一種底板為平板鋼的新型波形鋼腹板PC連續組合箱梁施工工藝

張杰 李國政 肖長啟

摘 要：東寶河新安特大橋是國內首創的“波形鋼腹板+底板平板鋼”結構的新型PC組合梁橋，本文主要提供了波形鋼腹板制作、安裝及跨中鋼底板安裝工藝、波形鋼腹板大跨度橋梁線形控制及合龍段施工，為后續波形鋼腹板橋梁設計提供依據，為波形鋼腹板PC連續箱梁橋的施工提供了借鑒。

關鍵詞：波形鋼腹板PC連續箱梁;波形鋼腹板安裝;體外索施工;線形;監控

1 工程概況

東寶河新安大橋為跨市界道路橋梁工程，連接深圳市沙井街道和東莞市長安鎮，主橋上跨東寶河，跨徑布置為88 m+156 m+88 m，橋面寬2×16.25 m。主橋上部結構采用三跨波形鋼腹板預應力混凝土連續箱梁，單幅主橋箱梁采用單箱單室斷面，全橋箱梁分為18個澆筑節段。本橋最大特點是在跨中設置了49.6 m的鋼底板組合梁段，與其它位置腹板組合箱梁的不同之處，是該段底板用30 mm厚的鋼板代替30 cm～40 cm厚的混凝土底板，是國內大跨度波形鋼腹板組合梁橋首次采用鋼-混混合底板構造，其跨中底板采用鋼底板代替混凝土底板，可避免跨中截面因彎矩過大造成的底板混凝土開裂問題，且可降低結構自重，減少底模的用量，鋼結構可在工廠整體預制完成，縮短了施工工期，可進一步增大結構跨越能力。

2 波形鋼腹板制作

本工程波形鋼腹板及跨中鋼底板采用工廠集中加工生產，運至施工現場安裝。產品生產主要對原材料進廠檢驗、切割下料、壓模成型、首道拋丸前處理、波形鋼腹板埋弧焊接、栓釘焊接與氣體保護焊焊接剪力連接件、波形鋼腹板與連接件組焊、成型矯正及檢驗、振動時效內應力消除、重防腐涂裝前處理、噴涂涂裝、噴漆涂裝等12個重點環節進行產品工藝實施技術保證。

3 波形鋼腹板安裝

3.1 吊裝

主要吊裝方式采用汽車吊配合自帶吊裝系統來完成。即利用汽車吊將波形鋼腹板構件從地面吊放至0號塊梁體頂面，通過橋面設置的平板小車將構件運輸至掛籃桁架下面，然后利用掛籃桁架上設置的電動葫蘆吊裝系統來完成波形鋼腹板構件的安裝，掛籃中跨方向采用兩個10 t，一個16 t的電動葫蘆，邊跨方向采用2個10 t的電動葫蘆，電動葫蘆自帶鋼絲繩，鋼絲繩滿足電動葫蘆的吊裝要求。

3.2 對位

橋面平板小車及掛籃吊裝系統均采用專人進行電子開關按鈕控制。對位過程把握慢、準、錨幾個關鍵工序，在對位過程中一定要慢慢移動，指揮人員、操作人員應明白對位構件的具體位置、尺寸，便于移動過程中的精準對位，達到設計位置后及時進行錨栓錨固，完成對位作業。

3.3 焊接

波形鋼腹板現場焊接質量直接決定波形鋼腹板PC組合橋梁的承載力可靠性及耐久性。波形鋼腹板焊接主要采用貼角焊縫連接，根據材料、工藝、現場施工環境制定施工作業指導書。

4 跨中鋼底板安裝

每塊跨中鋼底板尺寸7.4 m（橫向）×2.4 m（縱向），因掛籃主桁架間兩外軌道凈距7.145 m，故小車橫向按照2.4 m、縱向按照7.4 m放置運輸，用16 t電動葫蘆起吊前移至掛籃軌道端頭，合人工拉繩旋轉后直接下放至底板對應位置，并與上節段鋼底板和波形鋼腹板焊接，完后松開吊裝鋼絲繩。

