高海云等

摘要：通過(guò)滁河特大橋波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的施工，詳細(xì)介紹了波紋鋼腹板梁及預(yù)應(yīng)力體外束的施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：波紋鋼腹板 預(yù)應(yīng)力體外束 施工技術(shù)

0 引言

波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁是由混凝土頂?shù)装濉Ⅲw外預(yù)應(yīng)力筋和波紋鋼腹板三者構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)，是對(duì)傳統(tǒng)的混凝土橋梁的一種改進(jìn)。此類結(jié)構(gòu)與普通混凝土橋梁相比優(yōu)點(diǎn)在于：①它恰當(dāng)?shù)貙?、混凝土結(jié)合起來(lái)，混凝土頂?shù)装蹇箯?，波紋鋼腹板抗剪，充分發(fā)揮了材料的使用效率。②采用波紋鋼腹板減輕結(jié)構(gòu)自重，抗震性能好，經(jīng)濟(jì)美觀。③運(yùn)輸和吊裝方便，縮短了施工周期；此外解決了現(xiàn)在很多大跨連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)中出現(xiàn)的混凝土腹板開裂問題，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。在日本得到了大力的推廣應(yīng)用，我國(guó)目前也成功建成了多座波形鋼腹板橋梁，本文結(jié)合滁河特大橋施工，詳細(xì)介紹波紋鋼腹板變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工技術(shù)。

1 工程概況

滁河特大橋在南京市六合區(qū)龍袍鎮(zhèn)和東溝鎮(zhèn)交界處跨越滁河，全橋共分七聯(lián)。其中主橋?yàn)?3+96+53m的波紋鋼腹板變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，箱梁為單箱單室截面，波紋鋼腹板采用Q345c鋼材，波長(zhǎng)1.6m，波高22cm，腹板鋼板厚度為10～18mm。水平面板寬0.43m，水平折疊角度為30.7°，彎折半徑為15t（t為波形鋼腹板厚度）。（圖1）2 施工過(guò)程說(shuō)明

①0、01和1號(hào)塊：作為一個(gè)施工單元采用落地支架法施工，首先進(jìn)行落地支架搭設(shè)及翼緣板滿堂支架的搭設(shè)，預(yù)壓后進(jìn)行模板、鋼筋、鋼腹板安裝及預(yù)應(yīng)力管道施工，后進(jìn)行底板混凝土、內(nèi)襯混凝土及頂板混凝土澆筑。（圖2）②拼裝掛籃懸臂澆筑2號(hào)～13號(hào)段，起吊設(shè)備采用中央分隔帶處的塔吊（在14號(hào)主墩及15#主墩各一臺(tái)），每個(gè)塊段施工包括：安裝、定位、焊接波紋鋼腹板；掛籃行走；安裝模板；鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件施工；之后進(jìn)行砼澆筑。（圖3）③15號(hào)～16號(hào)邊跨段：16與15號(hào)塊段施工與0及01號(hào)塊施工類似，采用滿堂支架法施工，施工過(guò)程中注意預(yù)應(yīng)力管道的布設(shè)。（圖4）④合龍段：14#合龍塊采用吊架法施工，為保證箱梁的線型和合龍精度滿足設(shè)計(jì)要求，在掛籃懸澆過(guò)程中要不斷根據(jù)箱梁實(shí)測(cè)撓度修正各塊段立模標(biāo)高。（圖5）

3 鋼腹板施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 鋼腹板定位

①落地支架施工處的鋼腹板定位（0、01及1號(hào)塊）。波形鋼腹板用平板車運(yùn)輸至塔吊吊點(diǎn)正下方，起吊縱向移動(dòng)至設(shè)計(jì)位置，轉(zhuǎn)換吊點(diǎn)到手拉葫蘆上，手拉葫蘆固定于支立在翼緣板上的型鋼。內(nèi)側(cè)使用定長(zhǎng)鋼管進(jìn)行定位。鋼管共設(shè)置6道，上中下各兩道。波紋板的標(biāo)高通過(guò)手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)整。（如圖4）②掛籃懸臂處的鋼腹板定位（2-13號(hào)塊）。懸臂施工時(shí)波形鋼腹板用塔吊起吊縱向移動(dòng)至設(shè)計(jì)位置，轉(zhuǎn)換吊點(diǎn)到手拉葫蘆上，手拉葫蘆固定于焊接在掛籃主梁上的型鋼。通過(guò)松、緊手拉葫蘆進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。（圖6）③合龍段處的鋼腹板安裝定位（14號(hào)塊）。由于合龍時(shí)兩端節(jié)段已經(jīng)施工完畢，合龍段波紋鋼腹板塔吊起吊至設(shè)計(jì)位置，在倒“Π”形鋼板上焊定位鋼筋臨時(shí)固定于兩端節(jié)段的鋼腹板上。標(biāo)高與兩端節(jié)段波紋板標(biāo)高相平。

