中小跨徑鋼板組合梁橋上部結構施工技術

周橋，李博

（中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430040）

1 項目背景

某特大橋全長約5 km， 除三座跨越河道的主線橋采用了不同跨徑的連續梁橋外，所有引橋均采用鋼板組合梁橋結構，全長約4 km。 鋼板組合梁采用全寬幅預制混凝土橋面板，單幅全寬16.75 m，雙幅全寬34.5 m，雙向六車道，設計車速120 km/h，設計荷載公路-I 級，標準跨徑4 m×35 m。

全寬幅預制橋面板鋼板組合梁是分塊預制橋面板鋼板組合梁的改進形式，具有明顯優勢：

（1）鋼梁截面高度降低，用鋼量更經濟；

（2）預制橋面板數量減少，結構體系更簡潔，受力更明確；

（3）現澆濕接縫數量減少，施工更方便；

（4）全寬預制橋面板，結構整體性更優。

2 結構設計

為滿足工程建造需求， 示范公路橋梁工業化建造技術，該橋以“全寬預制橋面板鋼板組合梁”連續梁橋（圖1）作為設計橋型，其標準跨徑35 m，邊中跨比為1.0。

圖1 鋼板組合梁橋結構體系示意

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焊接在鋼梁頂的剪力釘后澆筑混凝土錨固連接。雙主梁之間采用橫梁加強橫向聯系，跨內中橫梁為小橫梁，支點中橫梁為加強小橫梁，支點端橫梁為大橫梁，鋼梁中心線處梁高1.7 m，橫梁標準間距為7.0 m，鋼主梁與橫梁之間采用焊接連接。

預制橋面板采用C50 混凝土，現澆濕接縫和剪力槽采用C50 微膨脹混凝土。 標準預制橋面板順橋向寬3 m，濕接縫寬50 cm，橫橋向長16.75 m，配6束橫向預應力。 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， 線性過渡銜接，橫斷面面積4.748 m2。

3 施工關鍵技術

3.1 鋼梁制作

3.1.1 鋼梁施工監控

（1）線形控制：廠內制作線形→裸梁節段線形→節段拼裝后線形→橋面板架設后線形→二期恒載施加后線形。

（2）應力監控：最大正、負彎矩處的應力監控。

（3）標高控制：確保相對高程偏差在規范允許內。

（4）穩定安全監控：確保施工安全。

3.1.2 鋼梁節段劃分

廠內制造節段：按設計給定的節段劃分要求進行加工。 橋位安裝節段：以跨為單位將圖紙設計節段組拼焊接，并在中支座附近將原設計圖中墩頂節段一分為二后并入相鄰設計節段，墩頂節段超出中支座650 mm。

3.1.3 鋼梁廠內制作工藝流程

鋼梁廠內制作工藝流程為：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→鋼梁結構驗收→鋼梁廠內預拼裝→噴丸、防腐等。

3.2 橋面板預制

3.2.1 預制板鋼筋安裝

根據預制板結構輪廓， 扣除混凝土保護層厚度，設計橋面板專用鋼筋安裝定位胎架，并在胎架的橋面板橫斷面安裝機加工梳齒板，對預制板縱向鋼筋進行精準定位。 預制板橫向主筋采用機械連接。

鋼筋安裝順序為：預制板底層鋼筋→剪力槽定位鋼筋→預制板頂層鋼筋→架立鋼筋→預應力波紋管安裝→錨墊板安裝→預應力定位鋼筋、吊點定位鋼筋→護欄預埋鋼筋。 鋼筋安裝完成后，重點對鋼筋骨架尺寸、主筋間距、箍筋間距、錨具、波紋管、預留孔等預埋件進行檢查，并安裝高強混凝土保護層墊塊。

鋼筋骨架采用專用吊具多點平衡起吊。吊運前，調整各吊點吊繩使其受力均勻， 吊點60 cm×60 cm范圍內的鋼筋利用點焊加固以防止鋼筋骨架吊裝發生變形。

3.2.2 模板拼裝與拆除

模板系統設計引入了“超大尺寸橋面板底模主動落模”的思路，整個模板系統由底模、底模臺車、側模、支撐系統及升降系統等組成，預制板槽口預留用快易收口網作為模板。

模板均采用鋼模，由專業模板廠進行加工。 底模采用10 mm 厚鋼板和[10 槽鋼分配梁組成，運至現場后通過螺栓連接，放置并固定在預制混凝土墊梁上，側模采用梳齒形鋼板作面板，利用10 mm 鋼板及角鋼進行加固，增加側模板剛度。

橋面板的加厚段底模固定在混凝土預制臺座墊梁上，橋面板鋼筋骨架安裝完成后，逐塊安裝側模，側模與底模連接要牢固、穩定、不變形，拼縫嚴密、不漏漿，模板尺寸符合設計規范要求，對橋面板斷面預留鋼筋通道在側模上形成的孔洞，分塊插入薄鋼板封堵，防止漏漿。

