波形钢腹板组合梁桥的SCC悬臂施工法

雷 政 　 陈华利 　 赵 森

(河南大建桥梁钢构股份有限公司，河南 郑州　450000)



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波形钢腹板组合梁桥的SCC悬臂施工法

雷 政 陈华利 赵 森

(河南大建桥梁钢构股份有限公司，河南 郑州450000)

摘要：结合国内外工程实例，介绍了波形钢腹板桥SCC悬臂施工技术，并将传统悬臂施工法与SCC悬臂施工法作了对比，指出SCC悬臂施工法不仅能缩短桥梁建设周期，而且能扩大作业面，减轻挂篮重量，是一种值得推广的施工工法。

关键词：波形钢腹板，SCC工法，挂篮，悬臂浇筑

SCC(Self-supporting Cantilever Casting，自承重悬臂浇筑)工法是将波形钢腹板作为悬臂浇筑承重的具有鲜明特色的悬臂施工法。该工法实际上是在常规悬臂浇筑施工工艺的基础上，结合波形钢腹板的优点进行改进后的一种方法。基于波形钢腹板工字钢梁较强的抗剪强度、抗弯性能等特性，该工艺采用波形钢腹板作为施工架设材料承受施工荷载，充分发挥了波形钢腹板具有较高的剪切屈曲强度的力学性能。国内的四川叙古高速B标段头道河大桥首次采用了SCC工法。

1国外的经典工程案例

德国在2001年建成的Altwipfergrund桥采用了Rap.con/RW施工工法悬臂浇筑施工。日本是建造波形钢腹板桥梁最多的国家，九州高速公路的津久见川桥是第一座利用波形钢腹板作为施工架设材料，采用Rap.con/RW悬臂浇筑施工的五跨波形钢腹板PC连续刚构桥，2004年建成，其跨径组合为(49.6+2×75+47+42.6)m=289.2 m，总宽10.7 m，墩顶梁高5 m，跨中梁高3.7 m。

津久见川桥的Rap.con/RW悬臂浇筑施工具体做法：

1)先在波形钢腹板顶增设宽30 cm左右的翼缘板，使之具有较大的纵向抗弯和侧向抗弯能力及一定的抗扭能力；2)然后在作业车推出后，支撑在已安装到位的第N段波形钢腹板上，主要依靠波形钢腹板承受底板、顶板混凝土的重量；3)当混凝土达到强度张拉后，利用挂篮悬臂安装第N+1段波形钢腹板。最后作业车进入N+1节段，开展下一节段的施工。采用该工艺，作业车悬臂长度较长，通常为2个悬臂节段最大长度+1.5 m。津久见川桥在施工中将波形钢腹板作为架设材料，该工法的移动作业平台较传统的挂篮更简单、更轻便；顶、底板施工可以在不同节段同时进行，因此施工作业面更平顺、宽阔。为了简化施工减少现场工作，本桥采用了预制横梁和顶板预制PC板并全部采用了体外索，将体外索锚固在预制横梁的齿块上，简化了预应力索的锚固工作，在最终节段混凝土浇筑前将波形钢板先连接，从而减少了悬臂施工用预应力钢材。Rap.con/RW悬臂浇筑施工在日本应用已有30余座，并在实践中得以不断完善。波形钢腹板桥Rap.con/RW施工方法在日本得到了广泛运用，表明了该工法具有较好的可施工性。

2国内的经典案例

我国的波形钢腹板桥建设起步较晚，但发展迅速，尤其在大跨度桥梁建设中成果显著，其中不乏对新工艺的引进、尝试和创新应用。国内的SCC工法正是源于对国外Rap.con/RW施工工法的改进。头道河大桥位于四川省古蔺县叙古高速B标段，是国内首座采用SCC工法施工的桥梁(见图 1)。桥梁结构形式为波形钢腹板PC组合箱梁连续刚构桥，桥墩均为薄壁空心高墩。桥梁跨径布置为(72+130+72)m；单幅桥单箱单室断面顶板宽12 m，底板宽7 m。采用1600单翼缘型波形钢腹板(注：因采用SCC工法，施工时增设下翼缘板)，多波连续模压工艺成型，板厚14 mm～24 mm。头道河大桥的施工方案经过研究与论证，在波形钢腹板的下缘焊接翼缘板，形成波形钢腹板工字钢梁，波形钢腹板PC连续刚构桥SCC工法施工与传统的预应力混凝土连续刚构节段悬浇施工大体相同，所不同之处在于：1)节段划分需考虑波形钢腹板承载能力：施工时可以在波形钢腹板下连接件上底缘加焊翼缘板，使波形钢腹板承受挂篮的重量进行悬臂施工，在节段划分时需要注意与波形钢腹板承载能力相适应。2)悬浇节段的划分减少，同时波形钢腹板的安装不占用工期：由于波形钢腹板箱梁较混凝土腹板箱梁轻，当按一定节段重量划分梁段时，节段长度可以适当加大，本桥单个T构悬浇节段划分为5.8 m+12×4.8 m+1.6 m(合龙段)，与传统的悬臂浇筑施工相比，SCC工法悬浇节段比传统悬浇节段长约20%，这样当跨长一定时可以减少节段数量，有利于加快施工速度。头道河大桥单幅两端对称安装，一次安装4块钢腹板。一个节段实际天数6.5 d。

