復合壓型鋼板作為鋼-混組合梁橋面板底模施工工藝研究

谷 凱

上海市機械施工集團有限公司 上海 200072

一般的鋼-混組合梁橋面板底模采用吊模或者支架體系支撐模板，在安全、進度、成本方面都不如壓型鋼板，而采用壓型鋼板替代傳統模板體系，可以節省大量后期拆模拆支架的人工及工期，大大降低項目管理的安全風險[1-4]。

本文主要結合上海市兩港大道（新四平公路—S2）快速化工程中，壓型鋼板在鋼-混組合梁中的運用。從壓型鋼板的技術原理、現場的施工工藝、相對應的經濟效益等3個方面來對其可行性進行論述。

1 壓型鋼板技術原理

1.1 鋼-混組合梁簡介

鋼-混組合梁是指鋼梁和混凝土面板通過剪力連接件連成整體的構件，在鋼梁主板、腹板上端設置栓釘并伸入混凝土板形成整體，阻止板和鋼梁之間的相對滑移，使兩者的彎曲變形協調，共同承載荷載的作用。在荷載作用下，組合梁截面僅有一個中和軸，鋼梁主要承受拉力，混凝土板主要承受壓力。由于鋼-混組合梁能夠充分利用材料的特性，具有承載力高、剛度大、結構高度小、抗震性能好、造價低等優點，越來越受到工程界的關注和重視。

1.2 壓型鋼板受力分析

傳統的壓型板分為開口型或閉口型，作為底模，混凝土澆筑后，會在板底部產生瓦欏狀條紋，板截面厚薄不均，易發生突變；如果直接用在高架橋上，則在長期動載作用下，容易發生開裂。兩港大道鋼-混組合梁橋面板底模，采用傳統壓型板上面鋪設了1層厚0.5 mm的平板作為底模，確保橋面板平順。以壓型鋼板作為板的主要承重構件，混凝土只作為板的面層以形成平整的表面及起到分布荷載的作用，按鋼結構規范進行施工和使用階段計算。

已知壓型鋼板YX75-200-600，基板厚度為1.5 mm，材質為Q345。屈服強度為fy＝345 MPa，強度設計值為f＝300 MPa，彈性模量E＝206 000 MPa。波高75 mm，由3組波峰波谷組合而成，其中波峰平面寬度約112 mm。較寬面的波峰便于平鋼板在其上面進行鋪設固定。壓型鋼板的截面形狀如圖1所示。

圖1 壓型鋼板橫斷面示意

按單跨簡支計算壓型鋼板，當跨度L＝3.05 m時，驗算YX75-200-600壓型鋼板的承載力情況。

由于壓型鋼板承載力以面板所承受的面荷載計算，是以每米板寬來表示的，故需將板的截面轉化為每米板寬的特性。本工程中，壓型鋼板作為單跨簡支的模板使用，其最大跨度為3.05 m，混凝土厚度為280 mm，按強度及撓度等條件分別驗證其承載力。經分析計算，壓型鋼板的應力和撓度均能滿足要求。

恒載（壓型鋼板與鋼筋荷載）下的荷載如圖2所示，活載（混凝土與施工臨時荷載）下的荷載如圖3所示。

圖3 活載下的荷載示意

2 壓型鋼板施工工藝

2.1 壓型鋼板簡介

圖1中，XY75-200-600壓型板波高75 mm，由3組波峰、波谷組合而成，其中，波峰平面寬約112 mm。較寬面的波峰便于平鋼板在其上面進行鋪設固定。

板側邊帶向上小彎鉤的波谷為大邊（母邊），另一側為小邊（公邊）。壓型板鋪設時一般情況為：小邊鋪設在大邊上面，且小邊盡可能貼緊大邊的向上小彎鉤。具體如圖4所示。

圖4 壓型鋼板鋪設搭接示意

2.2 橋面板施工概況

本工程在跨越路口處，上部結構采用鋼混凝土組合梁形式，由開口箱型主梁、支承中橫梁組成。組合跨徑為（30＋45＋30）m。具體形式如圖5所示。

圖5 鋼梁平面示意

鋼-混組合梁的鋼結構采用分離式多箱結構，組合梁每隔7 m設置1道橫隔板，將多個箱室連接成為整體，邊箱外側腹板斜率與主線小箱梁保持一致，其余腹板均為豎直布置。各節點結構斷面如圖6所示。

圖6 鋼-混組合梁標準斷面示意

2.3 壓型鋼板施工工序

壓型鋼板鋪設和固定→平鋼板鋪設和固定→異形鋼板鋪設和固定

2.3.1 壓型鋼板鋪設和固定

第1張壓型鋼板鋪設時，小邊應與鋼梁搭接20 mm以上（小邊受力較弱），并與鋼梁進行間隔點焊固定，間隔距離約為300 mm，如圖7、圖8所示。

圖7 壓型鋼板起板位置關系

圖8 起板位置點焊固定

壓型鋼板端部與鋼梁間搭接應控制在60 mm，且波峰波谷與鋼梁成垂直90°，每個波谷均應與鋼梁進行點焊固定，如圖9所示。

圖9 壓型鋼板端部搭接位置關系

第2張壓型鋼板鋪設時，其小邊搭接在前一張壓型板的大邊上面，并盡量貼緊大邊的向上小彎鉤；同時，要控制好兩側板端與鋼梁的搭接距離，并保持波峰波谷與鋼梁間的垂直度，壓型鋼板就位后，立即進行點焊固定。

