装配式桥梁预制混凝土桥面板安装施工工艺

周家勇

(中铁二十四局集团 安徽工程有限公司，安徽 合肥 230012)



装配式桥梁预制混凝土桥面板安装施工工艺

周家勇

(中铁二十四局集团 安徽工程有限公司，安徽 合肥 230012)

济祁高速公路淮合段寿县淮河特大桥引桥工程采用装配式钢-混凝土组合桥梁结构。桥墩、桥面板、钢板梁均采用工厂预制，现场拼装工艺。大规模应用了预制装配式技术，使桥梁构件工厂化、标准化和模数化。预制桥面板吊装就位后，桥面板外伸钢筋与钢板梁上焊接剪力钉绑扎形成钢筋网，通过现浇混凝土湿接缝连成一体，保证了连接质量，提升了桥梁的整体性能。形成的装配式桥梁预制混凝土桥面板安装施工方法，为今后类似的桥梁施工提供了可以借鉴的方法。

装配式；桥梁；桥面板；湿接缝；安装工艺

0 引 言

20世纪60年代起，组合结构以其整体受力的经济性，发挥材料各自优势的合理性及便于施工的优点得到广泛应用[1]。钢-混凝土组合桥梁兼有钢桥和混凝土桥的优点，在建筑和桥梁结构等领域已经得到越来越多的应用，取得了显著的经济效益和社会效益[2-3]。建设工业化已经成为世界各国共同追求的目标。装配式钢-混凝土组合桥梁结构施工进度快，劳动强度低，工程质量高，有利于环境保护，体现节能环保的施工理念。装配式预制桥梁已经在国外的桥梁工程中得到广泛应用，发展装配式桥梁结构是建设工业化的必由之路。

预制装配式桥梁的震害主要发生在下部结构[4]，水平地震作用主要由桥墩承担。桥面板作为钢-混凝土组合梁桥的上部结构，是车辆荷载的直接载体，钢板梁与混凝土桥面板结合及湿接缝是施工的关键工序，其施工质量的好坏，不仅影响到桥梁的外观质量，也直接关系到桥梁的内在质量和使用寿命[5-6],是质量控制的难点和重点[7]。

济祁高速公路淮合段寿县淮河特大桥引桥工程，采用装配式钢-混凝土组合桥梁结构。桥墩、桥面板、钢板梁均在工厂预制生产再运至现场进行拼装。大规模应用了预制装配式技术，使桥梁构件工厂化、标准化和模数化。

淮河特大桥引桥上部结构为35 m钢板组合梁，桥面板在预制厂预制生产，现场拼装的施工工艺。预制桥面板和钢板梁通过栓钉连接。采取在钢板梁上焊接剪力钉将钢板梁与混凝土桥面板通过相邻桥面板间外伸钢筋绑扎形成钢筋网，通过二次浇筑湿接缝混凝土使之形成整体。项目部施工技术人员，围绕预制桥面板的安装开展研究，形成了装配式桥梁预制混凝土桥面板安装施工方法，可为给今后类似的预制桥面板安装起到指导和借鉴作用。

1 桥面板预制

目前，预制混凝土桥面板与钢梁的连接方法可分为预制法与现浇法两种[8-9]。采用预制法，可在先期完成桥面板的制作与养护工作，节约工期，且便于后期的更换；采用现浇法，结构的整体性较好，但施工缓慢、后期混凝土的收缩徐变影响明显、且不便于破损后的更换。

该工程预制桥面板的预制生产和蒸汽养护在同一台座上进行。桥面板钢模板(图1)底部台座上布置蒸汽养护管道，采用养护罩封闭分隔独立养护(图2)。蒸汽养护全程采用电脑控制，预制桥面板混凝土强度高，外观质量优良，性能可靠。

预制桥面板在预制厂预制生产(图3)，运至现场采用汽车吊进行拼装。桥面板架设于钢板梁上，桥面板外伸钢筋和焊接于钢板梁上的剪力钉绑扎形成钢筋网，通过湿接缝现浇混凝土连成整体。桥面板连接性能可靠，桥面结构整体性好。

