波形鋼腹板預應力混凝土橋梁的適用工藝分析與實踐

朱志明

（廊滄高速公路廊坊事務中心，河北 廊坊 065000）

在施工工藝方面，波形鋼腹板組合梁橋基本與傳統的預應力混凝土箱梁橋較為一致，主要包括支架現澆法、懸臂施工法、預制拼裝法以及頂推施工法等[1,2]。同時，波形鋼腹板橋梁改進工藝也得到了發展，例如鋼腹板自承重異步工法等，作為一種借助鋼腹板特殊結構形式而設計新型工藝，在應用中逐步得到了認可與發展。

波形鋼腹板在我國應用的早期，多采用支架現澆法[3]，相關應用工程包括河北邢臺鋼鐵路橋、江蘇淮安長征橋等。波形鋼腹板組合梁橋在早期廣泛應用后得到了迅速發展，相關工藝也變得多樣，該階段較多應用的是懸臂澆筑法[4,5]，相關應用工程主要包括珠海前山河特大橋、鄄城黃河大橋等跨徑較大的橋梁工程。另外，部分工程根據現場實際條件，因地制宜地選用了預制裝配施工法（如河南光山潑河大橋）、異步施工法（如奉化江大橋）或頂推施工法（如鄭州常莊干渠高架橋）等。

當下，在適用于波形鋼腹板組合梁橋的相關工藝種類中，呈現出明顯的使用比例不均勻現象，如圖1所示。

圖1 波形鋼腹板橋的應用工藝占比統計

一、波形鋼腹板橋的適用工藝分析

（一）支架澆筑施工

對于支架現澆法施工工藝來說，新型波形鋼腹板組合梁橋中的應用工藝基本類似于傳統的預應力混凝土橋梁，兩者沒有明顯區別。支架的材料包括鋼管、型鋼、貝雷架等，預壓處理也是在混凝土施工之前施加于支架，保證合理考慮非線性變形。支架預壓時，荷載的加載方式為常用的沙袋或水箱等。加載時按60%、100%、110%的設計總荷載分次進行，每次加載完成后等待1小時，再開始沉降觀測。底板鋼筋與頂板鋼筋依次綁扎完成后，再分段安裝波形鋼腹板。根據鋼腹板的階段剛度與吊裝能力，合理控制分段長度，鋼腹板安裝時應由一端順次安裝至另一端，拼縫處應及時焊接固定，避免累積誤差。

（二）懸臂澆筑施工

新型的波形鋼腹板組合梁橋中的應用懸臂澆筑法工藝，類似于傳統的預應力混凝土橋梁，不同點在于波形鋼腹板的掛籃一般設計為菱形或加高三角形，需要考慮鋼腹板的吊裝空間要求。同時，鋼腹板由工廠定制加工后運至現場吊裝組拼而成，而傳統的腹板混凝土是與頂底板同時澆筑而成的。相較于傳統混凝土箱梁，波形鋼腹板懸澆時新增了鋼腹板的定位與安裝環節，無需腹板鋼筋綁扎、側模安拆及腹板中預應力孔道留置等工序，且鋼腹板吊裝施工不占用關鍵工期，可于混凝土節段養護期間進行，優化了工期。另外，波形鋼腹板的自重較輕，相比同樣長度的混凝土，減重約30%，節段長度可延長1.5m～2.0m。

（三）預制裝配施工

中小型跨度的波形鋼腹板組合梁橋，適用于預制裝配法工藝，具體方法類似于傳統橋梁。預制時場地要求基本與傳統預制場地相同，采用鋼板模作為預制模板，并分兩次澆筑混凝土，分別為主梁底板與頂板。吊裝預制梁體前計算吊裝工況與設計工藝，保證施工安全，梁上應至少設置4個吊點，且吊點盡量布置于橫隔板處，吊裝時的混凝土強度須達到設計強度90%以上。

波形鋼腹板預應力混凝土梁吊裝就位后，保險垛應隨即設置到位，固定梁體，再將預埋在先前梁體內的橫向連接鋼板與安裝固定的梁體，通過鋼板焊接連接，避免傾倒。在全孔主梁安裝結束后，根據設計要求將組合梁體整體化。梁、板就位后，將留置的混凝土濕接頭按相應要求及時澆筑。