當橋面板混凝土強度達到2.5 MPa 以上且混凝土芯部與表層、表層與環境溫差均不大于20 ℃，并有措施保證梁體棱角完整， 氣溫無急劇變化，便可拆除側模板。拆除模板前首先應解除模板間的連接，利用龍門吊進行起吊、人工配合。具體操作步驟為：拆除翼緣板側端模板→拆除腹板側端模板→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→分塊移動底模、將底模移動至下一橋面板澆筑位置，進行下一塊橋面板預制。

3.2.3 混凝土施工

橋面板采用C50 高性能混凝土，其配合比需嚴格試配，滿足設計及規范要求。

混凝土采用“吊斗法”多點布料、一次澆筑成型，各部位應均勻充分地振搗，以確保混凝土的密實性，同時不應因過振而產生骨料離析現象。 為增強預制板與現澆濕接縫的連接性能，濕接縫位置混凝土在脫模后應及時鑿毛使骨料外露并沖洗。

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

單塊預制板一次澆筑成型，澆筑時避免振搗器碰撞預應力管道、預埋件和模板，澆筑過程安排專人檢查模板狀態， 循環檢查內模和外側模撐桿、絲桿、螺栓等連接情況及模板拼縫情況。

橋面板保濕養護時間不少于14 d， 非冬季期間應采用保水性較好的土工布覆蓋灑水自然養護，并布置自動噴淋裝置確保24 h 養護全覆蓋； 冬季采用溫水養護。

3.2.4 預應力施工

預制橋面板橫向預應力以分類、分時段張拉為原則，當混凝土強度達到設計強度的90%時，先張拉最外側1#、6#兩束預應力，減少混凝土收縮引起的預應力損失；3#、4# 束待混凝土澆筑28 d 后且強度達到設計強度的100%再進行張拉；2#、5# 束待預制板安裝并澆筑剪力槽且混凝土強度達到設計強度的100%再進行張拉。 預應力鋼束張拉完成后， 在48 h 內完成壓漿， 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

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

3.3.2 基礎聯施工

上部結構規模化安裝是在橋上進行，在此之前必須搭設橋上工作平臺即基礎聯[1]，基礎聯施工采用橋下工作平臺配合龍門吊進行。

3.3.3 龍門吊裝安裝方案

基礎聯施工完成后， 以基礎聯作為鋼板梁現場焊接平臺，現場拼裝完成后，再進行下一聯鋼梁吊裝焊接，整聯鋼梁吊裝完成后再進行預制橋面板安裝，橋面板就位后，按中跨“跨中→1/4 跨→墩頂”，邊跨“邊支點→跨中→中支點”的順序依次澆筑濕接縫及剪力槽混凝土，張拉本階段橫向預應力。

3.3.4 架橋機安裝方案

基礎聯施工與龍門吊安裝方案一致，具體安裝步驟為：鋼梁現場拼裝完成后依次進行下一聯鋼梁第一、二跨吊裝焊接→按順序架設第一跨預制橋面板→架設第三跨鋼梁并與第二跨鋼梁焊接→架設第二跨預制橋面板，依此類推，交替進行鋼梁架設焊接及預制橋面板架設。

濕接縫及剪力槽澆筑順序：待整個架橋機施工界面的橋面板架設完成后， 按照中跨 “跨中→1/4跨→墩頂”，邊跨“邊支點→跨中→中支點”的順序依次澆筑濕接縫及剪力槽混凝土， 張拉橫向預應力。

3.3.5 鋼梁與橋面板的連接

在預制橋面板與鋼梁的搭接面上涂敷環氧砂漿，用預先粘貼在縱梁翼緣端部的橡膠墊控制環氧砂漿的涂敷范圍和厚度。在環氧砂漿初凝之前讓預制橋面板就位于鋼梁上，橋面板就位后進行成橋線形和高程測量檢查，橋面板之間的連接通過濕接縫鋼筋搭接焊接，綁扎濕接縫橫向鋼筋并穿預應力管道，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 橋面高程監控

橋面板安裝完成后需進行橋面高程復測， 高程測點沿跨徑布置為每跨離端點100 mm、8 750 mm、14 000 mm、26 250 mm 及 35 000 mm 處，橫橋向為兩主梁腹板中線位置處。測量結果與相應工況理論計算值進行對比，確保誤差在允許范圍內。

4 結語

鋼板組合梁橋上部結構施工過程，其關鍵控制點和施工技術已成熟[2]。 鋼板組合梁作為一種嶄新的橋梁結構形式具有廣闊的發展前景。鋼混組合結構橋梁利用鋼與混凝土的材料優點，有效提高了橋梁的耐久性、使用性、環保性和景觀性。 合理、精細設計的橋梁具有全壽命周期經濟優勢，具有建設期經濟優勢。