图1 桥面板生产模板

图2 桥面板蒸汽养护

图3 桥面板成品堆放

2 桥面板安装

2.1 工艺流程

装配式桥梁预制桥面板安装施工，先架设桥梁钢板梁，并安装临时翼缘支撑，桥面板预制生产养护达到设计强度后，预制桥面板由平板运输车运至桥位处，采用汽车吊进行吊装就位。边吊装桥面板，边焊接固定剪力键及桥面板外伸钢筋，待焊接完成后，安装桥面板湿接缝钢筋、模板，浇筑湿接缝混凝土，与钢板梁形成整体，最后拆除湿接缝模板及临时翼缘支撑，汽车吊前移，再安装前面的桥面板和浇筑湿接缝，循环往复直至桥面板安装施工完成。装配式桥梁预制桥面板安装施工工艺流程如图4所示。

图4 装配式桥梁预制桥面板安装施工工艺流程

2.2 安装部位测量放线

桥面板吊装前，使用经纬仪和水准仪检测、校核钢板梁的尺寸和高程，按照设计图纸确定桥面板橡胶支座位置、每块桥面板的具体位置，复核后在每块桥面板两端标出竖向中心线以及梁板端位置横线，用墨斗弹线标明做好标识，以便后期安装就位。将钢板梁安装顶面位置清理干净，距梁边缘65 mm用墨斗弹线，然后涂刷密封胶，粘贴弹性密封垫，安装完成24 h后方可进行桥面板安装，安装前在橡胶上表面涂刷密封胶。

2.3 桥面板吊装就位

预制桥面板检验合格，对桥面板板底泥土、外露钢筋进行清洗，将多余水泥浆、浮浆、铁锈等清理干净后吊运安装桥面板。采用100 t汽车吊起吊(图5)，人工配合吊机进行对位。使用专门吊具(图6)挂住桥面板两端底层外伸钢筋，进行吊装，为确保桥面板安装后钢板梁的整体线形及钢梁承受荷载后下挠值，按照从跨中均匀对称向墩顶方向的顺序，先中板、后边板的原则完成每跨桥面板的安装。

桥面板吊装过程中，汽车吊使用慢挡，避免桥面板出现强烈的碰撞，损伤混凝土。吊装时当桥面板落至钢板梁顶10 cm时，应将安装准线对准再松钩，如此反复直至对好位。桥面板就位后应立即检查受力是否均匀，与支座是否贴合，如未受力，必须吊起重放，直至支座受力均匀，确保桥面板平稳，不出现翘动现象。

图5 桥面板吊装示意图

图6 桥面板吊装吊具

2.4 湿接缝钢筋焊接

桥面板吊装就位，检验合格后，及时对桥面板外伸钢筋进行连接(图7)，采用二氧化碳气体保护焊对接缝钢筋焊接(图8)，先焊接下层钢筋接头，再焊接上层钢筋，并确保钢筋焊接长度、焊缝饱满度符合规范要求。该焊接方法以二氧化碳为保护气体，可以得到稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度，可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。钢筋搭接、焊接自检合格，经现场监理工程师验收认可后，方可进行下道工序施工。

桥面板湿接缝钢筋制作及安装应严格按施工图纸及技术规范进行。由于桥面板外伸钢筋、钢板梁上剪力钉较多，安装时注意相互之间的位置关系，防止相互冲突，如遇到外伸钢筋与剪力钉冲突，需调整钢筋以确保桥面板定位精度。钢筋的所有交叉点均应绑扎，必要时，可用点焊焊牢。以避免在浇筑混凝土时移位，不允许在浇筑混凝土以后再安设或插入钢筋。为保证保护层厚度，应在钢筋与模板间设置垫块，垫块应与钢筋扎紧，且互相错开。

图7 桥面悬挑板钢筋连接

图8 湿接缝钢筋焊接

2.5 湿接缝混凝土浇筑

湿接缝混凝土浇筑前，要安装湿接缝底模。湿接缝底模采用优质竹胶板，底模比湿接缝宽度每侧扩大10 cm，竹胶板宽度采用60 cm，胶板底采用60 cm长方木龙骨，方木间距30 cm。底模支撑采用吊模方式。用8#槽钢做吊模横担，并用φ12的带拉杆螺栓将底模悬吊在顶面槽钢上，并螺栓固定。桥面板湿接缝混凝土采用C40膨胀混凝土。采用料斗配合汽车吊进行混凝土浇筑，浇筑按照整联为单位，顺序为从跨中向墩顶方向。混凝土浇筑过程中，使用小型插入式振动棒及时振捣，使湿接缝混凝土各个部分都受到均匀充分的振捣，确保混凝土的密实性。浇筑完毕，即覆盖塑料薄膜，封住水分防止早期收缩出现裂缝。浇筑混凝土2 h后除去薄膜，进行2次收面，采用木抹子收平，及时覆盖土工布并洒水养护，待湿接缝混凝土强度达到设计值50%即可拆除吊模。