从表1，表2可以看出，采用波形钢腹板桥SCC挂篮施工比常规混凝土桥挂篮施工的悬臂节段工期节省了38%。波形钢腹板桥常规挂篮施工比常规混凝土桥挂篮施工的悬臂节段工期节省了19%。这表明波形钢腹板桥在悬臂施工中能节省较多工期的施工优越性。

2.1SCC工法的吊挂式挂篮

波形钢腹板连续梁桥的悬臂施工，目前国内外主要有两种施工方案：国内普遍应用的一种方案是采用主桁架较高的菱形挂篮，其利于钢腹板吊装，但重心也相对较高，这种方案挂篮用钢量也大，挂篮悬臂端变形大，前移慢，同一节段的顶板和底板是同步浇筑完成，存在上下重叠施工。其代表案例为山东鄄城黄河公路大桥。另一种方案是采用波形钢腹板作为挂篮主承重梁，在波形钢腹板上安装吊挂式挂篮。目前国内头道河大桥首次成功采用此法，如图2所示。但在国外应用较多，其代表性的桥梁是日本的津久见川桥。

SCC挂篮根据功能要求(见表3)，主要分为主桁架、上横梁、下横梁、桁车行走系统(主要包括千斤顶、型钢等)、锚固系统、底板承重系统、菱形桁架等几部分。

2.2传统悬臂施工法与SCC悬臂施工法比较

通过实践，结合实际工程案例，将传统悬臂施工法与SCC悬臂施工法进行比较，表明SCC悬臂施工法具有如下几个突出的优点：

1)挂篮主桁小，仅吊挂，整个挂篮重量将近50 t(含钢模板)，相较传统挂篮130 t(含钢模板)，轻了70 t以上；2)施工作业面更为开阔，顶底板的作业可同时进行，工作面更安全、平顺；避免了传统挂篮顶底板作业相互干扰的难题；3)顶底板上预留孔洞减少，传统挂篮需要较多锚固点，安全性较差；4)挂篮直接在波形钢腹板翼缘板上行走，前移简便，行走更为安全平顺，一方面是挂篮轻；另一方面是无需后锚，行走时无挂篮倾覆的危险；再者是挂篮依靠简易千斤顶即可实现行走；5)挂篮模板行走就位更为简易，传统挂篮行走需要多次加固—拆除—加固后锚，多次倒挂点实现模板的前移，而此挂篮因底模板直接利用吊挂前移，可一次性到位，挂篮行走调整节省时间；6)张拉作业面开阔，便于施工；7)节段施工周期较传统挂篮节省15%以上；8)顶板可以当作穿束张拉操作平台，方便施工；9)用人工少，传统挂篮施工中一个T构标准节段用工为30 人/d～35 人/d，SCC工法用工人数为20 人/d，节省40%用工量，速度快。

3结语

通过国内外的案例，对于波形钢腹板桥的SCC工法及挂篮进行了介绍。适用于SCC工法的波形钢腹板桥中，波形钢腹板上、下部均应有翼缘板或合适构造，以满足施工中的受力要求。实践表明，和传统的悬臂浇筑施工相比，该工法不仅能够大大缩短桥梁建设周期，而且能够扩大作业面，减轻挂篮的重量，方便施工，是一种优秀的施工法，同时这种工法也增强了波形钢腹板桥梁的适用性和可施工性，为其他类似组合结构桥梁的施工提供了借鉴。

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The SCC cast-in-cantilever construction method of corrugated steel webs composite girder bridge

Lei ZhengChen HualiZhao Sen

(HenanDajianBridgeSteelStructureLimitedCompanybyShare,Zhengzhou450000,China)

Key words:corrugated steel web, SCC method, hanging basket, cast-in-cantilever

Abstract:Combining with the engineering examples at home and abroad, this paper introduced the SCC cast-in-cantilever construction technology of corrugated steel webs bridge, and compared the traditional cantilever construction method with the SCC cantilever construction method, pointed out that the SCC cantilever construction method could not only shorten the bridge construction cycle, and could expand the work surface, reduce the hanging basket weight, worthy of promotion of construction method.

文章编号：1009-6825(2016)14-0147-02

收稿日期：2016-03-07

作者简介：雷政(1988- )，男，硕士，工程师

中图分类号：U445.466

文献标识码：A