3.2 波紋鋼腹板間的組件焊接

各塊段的波紋鋼腹板在工廠加工完成后運(yùn)至工地，節(jié)段與節(jié)段間波紋鋼腹板在施工現(xiàn)場(chǎng)焊接完成。鋼腹板定位要求相鄰腹板緊密貼在一起后保證間隙小于0.5mm。焊接采用貼角焊。

3.2.1 貼角焊施工要點(diǎn)。①波紋鋼腹板鋼材為Q345C，其性能必須符合規(guī)范要求，并具有國(guó)家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門確認(rèn)的產(chǎn)品質(zhì)量說(shuō)明及出廠合格證明。焊條、焊絲、焊劑、電渣焊熔嘴等焊接材料與母材的匹配應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及國(guó)家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81的規(guī)定。②焊接前應(yīng)將鋼腹板表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害雜質(zhì)清除干凈。在正式焊接前應(yīng)試焊，焊縫經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能正式焊接。③焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷；不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。且不得有咬傷、未焊滿、根部收縮等缺陷。④貼角焊縫外觀應(yīng)達(dá)到：外形均勻、成型較好，焊道與焊道、焊道與波紋鋼腹板間過(guò)渡較平滑，焊渣和飛濺物基本清除干凈。（圖7）

3.2.2 底板結(jié)合鋼筋采用幫條單面焊連接。結(jié)合鋼筋中心距離波紋鋼腹板底緣30cm。在波紋鋼腹板通長(zhǎng)范圍內(nèi)布設(shè)。

3.3 波紋鋼腹板與頂、底板混凝土的連接

3.3.1 波紋鋼腹板采用鋼筋混凝土榫的形式與頂板連接。波紋鋼腹板頂部焊接倒“Π”形開孔鋼板，倒“Π”形底鋼板厚16mm，寬500mm，兼做箱梁頂板加腋處混凝土澆筑時(shí)的底模。倒“Π”形上兩列開孔鋼板厚為16mm和20mm兩種，鋼板上設(shè)置直徑60mm的圓孔，并貫通橫橋向Φ20鋼筋。

3.3.2 波紋鋼腹板與底板采用波紋鋼腹板嵌入連接方式，嵌入深度為280mm。波紋鋼腹板進(jìn)入底板混凝土部分設(shè)置兩行直徑60mm的圓孔，并貫通橫橋向Φ20鋼筋。

3.3.3 箱梁頂板和底板穿過(guò)鋼板孔洞的鋼筋應(yīng)定位準(zhǔn)確，確保穿孔鋼筋從孔洞中心穿過(guò)。

在底板與頂板處，沿水平在波紋板每行圓孔內(nèi)外均設(shè)置一道定位鋼筋，確保過(guò)孔鋼筋的準(zhǔn)確對(duì)中。（圖8、9）

3.4 波紋鋼腹板與內(nèi)襯混凝土、轉(zhuǎn)向塊、橫隔板的連接

為確保波紋鋼腹板受到的剪力能有效傳遞到下部，本橋在0及01號(hào)塊波紋板內(nèi)側(cè)設(shè)置內(nèi)襯混凝土，在邊跨4、8、11號(hào)塊設(shè)置3道橫隔板，在中跨4.8.11及14號(hào)塊共設(shè)置7道橫隔板。

3.4.1 波紋鋼腹板與內(nèi)襯混凝土和體外預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)向塊橫隔板采用剪力釘連接形式。澆筑時(shí)將剪力釘埋入混凝土內(nèi)，剪力釘直徑19mm，長(zhǎng)度為20cm。（圖10）

3.4.2 波紋鋼腹板與邊跨端部橫隔板、0號(hào)塊橫隔板采用鋼板直接嵌入混凝土的方式連接，嵌入段設(shè)置鋼筋混凝土榫，開孔直徑為60mm，貫穿Φ20過(guò)孔鋼筋，與箱梁頂?shù)装暹^(guò)孔鋼筋要求一致，確保穿孔鋼筋從孔洞中心穿過(guò)。