3 质量控制

3.1 桥面板吊装就位

预制桥面板吊装之前，应对桥面板进行进厂检验，检查编号、混凝土强度、外观质量、尺寸偏差、保护层厚度及桥面板接触面混凝土凿毛情况，严禁不合格的桥面板上桥。预制桥面板吊装之前，起重吊装机械进场时必须场地、通道平整，作业前查验所有辅助起重吊装机械作业人员的操作证并进行全面技术交底及安全交底。初次使用汽车吊时应先进行试吊。试吊时，将桥面板吊离支撑面2～3 cm后暂停，对各主要受力部件的作用情况做细致检查，确认受力良好，方可继续起吊。吊装过程中,应保持吊装动作平稳。待桥面板就位平稳后方能解开吊装索具，桥面板安装就位后及时进行安装质量检查。

3.2 接缝钢筋焊接

钢筋焊接前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净，钢筋的表面应洁净，保证钢筋无损伤。钢筋连接采用单面搭接焊，焊缝长度要求满足≥10d(d为钢筋直径)，焊缝厚度0.3d，同时焊缝宽度要达到桥梁施工规范要求，采用J502级以上焊条焊接。应根据现场焊接情况对焊接速度进行调整。通常半自动焊的速度不超过0.5 m/min，自动焊的速度不超过1.5 m/min。焊速过高，容易产生咬边和未焊透等缺陷，同时气体保护效果变坏，易产生气孔。焊接速度过低，易产生烧穿、组织粗大等缺陷，并且变形增大，生产效率降低。

3.3 湿接缝浇筑要求

混凝土浇筑前，应检查模板、钢筋的位置、尺寸和保护层厚度，确保其位置准确、保护层足够，清理底模内的干灰、杂物，经监理工程师检查签认后，方可进行混凝土的浇筑。混凝土浇筑前用水湿润接缝两侧预制桥面板侧面，以使新老混凝土连成整体。

混凝土浇筑时，采用插入式振动棒振捣密实各部位混凝土，振捣棒，先四周后中部，做到快插慢拔，振动棒的插点距离不超过其作用半径的1.5倍，振动棒不得碰触模板、钢筋。混凝土养护期间要派专人24 h值守，土工布一直要保持湿润，确保混凝土表面始终处于潮湿状态。养护期间要设立警示标志，尽量避免外部荷载的干扰影响，严禁任何车辆在新浇筑的湿接缝混凝土上行驶，以免使铺装层混凝土受到损伤。养护时间不得少于14 d。

3.4 安装偏差控制

预制桥面板从吊装至拼装的全过程中，应对桥面板的平面位置、平整度、相邻板高差、湿接缝宽度等进行监控量测，预制桥面板拼装允许偏差应满足表1的规定。

表1 预制桥面板安装允许偏差 mm

4 结束语

(1) 预制桥面板架设速度快，可以一次性安装完成后，再进行桥面板间的湿接缝连接作业，节省了湿接缝浇筑、等强度的时间，大大缩短桥面板架设的工期，同时确保桥面板架设的安全和质量，实现经济利润最大化，具有良好的经济效益。

(2) 主桥采用预制桥面板外伸钢筋与钢板梁上焊接剪力钉绑扎形成钢筋骨架，通过湿接缝现浇混凝土连成一体，保证了连接质量，提高了桥面板的牢固稳定性和桥梁路面整体性及路面使用耐久性，提升了桥梁的整体性能。

(3) 该施工方法减小现场焊接及混凝土浇筑的工作量，施工操作方便，提高机械化水平，加快施工进度，降低生产成本，有利于环境保护，体现节能环保的施工理念，可给今后类似的预制桥面板安装起到指导和借鉴作用，有利于推动预制装配式混凝土桥梁施工技术的发展。

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2016-05-03

周家勇(1981-)，男，甘肃永昌人，中铁二十四局集团安徽工程有限公司工程师．

U445. 4

A

1673-5781(2016)03-0403-04