复合压型钢板作为钢-混组合梁桥面板底模施工工艺研究

谷 凯

上海市机械施工集团有限公司 上海 200072

一般的钢-混组合梁桥面板底模采用吊模或者支架体系支撑模板，在安全、进度、成本方面都不如压型钢板，而采用压型钢板替代传统模板体系，可以节省大量后期拆模拆支架的人工及工期，大大降低项目管理的安全风险[1-4]。

本文主要结合上海市两港大道（新四平公路—S2）快速化工程中，压型钢板在钢-混组合梁中的运用。从压型钢板的技术原理、现场的施工工艺、相对应的经济效益等3个方面来对其可行性进行论述。

1 压型钢板技术原理

1.1 钢-混组合梁简介

钢-混组合梁是指钢梁和混凝土面板通过剪力连接件连成整体的构件，在钢梁主板、腹板上端设置栓钉并伸入混凝土板形成整体，阻止板和钢梁之间的相对滑移，使两者的弯曲变形协调，共同承载荷载的作用。在荷载作用下，组合梁截面仅有一个中和轴，钢梁主要承受拉力，混凝土板主要承受压力。由于钢-混组合梁能够充分利用材料的特性，具有承载力高、刚度大、结构高度小、抗震性能好、造价低等优点，越来越受到工程界的关注和重视。

1.2 压型钢板受力分析

传统的压型板分为开口型或闭口型，作为底模，混凝土浇筑后，会在板底部产生瓦椤状条纹，板截面厚薄不均，易发生突变；如果直接用在高架桥上，则在长期动载作用下，容易发生开裂。两港大道钢-混组合梁桥面板底模，采用传统压型板上面铺设了1层厚0.5 mm的平板作为底模，确保桥面板平顺。以压型钢板作为板的主要承重构件，混凝土只作为板的面层以形成平整的表面及起到分布荷载的作用，按钢结构规范进行施工和使用阶段计算。

已知压型钢板YX75-200-600，基板厚度为1.5 mm，材质为Q345。屈服强度为fy＝345 MPa，强度设计值为f＝300 MPa，弹性模量E＝206 000 MPa。波高75 mm，由3组波峰波谷组合而成，其中波峰平面宽度约112 mm。较宽面的波峰便于平钢板在其上面进行铺设固定。压型钢板的截面形状如图1所示。

图1 压型钢板横断面示意

按单跨简支计算压型钢板，当跨度L＝3.05 m时，验算YX75-200-600压型钢板的承载力情况。

由于压型钢板承载力以面板所承受的面荷载计算，是以每米板宽来表示的，故需将板的截面转化为每米板宽的特性。本工程中，压型钢板作为单跨简支的模板使用，其最大跨度为3.05 m，混凝土厚度为280 mm，按强度及挠度等条件分别验证其承载力。经分析计算，压型钢板的应力和挠度均能满足要求。

恒载（压型钢板与钢筋荷载）下的荷载如图2所示，活载（混凝土与施工临时荷载）下的荷载如图3所示。

图3 活载下的荷载示意

2 压型钢板施工工艺

2.1 压型钢板简介

图1中，XY75-200-600压型板波高75 mm，由3组波峰、波谷组合而成，其中，波峰平面宽约112 mm。较宽面的波峰便于平钢板在其上面进行铺设固定。

板侧边带向上小弯钩的波谷为大边（母边），另一侧为小边（公边）。压型板铺设时一般情况为：小边铺设在大边上面，且小边尽可能贴紧大边的向上小弯钩。具体如图4所示。

图4 压型钢板铺设搭接示意

2.2 桥面板施工概况

本工程在跨越路口处，上部结构采用钢混凝土组合梁形式，由开口箱型主梁、支承中横梁组成。组合跨径为（30＋45＋30）m。具体形式如图5所示。

图5 钢梁平面示意

钢-混组合梁的钢结构采用分离式多箱结构，组合梁每隔7 m设置1道横隔板，将多个箱室连接成为整体，边箱外侧腹板斜率与主线小箱梁保持一致，其余腹板均为竖直布置。各节点结构断面如图6所示。

图6 钢-混组合梁标准断面示意

2.3 压型钢板施工工序

压型钢板铺设和固定→平钢板铺设和固定→异形钢板铺设和固定

2.3.1 压型钢板铺设和固定

第1张压型钢板铺设时，小边应与钢梁搭接20 mm以上（小边受力较弱），并与钢梁进行间隔点焊固定，间隔距离约为300 mm，如图7、图8所示。

图7 压型钢板起板位置关系

图8 起板位置点焊固定

压型钢板端部与钢梁间搭接应控制在60 mm，且波峰波谷与钢梁成垂直90°，每个波谷均应与钢梁进行点焊固定，如图9所示。

图9 压型钢板端部搭接位置关系

第2张压型钢板铺设时，其小边搭接在前一张压型板的大边上面，并尽量贴紧大边的向上小弯钩；同时，要控制好两侧板端与钢梁的搭接距离，并保持波峰波谷与钢梁间的垂直度，压型钢板就位后，立即进行点焊固定。

