波形鋼腹板PC 組合箱梁橋新型異步施工技術研究

冀佳

山西路橋建設集團有限公司公路工程總承包分公司 山西太原 030006

從本質上分析，波形鋼腹板PC 組合箱梁橋屬于一種全新的鋼混結構橋梁形式。相較于混凝土箱梁而言，波形鋼腹板PC 組合箱梁是由波形鋼腹板、體外預應力束以及上下混凝土翼板等組成，其橫向剛度與扭轉剛度比較小，主要通過增加橫隔板優化其動力特性。與混凝土腹板對比而言，該箱梁的突出性特點為混凝土腹板的重量比較小，控制了上部結構中的鋼筋料、混凝土料以及預應力鋼筋料的實際用量，工程成本造價比較低。縱觀波形鋼腹板PC 組合箱梁的實踐應用情況，其能夠減小結構的自身重量，提升預應力效率，控制結構工程材料用量，節省工程施工成本，如今已經成為橋梁工程項目主要采用的一種結構形式。波形鋼腹板PC 組合箱梁基本選擇滿堂支架方法與頂推方法等相關傳統技術方法，但是由于傳統工藝下抗壓能力較為薄弱，橫向剛度比較有限，因此施工效率偏低。而選擇新型異步技術能夠切實提升施工效率，縮短工期，并控制與節省施工成本。

1 項目背景

此高速公路工程項目的全線長度是36.58km，采用的是雙向四車道，行車速度為80km/h。此項目包含一座橋梁，主橋長度是336m，采用的結構類型是三跨波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁（90m+156m+90m），主梁結構為單箱單室，橋面的橫坡率是3%，從箱梁順著頂板頂緣中點進行旋轉而成，同時箱梁的底板采用水平設置方式，左幅箱梁與右幅箱梁以路中心為對稱線。此外，梁高與底板的厚度呈現出1.6 次拋物線從跨中至根部變化，其中跨中梁的高度是42m，底板的厚度是3.2m；根部梁的高度是90m，底板的厚度是1.2m，而墩頂的底板厚度是20m。箱梁的翼緣懸臂是29.1m，懸臂段的厚度是2m，及其根部厚度是7.5m。

2 波形鋼腹板PC 組合組合箱梁新型異步技術

2.1 工藝控制

從波形鋼腹板PC 組合箱梁方面分析，新型異步技術研究基本集中在支架預壓、觀測與安裝等相關領域。當托架所有的單元件、桁片以及牛腿等關鍵結構件焊接施工結束之后，必須實施金屬質量檢驗、焊接效果檢驗、氣體檢驗以及設備檢驗等，保證檢驗結果達標后才能夠辦理簽證進場[1]。

預壓技術：當托架吊裝至指定位置之后，上橫梁處在高空實施預壓，難度系數比較大，且安全風險系數高，所以受力構架托架應選擇在地面上實施模擬預壓，然后對托架的性能進行驗證。

安裝技術：確保橋臺平面與地面之間的距離控制為3m 至5m，安裝施工階段選擇2 臺汽車吊（重量是50t），通過雙機進行吊裝?；趯瓲顟B下選擇精軋螺紋鋼筋，所有的榀支架都要建立3 個點（其中每個點應安裝1 臺千斤頂，重量是200t，以及精軋螺紋鋼筋）實施加載。

2.2 混凝土施工控制

以上橫梁混凝土施工為例，具體如下：①水泥，選用的材料是礦渣硅酸鹽水泥（級別是P.S32.5），必須具備出廠合格證與復試報告；②砂（細砂），混凝土級別＜C30，其含泥量應＜5%，混凝土級別＞C30，其含泥量應＜3%，需要對混凝土及其C30 含泥量進行嚴格控制[2]；③石子，混凝土級別＜C30，含泥量應＜2%，混凝土級別＞C30，其含泥量應＜1%，同時石子的粒徑范圍保證處于16mm 至30mm 之間；④混凝土外加劑，類型是FJ-1 泵送機，通過試驗確定最佳摻入量。

混凝土澆筑施工主要分為2 次進行，第一次混凝土澆筑施工高度為4m，選擇掛籃施工技術完成鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑以及預應力管道安裝等，當混凝土強度達到了設計強度要求90%以上，則進行上橫梁底板預應力張拉、混凝土澆筑，最后根據設計順序完成上橫梁預應力束張拉封錨。

2.3 底板與腹板鋼筋安裝

曲線梁安裝施工中新型異步技術的實踐應用，必須對鋼筋間隔距離位置進行有效控制，結合施工規定要求實施放樣，精準確定設計線與橫斷面的對稱線。在底板鋼筋安裝施工階段需要設置保護層墊塊，防止后期骨架重量過大而無法安裝。為了能夠保證不會損傷模板，需要在使用撬棍的過程中對底板上層與下層鋼筋之間的支撐重量進行合理控制，根據施工荷載實際情況設計與使用架立筋，從而達到對上層鋼筋自身重量的有效控制，各層級間墊塊應增設馬鐙或者是架立筋。針對保護層墊塊材料選用而言，必須確保其強度與剛度符合標準規范要求，以細石混凝土制作為例，墊塊強度級別應＞混凝土強度級別，規格選擇的是7cm×7cm×7cm 的混凝土保護層厚度[4]。而混凝土預制墊塊的實踐應用，必須對材料配比進行科學控制，確保所有材料強度、成分以及色澤等相統一；墊塊選擇梅花形進行布局，間隔距離需要小于75cm；綁扎施工階段應預留預應力孔道，以免鋼筋綁扎成型之后無法預留孔道。在進行施工時必須嚴格貫徹《橋梁鋼筋施工工藝標準》相關要求。

此波形鋼腹板PC 組合箱梁施工采用的是新型異步澆筑技術，重點是混凝土澆筑施工結束之后，其強度必須＞95%，然后才可以拆卸模板與支架[5]。此項技術的實踐應用有效節省了施工成本，也保證了施工安全。根據理論計算和實踐表明，新型異步技術能夠有效控制箱梁線形，且無需進行地基處理，實現了波形鋼腹板PC組合箱梁安全施工。

3 結語

新型異步技術是公路橋梁工程施工中的一項關鍵性技術，其有效解決了波形鋼腹板PC 組合箱梁掛籃技術擾動問題。新型異步技術以波形鋼腹板當作支撐，具備結構簡單、承載力大以及成本低等優勢，保證了公路橋梁安全施工。