波形鋼腹板預應力混凝土橋現澆支架施工技術應用

陸萬富 （安徽省路港工程有限責任公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

波形鋼腹板預應力混凝土橋就是用波形鋼板取代混凝土腹板的箱形橋，是一種新的橋梁結構形式。其是由混凝土頂底板、體外和體內預應力索和波形鋼腹板構成的高效組合結構，是對傳統的體外預應力混凝土梁和平鋼腹板箱梁的一種改進。顯著特點是用10mm～20mm厚的鋼板取代30cm～80cm厚的混凝土腹板。箱梁自重減輕，工程量減少，提高預應力效率和腹板抗剪能力，縮短工期，降低成本。相比于傳統預應力混凝土橋，波形鋼腹板混凝土橋提高了橋梁的抗震性與耐久性，使橋梁結構壽命增長，為交通安全提供了保障，經濟和社會效益顯著，具有廣泛推廣價值，運用前景廣闊。

2 工程概況

郎溪路高架橋四標跨南淝河大橋為三跨波形鋼腹板預應力混凝土連續箱梁，起訖點樁號：K5+275.577-K5+618.577，全長343m；中幅箱梁為單箱三室，左右幅為單箱雙室，幅間距均為1m。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

地基處理→貝雷支架搭設和預壓→鋪設底模→安裝底板、橫梁鋼筋和預應力埋件→波形鋼腹板安裝及焊接→芯室頂模和頂板鋼筋、預應力安裝→混凝土澆筑→預應力索的張拉與錨固→波形鋼腹板涂裝。

3.2 操作要點

3.2.1 地基處理

135#墩處利用路面水穩底基層作為現澆支架的基礎，可節約施工成本，做好現場排水系統，保證地基基礎不積水。132#墩邊跨現澆段區域地基較差，達不到地基承載力要求；根據現場實際，在現澆段支架基礎范圍內，以樁基及連系梁作為支架承載的基礎。

3.2.2 貝雷支架搭設和預壓

①132#邊跨支架搭設。在連系梁基礎上方使用[10號槽鋼調平，支架采用貝雷架搭設，其中樁基上方的貝雷架使用三片組合增加其剛度和整體性，其余貝雷架使用兩片組合。貝雷架組裝使用炮彈銷銷緊，組合使用花架固定。

②135#邊跨支架搭設。135#墩地基有縱坡，需根據現場做1.5m×3m×（0.1m～0.6m高度）C30找平基礎，每個基礎上方澆筑2個上頂寬0.6m下底寬1.0m×（1.5m～2m高度）C30混凝土實體支撐墩，其上方使用10cm槽鋼或工字鋼調平貝雷架，現澆段支架采用貝雷架搭設，第二層貝雷架采用三片組合增加其剛度和整體性，其余貝雷鋼架使用兩片組合。

圖1 貝雷支架搭設及鋪設分配梁

③支架預壓。根據計算中幅預壓荷載404.48t，135#中幅邊跨現澆段采用鋼板堆載預壓，132#中幅邊跨采用混凝土預制塊堆載預壓。根據預壓荷載計算需要鋼板和預制塊數量和堆載高度，專人記錄和觀測；預壓采用分級加載，即從0%→60%→80%→100%三級加載。跟蹤觀測，預壓時間不少于7天，待連續3天觀測累計沉降不超過3mm，即認為穩定后再卸載。加、卸載堅持對稱、均衡、分層進行，防止傾覆；加卸載過程采集的非彈性和彈性變形數據用于指導底模調試和預拱度設置。

3.2.3 鋪設底模

現澆段支架最上層貝雷架上按照60cm間距鋪設I25做分配梁，貝雷架與分配梁之間采取專用U型銷固定；分配梁搭設完成后鋪設竹膠板作為邊跨現澆段底模。翼緣板支架采用碗扣式鋼管搭設，立桿橫縱向間距按0.6m布置，通過橫桿連接，橫桿步距1.2m。支架從底到頂每3m連續設置縱向剪刀撐，橫向剪刀撐每4.2m設置一道；剪刀撐的斜桿與地面夾角應在45。～60。之間。支架搭設完成驗收合格后，用I10#橫放在頂托上，縱向鋪設檔距不大于30cm、100mm×150mm方木，在方木上鋪設18mm鏡面竹膠板。所有接縫采用玻璃膠嵌補。

