異步平行工法在波形鋼腹板連續(xù)剛構(gòu)橋上的應(yīng)用

郭 勇

(山西路橋集團運寶黃河大橋建設(shè)管理有限公司，山西 太原 030006)

1 引 言

異步平行工法是在國外Rap.con/RW工法上的改進，相較傳統(tǒng)施工方法，該工法利用波形鋼腹板作為掛籃的主承重梁，并將主梁懸澆節(jié)段的頂、底板錯開施工，具有掛籃結(jié)構(gòu)簡單、施工作業(yè)面多、施工速度快的優(yōu)點。

2 工程概況

運寶黃河大橋位于山西運城芮城縣，大橋北接山西運寶高速公路解陌段，由芮城縣陌南鎮(zhèn)柳灣村跨越黃河進入河南，與三門峽至淅川高速公路相連，接入連霍高速公路。大橋全長1 690 m，由引橋、主橋、副橋組成，其中副橋設(shè)計為雙幅48 m+9×90 m+48 m波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋，全長906 m(見圖1)。箱梁采用單箱單室斷面。每幅箱粱頂板寬15.5 m，底版寬8.5 m，外翼板懸臂長3.5 m。箱梁0#梁段長5 m，每個“T”縱橋向劃分為10個梁段，梁段長度從根部至端部按照3.2～4.8 m劃分，累計懸臂總長邊跨48 m，中跨45 m。除0#梁段腹板為鋼-混凝土組合腹板外，其余均為波形鋼腹板，波形鋼腹板鋼材為Q345qDNH耐候鋼，鋼板厚14 mm。波形鋼腹板采用“三波連續(xù)”構(gòu)造，單波波長1.6 m，波高22 cm。

3 異步平行工法特點

3.1 波形鋼腹板自承重

副橋掛籃采用箱梁懸挑波腹板承重，由承重主桁、行走機構(gòu)、錨固系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、工作平臺等部分組成。傳統(tǒng)掛籃的主縱梁、立柱、斜拉帶及后錨體系得以取消，掛籃重心降低，在提升掛籃抗傾覆能力的同時，簡化了掛籃結(jié)構(gòu)，大大減少掛籃用鋼量，見圖2、圖3。

圖2 掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計圖側(cè)面

圖3 掛籃結(jié)構(gòu)設(shè)計圖正面

與一般的PC箱梁橋相比，波形鋼腹板PC箱梁橋的抗彎剛度約為90%，扭轉(zhuǎn)剛度約為40%，剪切剛度約為10%。在波形鋼腹板PC箱梁橋施工階段，為提高波形鋼腹板側(cè)向抗扭轉(zhuǎn)性能，波形鋼腹板縱向連接后，在懸臂端設(shè)置臨時支架，將兩側(cè)波形鋼腹板連接成整體。施工中臨時支架與鋼腹板間采用高強螺栓連接，便于拆卸循環(huán)使用。

為確保波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的整體性，波形鋼腹板與混凝土頂板的連接采用波形鋼腹板頂端焊有翼緣板與穿孔板的Twin-PBL鍵連接方式。波形鋼腹板與混凝土底板的連接采用翼緣板外包式連接，混凝土通過波形板上的穿孔形成的混凝土銷，穿過波形板孔洞的貫穿鋼筋以及焊接于波形板上；底板與波形鋼腹板間設(shè)置剪力鋼板施工中必須保證抗剪部件的施工質(zhì)量。

3.2 頂?shù)装邋e開澆筑

將梁段的頂、底板錯位施工，同時進行N-l段頂板施工、N節(jié)段底板施工、N+l節(jié)段波形板安裝施工，三個作業(yè)面平行施工。相較傳統(tǒng)方法，增加了施工作業(yè)面，作業(yè)空間大，施工極為方便，消除了常規(guī)掛籃重疊施工的安全隱患。

3.3 液壓牽引行走系統(tǒng)

結(jié)合波形鋼腹板上翼緣鋼板開孔的構(gòu)造特點，巧妙地設(shè)計了液壓牽引行走系統(tǒng)牽引掛籃行走。掛籃行走時，液壓桿一端鉸接于掛籃支腿上，另一端通過鋼銷錨固于波形鋼腹板上翼緣開孔鋼板上，通過液壓動力牽引掛籃行走，掛籃可進可退，簡單、便捷、實用。

掛籃行走到位后，再進行上一節(jié)段的穿束、張拉及壓漿，施工過程中可同步進行掛籃模板清理、支模及節(jié)段鋼筋綁扎，施工放率大大提高。

3.4 塔吊設(shè)置

采用MC-120B塔吊輔助箱梁施工，拆卸掛籃、吊裝波腹板及鋼筋等施工材料。塔吊布置于箱梁左右幅分隔帶、墩身橫向中軸線位置安裝，承臺頂面以上35 m及橋面處各設(shè)置一道附墻。在墩身澆筑前預(yù)埋錨筋及套筒，外貼鋼板，擰入絲桿后塞孔焊接。塔吊穿過箱梁翼緣區(qū)域，翼緣開口并與塔吊預(yù)留20 cm間距，見表1。

表1 波腹板吊裝能力分析

4 異步平行工法應(yīng)用效果

相較傳統(tǒng)工藝，采用異步平行工法每節(jié)段可節(jié)約4 d，9個懸澆節(jié)段總體工期可節(jié)約36 d，同時單個掛籃重減少12 t，大大節(jié)約了施工措施費，見表2、表3。

表2 單節(jié)段施工用時對比

表3 經(jīng)濟型對比

5 結(jié) 語

異步平行懸臂澆筑工法成功應(yīng)用于實橋，進一步豐富了我國橋梁施工方法，不僅能縮短橋梁建設(shè)周期，而且能擴大作業(yè)面，大大減輕掛籃重量，極大地增強了波形鋼腹板PC箱梁橋施工的便捷性和經(jīng)濟性，是一種值得推廣的施工工法。