5 合龍段施工

（1）邊中跨合龍前，預埋勁性骨架基礎及吊架安裝預留孔。

（2）安裝合龍吊架，安裝合龍波形鋼腹板，將鋼底板吊入底籃上。

（3）安裝邊中跨波形鋼腹板和中跨鋼底板，安裝后一端鎖定，另一端先不鎖定;邊跨合龍段頂板、翼緣板荷載由合龍吊架承擔，底板由支架承擔。

（4）綁扎合龍段鋼筋，待合龍段鋼筋綁扎完成、預應力索安裝完成后，將頂底板勁性骨架鎖定。

（5）在中跨合龍段兩端（15號節段）設置水袋配重，水袋重量各設置合龍段混凝土的一半，鎖定波形鋼腹板及鋼底板。

（6）邊跨合龍段待鋼筋、預應力施工完成后將波形鋼腹板另一端鎖定，波形鋼腹板鎖定后立即澆筑邊跨合龍段混凝土;中跨先配重，再將鋼底板鎖定，鋼底板鎖定后鎖定波形鋼腹板，鎖定后（所有焊縫施工完成），最后鎖定勁性骨架、澆筑合龍段混凝土，同步等效卸載兩端水箱重量，混凝土澆筑完成，卸載完成，因邊跨在支架上不再進行設置配重。

（7）根據現場測量合龍口的實際尺寸，制作邊跨合龍段波形鋼腹板，波形鋼腹板制作時僅單側預留臨時連接螺栓孔，另一側無需預留，單側連接后在另一側焊接即可;中跨合龍段制作同邊跨合龍段波形鋼腹板，合龍時，先合龍波形鋼腹板再合龍鋼底板制作，合龍鋼底板尺寸比設計尺寸大10 cm（并在15號段混凝土澆筑后連續3天復測合龍口尺寸，確保鋼底板尺寸合格）。

6 線形控制

（1）中線控制：在合龍段前一節段施工前即做好中線控制工作，澆筑砼前必須用全站儀對合龍段的上一節段梁端進行準確測量，保證合龍段中線誤差控制在允許范圍之內（相對軸線偏差不能超過5 mm）。

（2）高程控制：根據施工前預拱度值、設計標高及掛籃彈性變形值，精確控制合龍段前一節段梁端標高，測量實行雙檢制，保證合龍段兩懸臂端高差在允許范圍之內（兩側相對高差不的超過10 mm）。

（3）邊跨現澆段及15號節段混凝土澆筑完成后，連續三天測量波形鋼腹板合龍口長度，根據觀測數量制作合龍段波形鋼腹板及鋼底板。

7 體外索預應力施工

（1）在混凝土連續箱體內部布置體外縱向預應力鋼束，以提高橋梁的二期恒載及運營后活載使其達到設計標準，適當降低腹板主拉應力，同時便于運營過程中更換預應力體系。全橋共設72束環氧涂層無粘結預應力成品索鋼絞線。采用了144套可調式錨具和600 t、行程20 cm的千斤頂。張拉方法選擇懸浮裝置張拉。張拉指標值如下表。

（2）懸浮裝置張拉的基本原理：在YCW600千斤頂前增加一套工具錨和張拉支撐架，在千斤頂與錨板間設置限位板和十字壓緊器，在千斤頂前設有前工具錨和后工具錨。在每次張拉時，后工具錨的夾片都處于放松狀態，在完成一個行程回油前，將后工具錨的夾片鎖緊鋼絞線，多次倒頂，直到張拉到設計噸位。由于限位板的作用，在每次張拉時，工作夾片退出錨孔，倒頂時由于后工具錨的作用，工作夾片一直處于“懸浮”狀態。張拉到設計噸位后，將限位板和十字壓緊器相連的螺釘旋緊，壓緊工作夾片后，千斤頂回油使工作夾片受力錨固，張拉即可完成。

8 結束語

東寶河新安大橋的非對稱懸澆大跨度寬幅波形鋼腹板PC箱梁施工工藝，是目前國內外唯一的橋梁結構形式，唯一性主要表現在：一是中跨設置了49.6 m長的鋼底板;二是非對稱大跨度掛籃懸澆施工，主要表現在中跨鋼底板比邊跨混凝土底板重量輕，T構重量不平衡。本橋的施工工藝，為今后類似工況施工提供了經驗。

參考文獻：

[1]王彬.剛構-連續體系波形鋼腹板PC箱梁橋合龍順序研究[J].山西交通科技，2020（3）：83-86+123.