按此方法連續進行壓型板的鋪設，底板鋪設完成如圖10所示。

圖10 底板鋪設完成

壓型鋼板鋪設注意事項：

1）在兩側鋼梁距邊緣60 mm處彈畫出壓型板鋪設控制線，便于壓型板端部搭接尺寸的控制。

2）由于壓型板鋪設方向有一定的延展和收縮性，鋪設時應盡量控制每張板的實際有效寬度（建議有效寬度控制在600～605 mm），便于后道工序平鋼板的鋪設。

3）每張壓型板鋪設就位后應及時進行點焊焊接，每個波谷焊接一點，焊接時波谷應與鋼梁緊密貼實，焊接點直徑控制在25 mm左右，且應與鋼梁焊透，固定牢固。

4）最后一張壓型板鋪設時，應根據實際空余尺寸進行切割、裁剪。

2.3.2 平鋼板鋪設和固定

平鋼板的寬度為1 200 mm，相當于2張壓型板的有效寬度，其長度與相應位置的壓型板長度一致。

起頭平鋼板從第1張壓型板第1個波峰的中心線開始，剛好到第3張壓型板的第1個波峰中心線結束，平板的兩邊應剛好和相應的波峰中心線平行，平板的兩端部也應剛好和壓型板端部重疊平行。

平板就位后，及時采用鉚釘與壓型板波峰進行連接固定，鉚釘間距要求：平行于波峰方向不大于300 mm，垂直于波峰方向為200 mm（波峰間距）。

平鋼板與平鋼板之間采用對接方式進行平行鋪設，對接處可適當預留2～3 mm的對接縫隙，對接縫處預先通條粘貼膠泥（預防平板對接處縫隙過大而漏砂漿）。平板對接處打雙排鉚釘，每排鉚釘固定各自平板的側邊，如圖11所示。依此方法連續進行平鋼板的鋪設，完成效果如圖12所示。

圖11 平鋼板搭接示意

圖12 平鋼板鋪設完成

平鋼板鋪設注意事項：

1）在平板對接處預先彈畫出控制線，便于控制膠泥粘貼時的平直度。

2）平板平整就位后，建議先將每個波峰靠近端部的鉚釘安裝好，再用較長的標尺依次標出其他各鉚釘位置點，方便后續滿打鉚釘位置的精確性。

3）大平板在運輸倒運等過程中難免會出現板端局部變形，鋪設過程中若發現該情況，應及時進行校正。

4）最后一張平鋼板鋪設時，應根據實際空余尺寸進行切割裁剪。

2.3.3 異形鋼板鋪設和固定

本工程最主要的異形板是封頭擋板，其次是少量的側收邊。封頭擋板和側收邊的相應節點構造如圖13、圖14所示。

圖13 封頭擋板節點示意

圖14 側收邊節點示意

異形板安裝時，異形板與平鋼板間應加貼膠泥，并用鉚釘間隔200 mm進行固定，異形板與鋼梁之間應采用點焊焊透的方式間隔200 mm進行固定，異形板與異形板之間自然搭接50 mm左右，搭接處應當緊貼并固定牢固，轉角處應進行轉角修剪處理且搭接固定合理。側收邊及轉角節點施工完成效果如圖15所示。

圖15 側收邊及轉角節點施工完成

3 壓型鋼板應用效果

壓型鋼板作為澆筑混凝土的永久性模板，并作為施工時的操作平臺，作業人員在其上進行鋪裝層的鋼筋綁扎，無需在鋼梁箱式上方留人孔，鋼筋連接的整體性得到了保證，并且混凝土澆筑可以分塊整體進行，避免了留人孔二次補缺的情況，對整個橋面板的均勻受力起到了重要作用。壓型鋼板完成面上鋪設鋼筋如圖16所示。

圖16 壓型鋼板完成面上鋪設鋼筋

一般連續性鋼-混組合梁設置在路口大跨處，來往的車輛和行人都會抬頭仰望，復合型壓型鋼板作為永久性底模，在外觀質量上比一般混凝土拆模后的外觀質量要高，不會出現一般混凝土拆模后所形成的色差、蜂窩、麻面等現象，減少了二次裝飾的人工和經費，對于提升城市整體的形象，復合型壓型鋼板更勝一籌。

利用壓型鋼板自身具有的質量輕、強度高、承重大、抗震性好的特點，取消了傳統木模板支撐系統，可直接在橋面上完成結構施工。工程中壓型鋼板被視為混凝土橋面板的永久性模板，其設計取代了部分的正彎矩鋼筋及部分負彎矩鋼筋，與混凝土具有很好的黏結強度，增強了板的強度和剛度。

具體優點如下：

1）壓型鋼板作為澆筑混凝土的底模板，節省了木模板二次拆模及拆模后的修復，節能環保。

2）壓型鋼板可以標準化設計、工廠化生產，運輸、堆放、安裝方便，現場文明施工得到了提高。

3）在使用階段，由于同上部橋面混凝土形成整體，可部分代替混凝土中的受拉鋼筋，鋼筋的安裝及加工工作量大量減少。

4）剛度大、自重輕，減少了混凝土的用量。

5）便于敷設通信、電力、采暖等管線。

6）便于立體作業，加快施工進度，縮短工期。

7）可以直接作為裝飾，減少后期裝飾作業。

8）與木模板相比，大大降低了發生火災的概率。

綜上所述，壓型鋼板在施工進度、施工安全、施工成本、施工質量等方面都優于傳統模板，伴隨它的施工技術也越來越豐富多樣化，其施工工藝具有足夠的優勢，但是也存在著一定的復雜性。

4 結語

當前我國的施工技術水平還在不斷提高，綠色、方便、快捷的施工工藝越來越受到社會各界的歡迎，壓型鋼板加鋼-混組合梁的施工工藝也受到了人們的關注和重視，該技術在應用過程中可以十分有效地縮短施工的工期，同時也可以保證施工的質量和效果，具有比較好的發展前景，可以為城市快速路高架及道路的建設提供新的施工技術思路，為今后類似工程的施工起到示范作用。