波形鋼腹板預應力混凝土橋梁技術分析

周奎 秦晶

摘 要：結合實際，對波形鋼腹板預應力混凝土橋梁技術進行分析。先是論述了波形鋼腹板組合梁橋常用施工方法，其次從支架澆筑施工、懸臂澆筑施工、預制裝配施工以及頂推施工等方面，分析了波形鋼腹板預應力混凝土橋梁技術操作要點。希望可以給此類工程提供借鑒。

關鍵詞：波形鋼腹板;預應力;混凝土;橋梁技術;分析

中圖分類號：U448.213 文獻標識碼：A

0 引言

為了能夠使得橋梁實現結構輕型化的標準，法國首先研發出波形鋼板為主要結構的箱梁腹板形式，并且已經在1986年建設成為世界上首座波形鋼腹板預應力混凝土組合橋梁。該結構形式的橋梁和傳統預應力橋梁的形式對比分析發現，其主要是優勢就是自重輕、效率高、抗震性好、施工速度快等，目前已經是我國的橋梁領域中應用最為普遍的一種橋梁結構形式。伴隨著波形鋼腹板預應力混凝土橋梁的逐步深入應用，技術成熟度逐步提高，極大的促進了我國橋梁領域的發展和進步。

1 波形鋼腹板組合梁橋常用施工方法

和傳統的預應力混凝土箱梁進行對比分析，波形鋼腹板預應力混凝土箱梁的施工主要工序如下：支架現澆、懸臂澆筑、預裝配、頂推等等，隨著該施工技術的全面發展和進步，該領域中研發出了一種先進的施工工藝，即剛腹板自重異步施工工藝，已經研發就產生非常明顯的效果，極大的促進了橋梁工程事業的發展。在最初階段，我國波形鋼腹板預應力混凝土箱梁主要的施工方式就是現澆施工。伴隨著時代的發展和進步，該技術有了很大的提升，施工方式也更加的多樣化，主要是的形式就是懸臂澆筑施工方式，比如珠海前山河特大橋等等。

2 波形鋼腹板預應力混凝土橋梁施工關鍵環節分析

2.1 支架澆筑施工

波形鋼腹板預應力混凝土組合梁橋選擇使用支架現澆施工方式，和傳統的施工方式并無明顯的差距，在施工中主要應用的是型鋼、鋼管、貝雷桁片等施工材料，在澆筑開始前，要應用支架完成預壓施工，此時可以通過沙袋加重或者水箱加重的方式來進行。預壓加載應該按照技術標準來進行，分別按照總加載量的60%、100%及110% 3次進行，每次加載結束的1 h后要進行支架變形量的檢測。波形鋼腹板的安裝施工應該在底板鋼筋綁扎之后且頂板鋼筋綁扎之前進行，因為該部分屬于分段安裝施工方式，單次分段長度應該根據現場吊裝能力和波形鋼腹板階段剛度性能來確定，要從一側逐步安裝到另外一側，安裝的同時要進行糾偏處理，防止出現累積偏差的問題。和傳統施工技術相比，該方式簡化了腹板模板的安裝施工工藝，施工速度和效率有所提升[1]。

2.2 懸臂澆筑施工

和傳統施工技術對比分析，大跨徑波形鋼腹板橋梁的懸臂澆筑通常是按照掛籃施工方式來進行，其主要的區別就是在施工中要充分的分析波形鋼腹板吊裝空間的要求，所以要選擇使用高三角形或者菱形的掛籃結構形式。傳統施工方式是將腹板、頂板、底板實現同時澆筑施工，而該方式則是將腹板在加工廠內進行預制加工，再運輸到現場進行組裝施工。經過對比分析，波形鋼腹板預制箱梁結構的懸臂澆筑施工過程，可以簡化側模、腹板鋼筋綁扎和預應力孔道設置等環節，而增加了腹板定位與安裝環節，最后一節的波形鋼腹板部分的安裝應該在已經澆筑完成的階段養護過程中來進行安裝。波形預應力混凝土箱梁自重較小，和傳統結構形式對比分析下降30%左右，且施工節段要比混凝土箱梁長1.5 m～2.0 m，減少了施工節段的數量，縮短工期。此外，懸臂澆筑方式施工方便快捷，施工比較容易進行，不會影響整體施工質量。

