、使用性、環(huán)保性和景觀性。 合理、精細(xì)設(shè)計(jì)的橋梁具有全壽命周期經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，具有建設(shè)期經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。