3.2.4 安裝底板、橫梁鋼筋和預應力埋件

鋼筋全部在加工車間采用數控鋼筋加工設備下料、加工，安裝按先橫梁再中間箱體底板順序進行綁扎安裝。橫梁鋼筋骨架在加工車間下料、焊接，加工好的橫梁骨架鋼筋轉運至現場，人工配合吊車現場就位，綁扎成型。注意預埋預應力各種埋件，保持位置準確；保護層采用高強預制混凝土塊支墊，雙層鋼筋間設Φ16mm/1m墊筋。

3.2.5 波形鋼腹板安裝及焊接

中幅邊跨現澆段設計有三個截面，鋼腹板計12塊，最重6#板單塊重量1.69t，其余鋼腹板平均重量1.18t。順序：鋼腹板驗收→吊裝→就位固定→軸線、高程調整→焊接連接。

圖2 底板鋼筋安裝

圖3 鋼腹板臨時對拉固結

①鋼腹板驗收。鋼腹板在工廠專業化生產加工，先建立BIM模型，分塊制作；出廠前，多方共同檢驗驗收，合格后運至工地。底模安裝合格后，測放每塊鋼腹板定位軸線；準備固定鋼腹板所需的馬鐙及縱橫向支撐等材料。

②吊裝。由靠近端橫梁側的4號鋼腹板開始安裝（順序4#→5#→7#→6#），采用25t吊車安裝，現場配司索信號工，采用2吊點固定于上翼緣板的開孔上，豎直起吊。

③就位固定。鋼腹板吊裝就位時需設置牽引繩，2根系于鋼腹板下方，吊裝至指定位置時由輔助工輔助鋼腹板就位。每塊鋼腹板下方使用2個[12#槽鋼焊接的馬鐙，將鋼腹板下端固定，在4#和7#鋼腹板側邊使用 [12#槽鋼做斜向支撐；待5#板安裝好，使用直徑7 cm的圓鋼管做2道橫向水平支撐與4#板形成一個整體。

④軸線、高程調整。鋼腹板的垂直度通過吊鉛垂線控制；高程控制利用千斤頂置于鋼腹板下方，頂開，縫隙用墊片塞死；軸線控制用手拉葫蘆調整，端頭偏移用千斤頂與手拉葫蘆調整。在之后的板塊連接中，先鎖緊最上方的兩個螺栓，待高程調整完畢后，鎖緊下方兩個螺栓，最后確定無誤后，鎖緊其余螺栓。

⑤焊接連接。焊工必須持證上崗，現場焊接采用氣體保護焊，且現場設防風設施；焊接完成后，連接螺栓不用取出；鋼腹板與上下翼緣板焊縫一級，貼腳焊縫二級；按要求進行焊縫檢測。

3.2.6 芯室頂模和頂板鋼筋、預應力安裝

①現澆段芯室頂模支撐采用扣件鋼管搭設，橫橋向在翼緣板平直段處設置一根立桿，頂模斜坡處按0.6m設置3根立桿，頂板平直段處按1.2m設置3根立桿；距離底板0.3m處開始設置2道橫桿，其間距約為0.9m～1.0m；順橋向按照上述方式搭設鋼管支架，縱向間距1m。腹板和翼板端外側頂面鋼筋上分設縱向鋼筋標高帶。

②頂板鋼筋安裝時注意橫向預應力管道線型和位置，每間隔1m設置一道U型筋定位。主筋采取搭接焊連接；鋼筋綁扎前，先在底面兩側做出標記，定出箍筋位置，以保證鋼筋尺寸的準確；頂板上下層鋼筋間設置馬鐙/1m，保持層間距和保護層厚度。