2.3 預制裝配施工

中小型波形鋼腹板預應力混凝土橋梁也可以使用預制裝配施工方式，其和傳統的橋梁施工方法并無明顯差異。預制場地和傳統橋梁是相同的，預制模板主要應用的是鋼模板制作而成，混凝土可以選擇使用二次澆筑方式，第一次進行主梁底板的澆筑施工，第二步則進行頂板澆筑施工。梁體吊裝開始前，要合理進行施工工藝的設計，同時還應該進行施工條件的計算分析，保證整個吊裝階段達到安全性的要求。吊點的設置應該在支承線的橫隔板位置上，梁體結構應該設置至少4個吊點，且混凝土結構強度在90%以上時才能起吊。梁體結構吊裝到規定位置上，應該設置保險垛或支承結構，保證梁體結構穩固性合格，同時需要應用鋼板和先安裝的梁體預埋橫向結構鋼開展焊接施工，避免發生傾倒的問題，在全孔主梁安裝之后，按照設計方案進行主梁整體化處理。梁、板安裝到規定位置上，要按照設計方案進行澆筑施工[2]。

2.4 頂推施工

波形鋼腹板預應力混凝土橋梁因為重量比較輕，其與傳統的橋梁結構形式對比分析，頂推施工難度有所下降，同時也可以將波形剛腹板作為主要的頂推導梁結構形式。為了能夠使得導梁可以順利的迎墩，在導梁的前方位置上應該設置鋼制牛腿結構，在頂推到規定位置上之后就能夠完全拆除，然后開始進行導梁的澆筑施工，確保主梁頂推施工可以順利的進行。頂推施工階段，預制梁的制作長度應該設置在橋臺后補的橋軸線引道或橋梁上部。多聯進行頂推施工時，為了能夠使得施工可以順利的完成，需要在橋梁的起始位置上分別設置一個預制場地，使得兩側可以同時進行。頂推施工階段，每臺千斤頂都需要安裝移動傳感器裝置，能夠直接檢測出千斤頂的活塞進程，確保千斤頂可以實現同時頂進施工。頂推施工環節，應該實時監測箱梁軸線偏位、主梁標高與導梁撓度等方面的數據，如果發現超出標準的情況，要做好調整。頂推實施全部完成之后，要將頂推千斤頂和反力架全部拆除，然后要安裝頂升千斤頂，在支座全部轉換之后，才能進行落梁。

2.5 無（少）支架現澆施工

波形鋼腹板預應力混凝土橋梁無（少）支架現澆施工主要是把該橋梁結構中的波形鋼腹板作為臨時支撐結構形式，該結構形式主要是應用到要求相對較高的中小型市政橋梁或者跨線橋梁上。該施工工藝在具體實施環節，不會給交通產生任何的影響，還能夠降低施工成本。在施工階段，首先應該在工廠內制作波形鋼腹板，然后運輸到現場進行組裝焊接施工，然后選擇夜晚等交通量較小時吊裝波形鋼腹板結構，最后是進行掛模板和澆筑施工。此外，在該工藝正式實施前，應該先計算確定波形鋼腹板的承載力是否可以達到標準的要求，同時還應該保證結構系統安全性[3]。

2.6 異步懸臂澆筑施工

波形鋼腹板異步懸臂澆筑施工主要是將波形鋼腹板作為整個橋梁的承載結構部分，把掛籃主要承載和行走結構直接固定到其結構的翼緣板上，然后開始進行同一節的混凝土頂板、底板、腹板等部分的施工，即n-1節段頂板、n節段底板及n+1節段腹板同時施工。和傳統的現澆施工方式對比分析，其操作平面空間相對較大，且能夠縮短施工工期，能夠避免上下重疊而導致的安全事故問題。該施工方式將掛籃結構作為現澆簡支體系，和傳統菱形掛籃施工方式對比分析，鋼材使用量大大減少，工程的安全性有所提升。因為橋梁結構受力特性較為特殊，所以在施工開始前，要全面的做好各個結構的受力條件分析，如有必要，應該進行上下結構部分的加固施工，同時還應該在波形鋼腹板之間設置臨時支撐結構，以保證其縱橫向的剛度滿足工程要求。

