波形钢腹板预应力混凝土桥现浇支架施工技术应用

陆万富 （安徽省路港工程有限责任公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

波形钢腹板预应力混凝土桥就是用波形钢板取代混凝土腹板的箱形桥，是一种新的桥梁结构形式。其是由混凝土顶底板、体外和体内预应力索和波形钢腹板构成的高效组合结构，是对传统的体外预应力混凝土梁和平钢腹板箱梁的一种改进。显著特点是用10mm～20mm厚的钢板取代30cm～80cm厚的混凝土腹板。箱梁自重减轻，工程量减少，提高预应力效率和腹板抗剪能力，缩短工期，降低成本。相比于传统预应力混凝土桥，波形钢腹板混凝土桥提高了桥梁的抗震性与耐久性，使桥梁结构寿命增长，为交通安全提供了保障，经济和社会效益显著，具有广泛推广价值，运用前景广阔。

2 工程概况

郎溪路高架桥四标跨南淝河大桥为三跨波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁，起讫点桩号：K5+275.577-K5+618.577，全长343m；中幅箱梁为单箱三室，左右幅为单箱双室，幅间距均为1m。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

地基处理→贝雷支架搭设和预压→铺设底模→安装底板、横梁钢筋和预应力埋件→波形钢腹板安装及焊接→芯室顶模和顶板钢筋、预应力安装→混凝土浇筑→预应力索的张拉与锚固→波形钢腹板涂装。

3.2 操作要点

3.2.1 地基处理

135#墩处利用路面水稳底基层作为现浇支架的基础，可节约施工成本，做好现场排水系统，保证地基基础不积水。132#墩边跨现浇段区域地基较差，达不到地基承载力要求；根据现场实际，在现浇段支架基础范围内，以桩基及连系梁作为支架承载的基础。

3.2.2 贝雷支架搭设和预压

①132#边跨支架搭设。在连系梁基础上方使用[10号槽钢调平，支架采用贝雷架搭设，其中桩基上方的贝雷架使用三片组合增加其刚度和整体性，其余贝雷架使用两片组合。贝雷架组装使用炮弹销销紧，组合使用花架固定。

②135#边跨支架搭设。135#墩地基有纵坡，需根据现场做1.5m×3m×（0.1m～0.6m高度）C30找平基础，每个基础上方浇筑2个上顶宽0.6m下底宽1.0m×（1.5m～2m高度）C30混凝土实体支撑墩，其上方使用10cm槽钢或工字钢调平贝雷架，现浇段支架采用贝雷架搭设，第二层贝雷架采用三片组合增加其刚度和整体性，其余贝雷钢架使用两片组合。

图1 贝雷支架搭设及铺设分配梁

③支架预压。根据计算中幅预压荷载404.48t，135#中幅边跨现浇段采用钢板堆载预压，132#中幅边跨采用混凝土预制块堆载预压。根据预压荷载计算需要钢板和预制块数量和堆载高度，专人记录和观测；预压采用分级加载，即从0%→60%→80%→100%三级加载。跟踪观测，预压时间不少于7天，待连续3天观测累计沉降不超过3mm，即认为稳定后再卸载。加、卸载坚持对称、均衡、分层进行，防止倾覆；加卸载过程采集的非弹性和弹性变形数据用于指导底模调试和预拱度设置。

3.2.3 铺设底模

现浇段支架最上层贝雷架上按照60cm间距铺设I25做分配梁，贝雷架与分配梁之间采取专用U型销固定；分配梁搭设完成后铺设竹胶板作为边跨现浇段底模。翼缘板支架采用碗扣式钢管搭设，立杆横纵向间距按0.6m布置，通过横杆连接，横杆步距1.2m。支架从底到顶每3m连续设置纵向剪刀撑，横向剪刀撑每4.2m设置一道；剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45。～60。之间。支架搭设完成验收合格后，用I10#横放在顶托上，纵向铺设档距不大于30cm、100mm×150mm方木，在方木上铺设18mm镜面竹胶板。所有接缝采用玻璃胶嵌补。

3.2.4 安装底板、横梁钢筋和预应力埋件

钢筋全部在加工车间采用数控钢筋加工设备下料、加工，安装按先横梁再中间箱体底板顺序进行绑扎安装。横梁钢筋骨架在加工车间下料、焊接，加工好的横梁骨架钢筋转运至现场，人工配合吊车现场就位，绑扎成型。注意预埋预应力各种埋件，保持位置准确；保护层采用高强预制混凝土块支垫，双层钢筋间设Φ16mm/1m垫筋。

3.2.5 波形钢腹板安装及焊接

中幅边跨现浇段设计有三个截面，钢腹板计12块，最重6#板单块重量1.69t，其余钢腹板平均重量1.18t。顺序：钢腹板验收→吊装→就位固定→轴线、高程调整→焊接连接。

图2 底板钢筋安装

图3 钢腹板临时对拉固结

①钢腹板验收。钢腹板在工厂专业化生产加工，先建立BIM模型，分块制作；出厂前，多方共同检验验收，合格后运至工地。底模安装合格后，测放每块钢腹板定位轴线；准备固定钢腹板所需的马镫及纵横向支撑等材料。

②吊装。由靠近端横梁侧的4号钢腹板开始安装（顺序4#→5#→7#→6#），采用25t吊车安装，现场配司索信号工，采用2吊点固定于上翼缘板的开孔上，竖直起吊。

③就位固定。钢腹板吊装就位时需设置牵引绳，2根系于钢腹板下方，吊装至指定位置时由辅助工辅助钢腹板就位。每块钢腹板下方使用2个[12#槽钢焊接的马镫，将钢腹板下端固定，在4#和7#钢腹板侧边使用 [12#槽钢做斜向支撑；待5#板安装好，使用直径7 cm的圆钢管做2道横向水平支撑与4#板形成一个整体。

