异步平行工法在波形钢腹板连续刚构桥上的应用

郭 勇

(山西路桥集团运宝黄河大桥建设管理有限公司，山西 太原 030006)

1 引 言

异步平行工法是在国外Rap.con/RW工法上的改进，相较传统施工方法，该工法利用波形钢腹板作为挂篮的主承重梁，并将主梁悬浇节段的顶、底板错开施工，具有挂篮结构简单、施工作业面多、施工速度快的优点。

2 工程概况

运宝黄河大桥位于山西运城芮城县，大桥北接山西运宝高速公路解陌段，由芮城县陌南镇柳湾村跨越黄河进入河南，与三门峡至淅川高速公路相连，接入连霍高速公路。大桥全长1 690 m，由引桥、主桥、副桥组成，其中副桥设计为双幅48 m+9×90 m+48 m波形钢腹板预应力混凝土刚构—连续组合梁桥，全长906 m(见图1)。箱梁采用单箱单室断面。每幅箱粱顶板宽15.5 m，底版宽8.5 m，外翼板悬臂长3.5 m。箱梁0#梁段长5 m，每个“T”纵桥向划分为10个梁段，梁段长度从根部至端部按照3.2～4.8 m划分，累计悬臂总长边跨48 m，中跨45 m。除0#梁段腹板为钢-混凝土组合腹板外，其余均为波形钢腹板，波形钢腹板钢材为Q345qDNH耐候钢，钢板厚14 mm。波形钢腹板采用“三波连续”构造，单波波长1.6 m，波高22 cm。

3 异步平行工法特点

3.1 波形钢腹板自承重

副桥挂篮采用箱梁悬挑波腹板承重，由承重主桁、行走机构、锚固系统、悬吊系统、模板系统、工作平台等部分组成。传统挂篮的主纵梁、立柱、斜拉带及后锚体系得以取消，挂篮重心降低，在提升挂篮抗倾覆能力的同时，简化了挂篮结构，大大减少挂篮用钢量，见图2、图3。

图2 挂篮结构设计图侧面

图3 挂篮结构设计图正面

与一般的PC箱梁桥相比，波形钢腹板PC箱梁桥的抗弯刚度约为90%，扭转刚度约为40%，剪切刚度约为10%。在波形钢腹板PC箱梁桥施工阶段，为提高波形钢腹板侧向抗扭转性能，波形钢腹板纵向连接后，在悬臂端设置临时支架，将两侧波形钢腹板连接成整体。施工中临时支架与钢腹板间采用高强螺栓连接，便于拆卸循环使用。

为确保波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的整体性，波形钢腹板与混凝土顶板的连接采用波形钢腹板顶端焊有翼缘板与穿孔板的Twin-PBL键连接方式。波形钢腹板与混凝土底板的连接采用翼缘板外包式连接，混凝土通过波形板上的穿孔形成的混凝土销，穿过波形板孔洞的贯穿钢筋以及焊接于波形板上；底板与波形钢腹板间设置剪力钢板施工中必须保证抗剪部件的施工质量。

3.2 顶底板错开浇筑

将梁段的顶、底板错位施工，同时进行N-l段顶板施工、N节段底板施工、N+l节段波形板安装施工，三个作业面平行施工。相较传统方法，增加了施工作业面，作业空间大，施工极为方便，消除了常规挂篮重叠施工的安全隐患。

3.3 液压牵引行走系统

结合波形钢腹板上翼缘钢板开孔的构造特点，巧妙地设计了液压牵引行走系统牵引挂篮行走。挂篮行走时，液压杆一端铰接于挂篮支腿上，另一端通过钢销锚固于波形钢腹板上翼缘开孔钢板上，通过液压动力牵引挂篮行走，挂篮可进可退，简单、便捷、实用。

挂篮行走到位后，再进行上一节段的穿束、张拉及压浆，施工过程中可同步进行挂篮模板清理、支模及节段钢筋绑扎，施工放率大大提高。

3.4 塔吊设置

采用MC-120B塔吊辅助箱梁施工，拆卸挂篮、吊装波腹板及钢筋等施工材料。塔吊布置于箱梁左右幅分隔带、墩身横向中轴线位置安装，承台顶面以上35 m及桥面处各设置一道附墙。在墩身浇筑前预埋锚筋及套筒，外贴钢板，拧入丝杆后塞孔焊接。塔吊穿过箱梁翼缘区域，翼缘开口并与塔吊预留20 cm间距，见表1。

表1 波腹板吊装能力分析

4 异步平行工法应用效果

相较传统工艺，采用异步平行工法每节段可节约4 d，9个悬浇节段总体工期可节约36 d，同时单个挂篮重减少12 t，大大节约了施工措施费，见表2、表3。

表2 单节段施工用时对比

表3 经济型对比

5 结 语

异步平行悬臂浇筑工法成功应用于实桥，进一步丰富了我国桥梁施工方法，不仅能缩短桥梁建设周期，而且能扩大作业面，大大减轻挂篮重量，极大地增强了波形钢腹板PC箱梁桥施工的便捷性和经济性，是一种值得推广的施工工法。