③體內波紋管安裝與定位。波紋管安裝時，按照設計坐標，以橋梁端橫梁中心為坐標原點，以橫向為X軸，縱向為Y軸，豎向為Z軸，定出波紋管中心坐標位置，推算標示出管底位置。管道U型定位筋直線段間距0.8m，曲線段間距0.4m。為防止漏漿，波紋管接頭、錨墊板與波紋管連接處采用膠帶密封，保持波紋管軸線與錨墊板垂直。

④鋼絞線加工與安裝。鋼絞線整捆拆封前，用鋼管及扣件制成一框架體牢牢箍住鋼絞線外周，防止蹦出傷人。在專用大棚內統一堆放、加工成型，采用切割機進行下料，現場自動穿束機或卷揚機穿入；做好澆筑前后成品防護。

3.2.7 混凝土澆筑

混凝土采用集中拌和，攪拌車運至現場，汽車泵澆筑入模。底板橫向澆筑順序：考慮到均布荷載按由中間向兩邊，由低向高澆筑。頂板存在縱向單面坡與橫向雙面坡。澆筑時考慮到均布荷載，先向頂板所有鋼腹板處最低端布料，再從頂板兩邊低處往高處澆筑；因橋面存在縱坡，從低處往高處澆筑。澆筑混凝土時，堅持“快插慢拔、垂直插入”操作要領，采用高頻低振幅插入式振動器進行振搗，對箱梁底頂板與鋼腹板連接處、預應力筋錨固區及其他密集的部位，加強振搗，防止漏欠振和過振，配備較小的振動棒輔助振搗。

澆筑南淝河大橋邊跨現澆段C60高標號混凝土；常溫下，待混凝土表面尚未終凝，霧炮車噴灑霧狀水降溫保濕養護；終凝后覆蓋土工布，專人灑水保濕養護；空箱內表面蓄水養護，底板和翼緣底噴灑養護液養生。

3.2.8 預應力索的張拉與錨固

所有縱橫向體內預應力管道均采用圓形和扁形塑料波紋管，智能張拉，真空輔助壓漿。南淝河大橋體外束采用19-15低松弛環氧涂層鋼絞線，具耐腐蝕性、機械性；錨下控制力為0.65fpk，采用雙端張拉；體外束的轉向通過預埋在跨間橫隔中的分絲式轉向器實現，錨具具有可調可換的功能。

3.2.9 波形鋼腹板涂裝

波形鋼腹板涂裝順序：涂裝前預處理→打磨→噴砂掃砂→噴涂→檢驗。鋼腹板表面處理既要形成清潔表面，又要保持適當的粗糙度。先對焊縫表面及兩邊進行處理，清除銹跡、焊渣等缺陷，呈現均勻金屬光澤。合格后進行噴砂作業，使用真空吸塵器或無水分壓縮空氣，吹去雜塵，表面清潔度不大于3級，即可進行噴涂。涂裝層數和漆膜厚度應符合設計要求，防腐涂料具有良好的附著性、耐蝕性，底漆具有良好的封孔性能。面漆待全橋合攏后再噴，最后一次面漆涂裝必須要用高壓無氣噴涂。波形鋼腹板涂裝完成后，波形鋼腹板表面有光澤，顏色均勻。

圖4 張拉完成后安裝減震器

圖7 環氧封閉涂層

圖8 面漆效果

4 結語

波形鋼腹板箱梁恰當地將鋼、混凝土兩種不同材料組合起來，是一種經濟、高效、施工簡便的新型組織結構；提高了腹板抗剪能力，解決了腹板開裂的難題，增加了橋梁美觀性。波形鋼腹板預應力橋可使自重減輕20%左右，相應減少下部結構數量，降低工程造價，改善了結構抗震性能。鋼腹板取代混凝土，實現主梁的輕型化；且鋼腹板工廠化加工，現場組拼，節能環保和美觀；腹板無須澆筑，減輕現場作業量；因箱梁采用支架現澆，整體搭設支架，加快了施工進度，提高了建設速度。郎溪路高架橋是安徽省第一座波形鋼腹板箱梁橋，采用掛籃懸澆，只有邊跨現澆段涉及到支架現澆。本文論述了波形鋼腹板預應力混凝土箱梁橋現澆支架施工，為輕型結構在公路和市政橋梁上推廣和運用提供了有益參考。