（四）頂推施工

相較于傳統混凝土箱梁，波形鋼腹板自重減輕約30%，采用頂推施工時難度有所降低，且頂推導梁結構可以直接利用波形鋼腹板。施工中可將鋼制牛腿設置在導梁前面，并在頂推到位后，拆除臨時結構用于施工導梁現澆段，確保主梁頂推施工順利。橋臺后方軸線處的引橋可作為預制梁的預制場地，若采取為多聯頂推工藝，則預制場地在橋梁范圍內設置，以保證工程進度。

頂推過程中，位移傳感器在每個千斤頂中配置，可直接測定千斤頂的頂進行程，保證頂推同步。頂推時須實時監測關鍵指標數值，例如導梁的撓度、主梁的標高，以及箱梁的軸線偏位等，并多次少量地糾偏，避免超限。頂推結束后，頂升千斤頂在反力架與頂推千斤頂均實施拆除之后布置，再轉換支座最終完成落梁操作。

（五）無（少）支架現澆

波形鋼腹板在實際工程中可以直接作為施工臨時承重構件，實現波形鋼腹板組合橋梁的無（少）支架施工，適用于通行壓力大的市政橋梁或者跨線橋。該工藝實施過程中能一定程度上節約施工措施成本，且不影響交通通行。波形鋼腹板一般由工廠定制成形，運至現場組拼后，于交通量較少的時段吊裝至墩頂處，并將鋼腹板間的橫向臨時支撐安裝到位，將后續模板掛在鋼腹板上，最后澆筑頂底板的混凝土。

（六）異步懸臂澆筑施工

異步懸臂澆筑指將波形鋼腹板直接作為施工中主要的承重構件，其翼緣板上可懸掛固定掛籃的主要承重與行走結構，使波形鋼腹板的施工與該節段的頂、底板混凝土澆筑錯開，即n節段的腹板，與n-1節段的底板及n-2節段的頂板一起施工。相較于傳統的懸臂法，異步懸臂澆筑時的平面操作空間更大，工期大幅縮減，且上下交叉施工的安全風險降低。

與傳統的菱形掛籃相比，該方法采用簡支體系的掛籃構造，大幅減少了用鋼量，提高了安全性。異步懸臂澆筑施工前，應當監測與分析全程受力情況，并加強鋼腹板的上下連接處強度，且可將臨時支撐設置于鋼腹板之間，從而保證其橫縱向的剛度。

二、波形鋼腹板預應力混凝土橋梁的實踐

廣東廣州魚窩頭大橋采用（35+50+35）m的跨徑布置，設計為波形鋼腹板預應力組合梁橋，平曲線半徑取為110m。該橋下部為番禺大道，日常車流交通量較大，施工時不得占道影響交通。

基于此，通過分析適用于波形鋼腹板預應力組合梁橋的幾種施工工藝特點可知，該橋施工時運輸條件和吊裝場地較為不利，最終選用了少支架現澆法進行施工。具體實施步驟為，由工廠完成波形鋼腹板的預制加工，運至現場后拼裝焊接，再于交通流量少的夜間將其吊裝至墩頂處，利用鋼腹板作為承重構件，安裝后續的施工模板，接著澆筑底板混凝土。實施效果表明，少支架現澆法在不影響番禺大道交通通行的同時，縮短了工程工期，為類似的市政橋梁建設提供了借鑒。

三、結論

相較于傳統的預應力混凝土箱梁橋，波形鋼腹板預應力混凝土橋梁所適用的工藝方法基本與前者相同，但相比之下，波形鋼腹板預應力混凝土橋梁更具有一定的工藝優勢。本文主要總結介紹了滿足波形鋼腹板預應力混凝土橋梁施工需求的工藝類別及其關鍵要點，分析了施工流程，并以廣州魚窩頭大橋為案例，分析了波形鋼腹板預應力混凝土橋梁的施工工藝比選思路，為類似的波形鋼腹板橋梁施工提供了參考經驗。