鋼板組合梁橋面板橫向濕接縫優化設計探索

武 林， 高 波

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司；公路交通節能環保技術交通運輸行業研發中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

自2015年以來，我國交通運輸部出臺了一系列推動鋼結構和鋼混組合結構橋梁發展的有利政策[2,3]。隨著國家的經濟發展、鋼結構產能提高，在橋梁中大量采用鋼板組合梁結構成了目前橋梁發展的趨勢[6]。

皖南某山區高速目前已推廣應用鋼板組合梁橋，全線共31座鋼板組合梁橋，總長度12.12 km。

全線橋梁上部結構采用35 m和40 m兩種標準跨徑， 梁高分為2.21 m與2.51 m，其中35 m鋼板組合梁橋的立面布置如圖1所示。鋼板組合梁主梁斷面采用直腹式雙工字鋼板組合梁，雙主梁間距6.7 m，混凝土橋面板和鋼主梁通過錨栓釘連接[7-9]，標準橫斷面如圖2所示。

圖1 35 m鋼板組合梁縱梁立面圖(單位：mm)

圖2 鋼板組合梁標準橫斷面圖(單位：cm)

1 橋面板濕接縫施工圖階段方案

以35 m鋼板組合梁橋為例，施工圖設計中橋面板濕接縫的寬度標準板寬3.0 m，濕接縫寬度0.5 m。橫向濕接縫除在雙工字鋼板頂部不用吊模板外，濕接縫等寬段和漸變段均需采用吊模版，濕接縫立面和平面示意如圖3所示。

圖3 濕接縫立面和平面示意(施工圖階段)

2 橋面板濕接縫優化的原因

為持續打造綠色公路工業化建造新模式，考慮在預制橋面板時增設濕接縫底托，從而減少橋面板濕接縫施工過程中的吊模安裝及拆卸工序。采用濕接縫底托，將空中的作業面移動到地面完成，使得工業化水平和安全性大大提升[10，11]，初步優化后的橋面板濕接縫立面與平面如圖4所示。

圖4 濕接縫立面和平面示意(初步優化方案)

3 優化過程出現的問題

在3.0 m標準板縱向兩側各設置24 cm的底托后(兩塊橋面板中間預留2 cm調整縫隙)，出現了以下問題：當后一塊橋面板安裝時，由于前一塊板濕接縫鋼筋伸出托板16 cm，阻擋了后一塊板的托板下落，導致后一塊板無法垂直下落就位。 橋面板濕接縫局部大樣圖如圖5所示：

圖5 橋面板濕接縫局部大樣圖

4 優化比選方案

根據現場存在的問題及施工工藝情況，同時結合業主、監理等相關意見，對橋面板濕接縫鋼筋問題提出四種方案進行比選。

4.1 優化方案一

優化方案一是將預制板兩側的底托做成一長一短的形式，從而使得后一塊板在向下吊裝的過程中(短的底托)與前一塊板的濕接縫鋼筋不相碰，如圖6所示。

圖6 橋面板濕接縫優化方案一

4.2 優化方案二

考慮到優化方案一的底托做成一長一短，長的一端由于板的長、厚比較大，在現場預制、吊裝的過程中易造成托板的磕碰破損,故將預制板端部一定范圍內進行加厚處理，如圖7所示。

圖7 橋面板濕接縫優化方案二

4.3 優化方案三

由于方案一和方案二都會導致預制板端部模板的復雜性及工作量的增加，在不改變初步方案托板尺寸的前提下，將預制板內的縱向環筋伸出預制板24 cm(即縱向環筋與底板齊平)，然后在后板架設完畢后，增設現澆環形箍筋，并與預制板縱向環筋進行焊接,如圖8所示。

圖8 橋面板濕接縫優化方案三

4.4 優化方案四

考慮到前一塊板縱向環形箍筋與后一塊板的底托存在相碰，方案四考慮將前板的縱向箍筋截斷(截斷后與前板底托長度齊平)，待后板架設完畢后，再對前板缺少的環形箍筋進行搭接焊接，如圖9所示。

圖9 橋面板濕接縫優化方案四

5 方案比較與論證

原設計方案和比選方案各有利弊，本文對各方案的優缺點進行了比較論證，見表1，最終確定選用方案三。

表1 四個優化方案的優缺點比較

6 結 論

本項目鋼板組合梁橋目前處于全面施工狀態，鋼板組合梁濕接縫處設置預制底托，在減少橋面板濕接縫施工過程中的吊模安裝及拆卸工序的同時，也大大提高了施工的安全性，符合持續打造綠色公路工業化建造新模式的理念。