④轴线、高程调整。钢腹板的垂直度通过吊铅垂线控制；高程控制利用千斤顶置于钢腹板下方，顶开，缝隙用垫片塞死；轴线控制用手拉葫芦调整，端头偏移用千斤顶与手拉葫芦调整。在之后的板块连接中，先锁紧最上方的两个螺栓，待高程调整完毕后，锁紧下方两个螺栓，最后确定无误后，锁紧其余螺栓。

⑤焊接连接。焊工必须持证上岗，现场焊接采用气体保护焊，且现场设防风设施；焊接完成后，连接螺栓不用取出；钢腹板与上下翼缘板焊缝一级，贴脚焊缝二级；按要求进行焊缝检测。

3.2.6 芯室顶模和顶板钢筋、预应力安装

①现浇段芯室顶模支撑采用扣件钢管搭设，横桥向在翼缘板平直段处设置一根立杆，顶模斜坡处按0.6m设置3根立杆，顶板平直段处按1.2m设置3根立杆；距离底板0.3m处开始设置2道横杆，其间距约为0.9m～1.0m；顺桥向按照上述方式搭设钢管支架，纵向间距1m。腹板和翼板端外侧顶面钢筋上分设纵向钢筋标高带。

②顶板钢筋安装时注意横向预应力管道线型和位置，每间隔1m设置一道U型筋定位。主筋采取搭接焊连接；钢筋绑扎前，先在底面两侧做出标记，定出箍筋位置，以保证钢筋尺寸的准确；顶板上下层钢筋间设置马镫/1m，保持层间距和保护层厚度。

③体内波纹管安装与定位。波纹管安装时，按照设计坐标，以桥梁端横梁中心为坐标原点，以横向为X轴，纵向为Y轴，竖向为Z轴，定出波纹管中心坐标位置，推算标示出管底位置。管道U型定位筋直线段间距0.8m，曲线段间距0.4m。为防止漏浆，波纹管接头、锚垫板与波纹管连接处采用胶带密封，保持波纹管轴线与锚垫板垂直。

④钢绞线加工与安装。钢绞线整捆拆封前，用钢管及扣件制成一框架体牢牢箍住钢绞线外周，防止蹦出伤人。在专用大棚内统一堆放、加工成型，采用切割机进行下料，现场自动穿束机或卷扬机穿入；做好浇筑前后成品防护。

3.2.7 混凝土浇筑

混凝土采用集中拌和，搅拌车运至现场，汽车泵浇筑入模。底板横向浇筑顺序：考虑到均布荷载按由中间向两边，由低向高浇筑。顶板存在纵向单面坡与横向双面坡。浇筑时考虑到均布荷载，先向顶板所有钢腹板处最低端布料，再从顶板两边低处往高处浇筑；因桥面存在纵坡，从低处往高处浇筑。浇筑混凝土时，坚持“快插慢拔、垂直插入”操作要领，采用高频低振幅插入式振动器进行振捣，对箱梁底顶板与钢腹板连接处、预应力筋锚固区及其他密集的部位，加强振捣，防止漏欠振和过振，配备较小的振动棒辅助振捣。

浇筑南淝河大桥边跨现浇段C60高标号混凝土；常温下，待混凝土表面尚未终凝，雾炮车喷洒雾状水降温保湿养护；终凝后覆盖土工布，专人洒水保湿养护；空箱内表面蓄水养护，底板和翼缘底喷洒养护液养生。

3.2.8 预应力索的张拉与锚固

所有纵横向体内预应力管道均采用圆形和扁形塑料波纹管，智能张拉，真空辅助压浆。南淝河大桥体外束采用19-15低松弛环氧涂层钢绞线，具耐腐蚀性、机械性；锚下控制力为0.65fpk，采用双端张拉；体外束的转向通过预埋在跨间横隔中的分丝式转向器实现，锚具具有可调可换的功能。

3.2.9 波形钢腹板涂装

波形钢腹板涂装顺序：涂装前预处理→打磨→喷砂扫砂→喷涂→检验。钢腹板表面处理既要形成清洁表面，又要保持适当的粗糙度。先对焊缝表面及两边进行处理，清除锈迹、焊渣等缺陷，呈现均匀金属光泽。合格后进行喷砂作业，使用真空吸尘器或无水分压缩空气，吹去杂尘，表面清洁度不大于3级，即可进行喷涂。涂装层数和漆膜厚度应符合设计要求，防腐涂料具有良好的附着性、耐蚀性，底漆具有良好的封孔性能。面漆待全桥合拢后再喷，最后一次面漆涂装必须要用高压无气喷涂。波形钢腹板涂装完成后，波形钢腹板表面有光泽，颜色均匀。

图4 张拉完成后安装减震器

图7 环氧封闭涂层

图8 面漆效果

4 结语

波形钢腹板箱梁恰当地将钢、混凝土两种不同材料组合起来，是一种经济、高效、施工简便的新型组织结构；提高了腹板抗剪能力，解决了腹板开裂的难题，增加了桥梁美观性。波形钢腹板预应力桥可使自重减轻20%左右，相应减少下部结构数量，降低工程造价，改善了结构抗震性能。钢腹板取代混凝土，实现主梁的轻型化；且钢腹板工厂化加工，现场组拼，节能环保和美观；腹板无须浇筑，减轻现场作业量；因箱梁采用支架现浇，整体搭设支架，加快了施工进度，提高了建设速度。郎溪路高架桥是安徽省第一座波形钢腹板箱梁桥，采用挂篮悬浇，只有边跨现浇段涉及到支架现浇。本文论述了波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥现浇支架施工，为轻型结构在公路和市政桥梁上推广和运用提供了有益参考。