波形鋼腹板 PC箱梁橋懸臂施工波腹板安裝精度控制技術分析

夏紹見

（中鐵七局集團第一工程有限公司，河南 洛陽 471000）

1 工程概況

1.1 橋梁設計概況

國道207焦作至溫縣段改建工程項目路線全長 41.35km，全線共設橋梁15座，線路2次上跨南水北調，一次上跨沁河，設計均為波形鋼腹板 PC 預應力懸臂組合箱梁橋（上跨南水北調主橋連續梁跨度為 80m+140m+80m，上跨沁河特大橋兩側大堤連續梁設計為 50m+85m+50m，65m+110m+65m），鋼混組合結構充分利用了混凝土抗壓，波形鋼腹板質輕，抗剪屈服強度高的優點，有效地將鋼、混凝土 2種材料結合起來，揚長避短，提高了結構的穩定性及材料的使用效率。

1.2 技術指標及要求

在懸臂節段施工過程中，掛籃懸臂施工對于鋼腹板安裝精度要求高，安裝精度將直接影響成橋線型質量，安裝合格率也是制約施工進度的主要因素，本項目沁河特大橋和南水北調橋的鋼腹板設計不同，3 座橋鋼腹板上翼緣均為 Twin-PBL鍵，上跨南水北調橋鋼腹板的下翼緣為 S-PBL 鍵+栓釘連接，沁河特大橋波腹板的下翼緣為埋入式連接，鋼腹板較柔，鋼腹板安裝的影響因素較多，安裝精度難以控制。

2 現場存問題

波形鋼腹板懸臂施工受到設計縱坡、橫坡、加工偏差及施工過程中混凝土、人員、機械的影響，安裝過程中易出現兩節段鋼板搭接軸線偏位大，鋼腹板安不垂直、高程不滿足要求等現象。根據本項目對正在施工的沁河特大橋主跨（50m+85m+50m）連續梁已施工波形鋼腹板安裝過程中出現過的不合格原因進行調查統計發現，安裝不合格的主要原因為定位不合格，統計如表1所示。

表1 鋼腹板安裝不合格項占比統計分析表

3 原因分析

組織現場技術人員對存在原因進行分析后，分析原因為以下幾點：（1）吊裝過程中擺動大，粗調時難以對中，尤其是采用塔吊吊裝的時候，鋼腹板只能平吊，兩端無法調整高度；（2）采用菱形掛籃施工時，下一節段鋼腹板的安裝在混凝土等強的時間段內，即在張拉之前，此時掛籃未前移，下一節段鋼腹板的安裝處于懸空狀態，鋼腹板吊裝及螺栓臨時固定后，下方位置不足，無法采用馬凳支撐或臨時固定；（3）鋼腹板的臨時固定不可靠，鋼腹板迎風面大，標高和垂直度調整完畢，采用螺栓臨時固定后，在2塊鋼腹板焊接前，容易受大風天氣等影響，鋼腹板會出現偏位，影響定位質量。

4 對策實施

針對出現的問題，根據鋼腹板的安裝精度控制要求，對現場進行逐條問題分析，并與鋼腹板安裝單位及山西運寶黃河大橋、深圳東寶河大橋等同類型單位進行經驗分享，并制定以下控制措施。

4.1 首塊鋼腹板的固定

首塊鋼腹板的固定須注意以下事項：

1）準確放樣：首塊鋼腹板定位精度極其重要，將直接影響后續鋼腹板的準確就位。首段波腹板安裝前，在底模板安裝調整到位后，使用全站儀放樣，確定該跨段箱梁兩端橫斷面、縱軸線，用于波形鋼腹板安裝定位尺寸控制。

2）臨時支撐體系：首塊鋼腹板下方位置空間充足，0 號塊波形鋼腹板安裝下支撐體系采用槽鋼組焊成四角馬凳進行支撐，2m 設置一個，支撐的高度 H 由設計圖紙計算得出，馬凳下墊混凝土墊塊放置于底模板上增大與底板接觸面積，減少集中受力。

3）定位調整：臨時支撐固定后，采用吊錘測量鋼腹板垂直度，用卷尺控制鋼腹板的相對位置，并進行橫向臨時支撐固定。鋼腹板外側用 φ80mm 鋼管和絲桿頂托作斜撐抗傾覆，鋼管固定在翼緣板支架模板上，鋼管一端固定在側模骨架上，內測用鋼管斜撐于每個波谷處。調整完畢后，復測一遍標高，然后采用螺栓臨時固定后施焊。

4.2 標準節段鋼腹板的吊裝對位

標準節段的鋼腹板安裝，鋼腹板的前端處于懸空狀態，底部無法采用臨時支撐體系，需要解決鋼腹板的臨時固定的精度。

1）采用塔吊拼裝就位的調整。沁河特大橋2處鋼腹板橋的吊裝采用塔吊輔助，起吊時，塔吊控制鋼腹板的整體水平高度，人工在鋼腹板的近端采用手拉葫蘆配合調整鋼腹板下口的軸線高程，調整到位后，緊固鋼腹板的連接螺栓，并臨時點焊固定。

2）采用異步掛籃的吊裝。上跨南水北調的吊裝因采用了新型的自吊式異步掛籃，掛籃本身自帶吊裝系統，可以用來安裝鋼腹板，自帶的吊裝系統類似于龍門吊，采用雙電動葫蘆起吊，先水平運輸，再垂直吊裝，逐步下放，調整對位，相比于塔吊的吊裝速度慢卻更加平穩。

4.3 懸拼段鋼腹板的固定與精調

以上已經解決了懸拼段的鋼腹板在吊裝時候的臨時固定問題，鋼腹板的精確對位、對位后的支撐加固，以及施焊前的空間精確定位是控制的重點。

1）位置放樣及標高測量（粗調）。對位前在底模板上標記出底板鋼筋邊線和鋼腹板軸線位置，確保波形鋼腹板安裝位置準確，鋼腹板懸吊至安裝位置，根據設計標高及預抬值測量標高，直至滿足設計要求，按照測量放樣的軸線復核鋼腹板下口中心線，并點焊臨時固定。

2）臨時固定。鋼腹板單元間的臨時固定采用高強螺栓臨時固定連接的方式，臨時固定螺栓設置在波形鋼腹板搭接部分中心線上（單側搭架長度為 6cm），初步安裝完成后在當日內進行緊固。

3）標高調整及加固支撐（精調）。采用測量儀器對鋼腹板的標高和高程進行測量復核，對2 塊鋼腹板的腹板間距進行量測以及采用磁力線墜校核鋼腹板的垂直度，需要調整時，可松動連接螺栓。

初次定位完成后，因為與后續施焊之間存在時間間隔，懸空放置約 2d，受高空大風影響較大，上口手拉葫蘆的手動鏈條需纏繞固定并加強保護，防止在混凝土澆筑前人為操作失誤造成鋼腹板偏位，為了增強鋼腹板之間的穩定性，在鋼腹板上面焊接耳板，同時在鋼腹板之間焊接平聯支撐進行加固，提高整體穩固性。

4）精度復核及施焊。整體調整完畢后，在施焊前對鋼腹板的精度再次進行校核，確認無誤后，立即通知專業人員進行施焊作業，施焊后方可進行下一步工序施工。

5 結語

鋼腹板的準確定位是直接影響箱梁截面形式的改變，對全橋的質量控制起重要作用，在安裝過程中要反復地對鋼腹板的空間姿態進行校核和調整，總結安裝順序和施工要領，確保鋼腹板的整體安裝剛度及安裝精度，及時對現場的措施總結歸納，為后續施工提供參考。