波形钢腹板PC 组合箱梁桥新型异步施工技术研究

冀佳

山西路桥建设集团有限公司公路工程总承包分公司 山西太原 030006

从本质上分析，波形钢腹板PC 组合箱梁桥属于一种全新的钢混结构桥梁形式。相较于混凝土箱梁而言，波形钢腹板PC 组合箱梁是由波形钢腹板、体外预应力束以及上下混凝土翼板等组成，其横向刚度与扭转刚度比较小，主要通过增加横隔板优化其动力特性。与混凝土腹板对比而言，该箱梁的突出性特点为混凝土腹板的重量比较小，控制了上部结构中的钢筋料、混凝土料以及预应力钢筋料的实际用量，工程成本造价比较低。纵观波形钢腹板PC 组合箱梁的实践应用情况，其能够减小结构的自身重量，提升预应力效率，控制结构工程材料用量，节省工程施工成本，如今已经成为桥梁工程项目主要采用的一种结构形式。波形钢腹板PC 组合箱梁基本选择满堂支架方法与顶推方法等相关传统技术方法，但是由于传统工艺下抗压能力较为薄弱，横向刚度比较有限，因此施工效率偏低。而选择新型异步技术能够切实提升施工效率，缩短工期，并控制与节省施工成本。

1 项目背景

此高速公路工程项目的全线长度是36.58km，采用的是双向四车道，行车速度为80km/h。此项目包含一座桥梁，主桥长度是336m，采用的结构类型是三跨波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁（90m+156m+90m），主梁结构为单箱单室，桥面的横坡率是3%，从箱梁顺着顶板顶缘中点进行旋转而成，同时箱梁的底板采用水平设置方式，左幅箱梁与右幅箱梁以路中心为对称线。此外，梁高与底板的厚度呈现出1.6 次抛物线从跨中至根部变化，其中跨中梁的高度是42m，底板的厚度是3.2m；根部梁的高度是90m，底板的厚度是1.2m，而墩顶的底板厚度是20m。箱梁的翼缘悬臂是29.1m，悬臂段的厚度是2m，及其根部厚度是7.5m。

2 波形钢腹板PC 组合组合箱梁新型异步技术

2.1 工艺控制

从波形钢腹板PC 组合箱梁方面分析，新型异步技术研究基本集中在支架预压、观测与安装等相关领域。当托架所有的单元件、桁片以及牛腿等关键结构件焊接施工结束之后，必须实施金属质量检验、焊接效果检验、气体检验以及设备检验等，保证检验结果达标后才能够办理签证进场[1]。

预压技术：当托架吊装至指定位置之后，上横梁处在高空实施预压，难度系数比较大，且安全风险系数高，所以受力构架托架应选择在地面上实施模拟预压，然后对托架的性能进行验证。

安装技术：确保桥台平面与地面之间的距离控制为3m 至5m，安装施工阶段选择2 台汽车吊（重量是50t），通过双机进行吊装。基于对拉状态下选择精轧螺纹钢筋，所有的榀支架都要建立3 个点（其中每个点应安装1 台千斤顶，重量是200t，以及精轧螺纹钢筋）实施加载。

2.2 混凝土施工控制

以上横梁混凝土施工为例，具体如下：①水泥，选用的材料是矿渣硅酸盐水泥（级别是P.S32.5），必须具备出厂合格证与复试报告；②砂（细砂），混凝土级别＜C30，其含泥量应＜5%，混凝土级别＞C30，其含泥量应＜3%，需要对混凝土及其C30 含泥量进行严格控制[2]；③石子，混凝土级别＜C30，含泥量应＜2%，混凝土级别＞C30，其含泥量应＜1%，同时石子的粒径范围保证处于16mm 至30mm 之间；④混凝土外加剂，类型是FJ-1 泵送机，通过试验确定最佳掺入量。

混凝土浇筑施工主要分为2 次进行，第一次混凝土浇筑施工高度为4m，选择挂篮施工技术完成钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑以及预应力管道安装等，当混凝土强度达到了设计强度要求90%以上，则进行上横梁底板预应力张拉、混凝土浇筑，最后根据设计顺序完成上横梁预应力束张拉封锚。

2.3 底板与腹板钢筋安装

曲线梁安装施工中新型异步技术的实践应用，必须对钢筋间隔距离位置进行有效控制，结合施工规定要求实施放样，精准确定设计线与横断面的对称线。在底板钢筋安装施工阶段需要设置保护层垫块，防止后期骨架重量过大而无法安装。为了能够保证不会损伤模板，需要在使用撬棍的过程中对底板上层与下层钢筋之间的支撑重量进行合理控制，根据施工荷载实际情况设计与使用架立筋，从而达到对上层钢筋自身重量的有效控制，各层级间垫块应增设马镫或者是架立筋。针对保护层垫块材料选用而言，必须确保其强度与刚度符合标准规范要求，以细石混凝土制作为例，垫块强度级别应＞混凝土强度级别，规格选择的是7cm×7cm×7cm 的混凝土保护层厚度[4]。而混凝土预制垫块的实践应用，必须对材料配比进行科学控制，确保所有材料强度、成分以及色泽等相统一；垫块选择梅花形进行布局，间隔距离需要小于75cm；绑扎施工阶段应预留预应力孔道，以免钢筋绑扎成型之后无法预留孔道。在进行施工时必须严格贯彻《桥梁钢筋施工工艺标准》相关要求。

此波形钢腹板PC 组合箱梁施工采用的是新型异步浇筑技术，重点是混凝土浇筑施工结束之后，其强度必须＞95%，然后才可以拆卸模板与支架[5]。此项技术的实践应用有效节省了施工成本，也保证了施工安全。根据理论计算和实践表明，新型异步技术能够有效控制箱梁线形，且无需进行地基处理，实现了波形钢腹板PC组合箱梁安全施工。

3 结语

新型异步技术是公路桥梁工程施工中的一项关键性技术，其有效解决了波形钢腹板PC 组合箱梁挂篮技术扰动问题。新型异步技术以波形钢腹板当作支撑，具备结构简单、承载力大以及成本低等优势，保证了公路桥梁安全施工。