4 體外預(yù)應(yīng)力施工

4.1 說(shuō)明

①箱梁采用縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力體系，縱向預(yù)應(yīng)力采用體內(nèi)、體外相結(jié)合的體系。箱梁懸臂施工和箱梁合龍時(shí)的預(yù)應(yīng)力全部采用體內(nèi)預(yù)應(yīng)力，以抵抗一期恒載和施工臨時(shí)荷載；箱梁在連續(xù)狀態(tài)下張拉的體外預(yù)應(yīng)力用于抵抗二期恒載和活載。②本橋半幅設(shè)置6道15-22型體外預(yù)應(yīng)力鋼束，設(shè)置兩道15-22型體外預(yù)應(yīng)力備用鋼束。預(yù)應(yīng)力鋼束采用無(wú)粘結(jié)PE高強(qiáng)低松弛光面鋼絞線，其主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合《無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線》（JG161-2004）的規(guī)定。每根鋼絲間注有油脂，整股鋼絞線為外擠壓PE（聚乙烯）層的成型鋼絞線。③錨固塊和定位塊處采用預(yù)埋無(wú)縫鋼管成孔。鋼束轉(zhuǎn)向處采用的轉(zhuǎn)向裝置除了必須滿足結(jié)構(gòu)受力要求外，還必須能夠有效地進(jìn)行體外束的定位、安裝、張拉、監(jiān)測(cè)及單根更換。

4.2 鋼絞線下料

穿束前必須將本階段所有的鋼絞線下料完畢，卷盤、妥善存放并做好臨時(shí)防護(hù)措施，按照?qǐng)D紙計(jì)算長(zhǎng)度及工作長(zhǎng)度進(jìn)行鋼絞線的下料，下料過(guò)程中要注意對(duì)PE層的保護(hù)，避免刮擦損傷。

4.3 穿束

體外預(yù)應(yīng)力鋼束穿束采用卷?yè)P(yáng)機(jī)配合人工穿束的方式，卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩與鋼絞線間采用專用的連接器進(jìn)行連接（圖11）。鋼絞線穿束方向?yàn)閺?4號(hào)主墩到16號(hào)過(guò)渡墩；從15#主墩到13號(hào)過(guò)渡墩。卷?yè)P(yáng)機(jī)固定在邊跨引橋端部橋面上，在伸縮縫處設(shè)置轉(zhuǎn)向滑輪，穿束前對(duì)各橫隔板的孔道進(jìn)行編號(hào)，根據(jù)精確測(cè)量的索兩端錨固的實(shí)際距離，剝除兩端PE層，確保在張拉后索的PE層進(jìn)入密封筒的長(zhǎng)度在200mm-400mm之間。人工從過(guò)渡墩處孔道穿鋼絲繩按順序逐孔穿至主墩處與鋼絞線連接，啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引鋼絞線至過(guò)渡墩端橫梁。在每個(gè)橫隔板處人工配合穿減震器，鋼絞線通過(guò)減震器要與轉(zhuǎn)向器孔道一致。預(yù)應(yīng)力鋼束各自獨(dú)立且相互平行。（圖12）

4.4 體外預(yù)應(yīng)力鋼束張拉

體外預(yù)應(yīng)力在全橋合龍后、橋面二期鋪裝及護(hù)欄等附屬設(shè)施施工之前完成張拉。體外預(yù)應(yīng)力采用在中跨交叉錨固與墩頂橫隔板的方式，張拉時(shí)應(yīng)兩端、上下游對(duì)稱張拉。張拉采用四臺(tái)單孔26t千斤頂兩端兩側(cè)對(duì)稱張拉，采用張拉力與伸長(zhǎng)量雙控。

4.5 張拉完成后切除多余的鋼絞線，錨頭進(jìn)行防腐處理，安裝保護(hù)罩，灌注防腐油脂，安裝減震橡膠裝置。（圖13）

5 結(jié)束語(yǔ)

滁河特大橋波紋鋼腹板連續(xù)箱梁成功實(shí)施充分展現(xiàn)了波紋鋼腹板及預(yù)應(yīng)力體外束橋的優(yōu)勢(shì)，它有效地將鋼、混結(jié)合起來(lái)，減輕了結(jié)構(gòu)自重，提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及材料使用效率，該橋型結(jié)構(gòu)美觀、抗震性能好，同時(shí)縮短了施工周期，且體外預(yù)應(yīng)力鋼束橋梁與普通體內(nèi)預(yù)應(yīng)力橋梁相比易檢查、易維護(hù)，波紋鋼腹板與預(yù)應(yīng)力體外束組合結(jié)構(gòu)橋應(yīng)當(dāng)具有廣闊的應(yīng)用前景。

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