按此方法连续进行压型板的铺设，底板铺设完成如图10所示。

图10 底板铺设完成

压型钢板铺设注意事项：

1）在两侧钢梁距边缘60 mm处弹画出压型板铺设控制线，便于压型板端部搭接尺寸的控制。

2）由于压型板铺设方向有一定的延展和收缩性，铺设时应尽量控制每张板的实际有效宽度（建议有效宽度控制在600～605 mm），便于后道工序平钢板的铺设。

3）每张压型板铺设就位后应及时进行点焊焊接，每个波谷焊接一点，焊接时波谷应与钢梁紧密贴实，焊接点直径控制在25 mm左右，且应与钢梁焊透，固定牢固。

4）最后一张压型板铺设时，应根据实际空余尺寸进行切割、裁剪。

2.3.2 平钢板铺设和固定

平钢板的宽度为1 200 mm，相当于2张压型板的有效宽度，其长度与相应位置的压型板长度一致。

起头平钢板从第1张压型板第1个波峰的中心线开始，刚好到第3张压型板的第1个波峰中心线结束，平板的两边应刚好和相应的波峰中心线平行，平板的两端部也应刚好和压型板端部重叠平行。

平板就位后，及时采用铆钉与压型板波峰进行连接固定，铆钉间距要求：平行于波峰方向不大于300 mm，垂直于波峰方向为200 mm（波峰间距）。

平钢板与平钢板之间采用对接方式进行平行铺设，对接处可适当预留2～3 mm的对接缝隙，对接缝处预先通条粘贴胶泥（预防平板对接处缝隙过大而漏砂浆）。平板对接处打双排铆钉，每排铆钉固定各自平板的侧边，如图11所示。依此方法连续进行平钢板的铺设，完成效果如图12所示。

图11 平钢板搭接示意

图12 平钢板铺设完成

平钢板铺设注意事项：

1）在平板对接处预先弹画出控制线，便于控制胶泥粘贴时的平直度。

2）平板平整就位后，建议先将每个波峰靠近端部的铆钉安装好，再用较长的标尺依次标出其他各铆钉位置点，方便后续满打铆钉位置的精确性。

3）大平板在运输倒运等过程中难免会出现板端局部变形，铺设过程中若发现该情况，应及时进行校正。

4）最后一张平钢板铺设时，应根据实际空余尺寸进行切割裁剪。

2.3.3 异形钢板铺设和固定

本工程最主要的异形板是封头挡板，其次是少量的侧收边。封头挡板和侧收边的相应节点构造如图13、图14所示。

图13 封头挡板节点示意

图14 侧收边节点示意

异形板安装时，异形板与平钢板间应加贴胶泥，并用铆钉间隔200 mm进行固定，异形板与钢梁之间应采用点焊焊透的方式间隔200 mm进行固定，异形板与异形板之间自然搭接50 mm左右，搭接处应当紧贴并固定牢固，转角处应进行转角修剪处理且搭接固定合理。侧收边及转角节点施工完成效果如图15所示。

图15 侧收边及转角节点施工完成

3 压型钢板应用效果

压型钢板作为浇筑混凝土的永久性模板，并作为施工时的操作平台，作业人员在其上进行铺装层的钢筋绑扎，无需在钢梁箱式上方留人孔，钢筋连接的整体性得到了保证，并且混凝土浇筑可以分块整体进行，避免了留人孔二次补缺的情况，对整个桥面板的均匀受力起到了重要作用。压型钢板完成面上铺设钢筋如图16所示。

图16 压型钢板完成面上铺设钢筋

一般连续性钢-混组合梁设置在路口大跨处，来往的车辆和行人都会抬头仰望，复合型压型钢板作为永久性底模，在外观质量上比一般混凝土拆模后的外观质量要高，不会出现一般混凝土拆模后所形成的色差、蜂窝、麻面等现象，减少了二次装饰的人工和经费，对于提升城市整体的形象，复合型压型钢板更胜一筹。

利用压型钢板自身具有的质量轻、强度高、承重大、抗震性好的特点，取消了传统木模板支撑系统，可直接在桥面上完成结构施工。工程中压型钢板被视为混凝土桥面板的永久性模板，其设计取代了部分的正弯矩钢筋及部分负弯矩钢筋，与混凝土具有很好的黏结强度，增强了板的强度和刚度。

具体优点如下：

1）压型钢板作为浇筑混凝土的底模板，节省了木模板二次拆模及拆模后的修复，节能环保。

2）压型钢板可以标准化设计、工厂化生产，运输、堆放、安装方便，现场文明施工得到了提高。

3）在使用阶段，由于同上部桥面混凝土形成整体，可部分代替混凝土中的受拉钢筋，钢筋的安装及加工工作量大量减少。

4）刚度大、自重轻，减少了混凝土的用量。

5）便于敷设通信、电力、采暖等管线。

6）便于立体作业，加快施工进度，缩短工期。

7）可以直接作为装饰，减少后期装饰作业。

8）与木模板相比，大大降低了发生火灾的概率。

综上所述，压型钢板在施工进度、施工安全、施工成本、施工质量等方面都优于传统模板，伴随它的施工技术也越来越丰富多样化，其施工工艺具有足够的优势，但是也存在着一定的复杂性。

4 结语

当前我国的施工技术水平还在不断提高，绿色、方便、快捷的施工工艺越来越受到社会各界的欢迎，压型钢板加钢-混组合梁的施工工艺也受到了人们的关注和重视，该技术在应用过程中可以十分有效地缩短施工的工期，同时也可以保证施工的质量和效果，具有比较好的发展前景，可以为城市快速路高架及道路的建设提供新的施工技术思路，为今后类似工程的施工起到示范作用。