3 工程實例

綜合分析國內外的波形鋼腹板預應力混凝土箱梁施工方法，進行多方面的經驗總結可以確定，傳統混凝土橋梁施工技術可以滿足該橋梁的要求。在運輸、吊裝相應設備的情況下，進行預制裝配施工;在基礎和地形條件比較好的情況下，能夠選擇使用支架現澆施工方式;對于交通通行要求比較高的地區來說，可以選擇使用無（少）支架現澆或頂推施工;對于橋梁跨徑尺寸較大、墩身尺寸比較高的工程項目，可以選擇使用懸臂澆筑方式。按照施工工藝要求，波形鋼腹板的橋梁結構形式有著非常明顯的優勢，整體的結構性能比較強。下面將具體分析一些成功案例，以做好經驗的借鑒和分析[4-5]。

3.1 新密溱水路大橋（支架澆筑施工）

該橋梁設計為獨塔雙索面無背索斜拉橋，跨徑尺寸為（30+70+30）m，上部結構設計為分離式單箱雙室波形鋼腹板橋梁結構形式，橋面寬度尺寸為50 m。因為橋面的寬度尺寸比較大，所以其橋面到地面標高高度差相對比較小，綜合分析實際情況，確定該橋梁選擇使用滿堂支架分段的澆筑主梁、后索塔施工方式，按照工程的施工工藝確定施工工序，并且嚴格按照標準來進行施工。與其他主梁結構長度為130 m

的預應力混凝土梁體結構施工對比分析，該橋梁施工方式可以節約施工工期約20d左右，能夠節約模板30%左右，成本大幅降低。

3.2 珠海前山河特大橋（懸臂澆筑施工）

該橋梁是目前我國建設完成的跨徑最大的波形鋼腹板組合連續橋梁工程，其跨徑尺寸為（90+160+90）m，主梁結構設計為單箱室截面，中墩支點梁高9.5 m，頂板寬15.75 m，翼緣為3.375 m。因為整個橋梁的跨度尺寸比較大，所以選擇使用菱形掛籃懸臂澆筑施工。0#節段選擇使用支架方式，之后在0#節段兩端應用的是掛籃和模板組裝方式。掛籃施工之后，進行模板高程數據的調整，然后是1#節段鋼筋綁扎施工，緊接著進行進行1#節段的底板及頂板澆筑、養護等環節的施工，經過檢測合格之后才能開始進行下一結構部分的施工，保證各個結構部分的質量全部合格，不能存在任何的質量缺陷。

4 結語

本文重點分析當前的波形鋼腹板預應力混凝土橋梁施工工藝，和傳統施工方法進行對比分析，總結出該方式的優勢，同時還分析成熟的橋梁施工案例，總結經驗教訓，從而可以全面的提升橋梁的施工整體技術水平，以滿足當前的橋梁施工需要，積極促進我國經濟與社會的全面發展和進步。

參考文獻：

[1]魏紅萍，陳建杰，孔祥榮，等.高架匝道波形鋼腹板PC組合箱梁施工技術[J].建筑施工，2011，33（02）：136-138.

[2]姬同庚.大跨徑波形鋼腹板連續箱梁橋設計與施工關鍵技術[J].世界橋梁，2014，42（05）：12-17.

[3]竇世昌.大跨度波形鋼腹板組合箱梁橋設計及施工中重點問題的探討[J].黑龍江交通科技，2013，36（08）：117-118.

[4]宣恒，張東.關于斜腹板、圓倒角現澆箱梁模板施工工藝的討論和研究[J].科技展望，2014，12（15）：27-28.

[5]劉朵，楊丙文，張建東，等.波形鋼腹板組合橋梁內襯混凝土抗剪性能研究[J].世界橋梁，2013，41（06）：72-75.