大尺寸钢混叠合梁混凝土桥面板预制施工关键技术

◎ 彭昆 保利长大工程有限公司

1.工程概况

洪鹤大桥洪湾水道主航道桥为双塔双索面叠合梁斜拉桥，其跨径布置为（73+162+500+162+73）m，全长970m。HHTJ1标段叠合梁总长4 8 5m，其混凝土桥面板全宽为34.9m，支撑在由钢主梁的边主梁、小纵梁及横梁组成的梁格系上，横梁每隔 4.0m 设一道，横向两侧为边主梁，中间设小纵梁（桥梁中心线处）。

叠合梁混凝土桥面板分为预制和现浇两部分，预制板按照平面尺寸可分为 3.4m×16.45m、2.4×16.45m、1.4×16.45m 三种规格，共有248块，板厚26cm，最大吊重约40t。现浇部分为预制板间现浇缝、钢梁边主梁顶现浇带、小纵梁顶现浇带及边墩处现浇段。为提高钢梁上现浇新老混凝土之间的纵向抗剪能力，预制板边缘开有锯齿状剪力槽，并要求作凿毛处理。主梁桥面板混凝土预制部分采用C60 混凝土，现浇部分采用 C60 微膨胀混凝土，为减少混凝土收缩徐变对结构产生的不利影响，要求预制板存放时间不少于6个月。

2.桥面板的特点

（1）混凝土桥面板尺寸大，最大类型单块长16.45m，宽3.4m，起吊转运时需设置采用专用的吊具；

（2）预制桥面板间湿接缝宽仅为60cm，而桥面板预留环形钢筋设计长度为56.5cm，另外钢主梁剪力钉密集，对桥面板预留钢筋安装精度要求极高；

（3）桥面板类型较多，在主跨跨中106m混凝土桥面板范围内，顺桥向布置有预应力钢筋，波纹管预埋安装精度要求高；

（4）采用高强度C60混凝土，混凝土需具有良好的扩展度，振捣后骨料不下沉，混凝土不分层，表面无浮浆。

3.施工关键技术

3.1 模板设计

3.1.1 胎架及底模

预制场内共布置7个预制胎架，采用在混凝土块基础上设置双拼28槽钢作为主要承重结构。在预制区混凝土硬化时，按胎架设计位置预埋4根HRB335φ20螺纹钢筋用于连接相邻的混凝土块基础，混凝土块基础上预埋15×15×2cm钢板，双拼28槽钢与预埋钢板焊接好后，槽钢上放置大块钢模作为桥面板底模。

3.1.2 侧模

该桥面板侧模采用分层拼接的方式将侧模分成了上、中、下3层（7#角钢+12#槽钢+7#角钢），层间采用螺栓连接，下层模板基本固定不变，仅拆装中上层模板，模板轻便、拆装简单，不仅保护了模板不变形，又提高了施工工效。

设计时在侧模上下板对应设置一排预留孔，开孔位置与预制桥面板钢筋设计位置一致，且预留孔孔径较钢筋直径大5mm，方便施工的同时有效防止钢筋松动及偏移，钢筋安装精度达到了毫米级。侧模与底模及外露钢筋之间、侧模分块拼缝严密，另外中间单个12#槽钢模板利于后续70mm金属波纹管开孔。

3.2 钢筋安装

混凝土桥面板横向钢筋设计为直径16mm，间距15cm，吊点附近有直径16mm间距15cm 的短钢筋与横向钢筋两根合并成一束；纵向边跨100m 范围内配筋设计为2根一束直径22mm，间距15cm；其余部分配筋设计为直径20mm，间距15cm，钢筋伸出预制板部分设计为环形。焊接接头错开布置,在同一位置不大于50%。斜拉索锚固区布置有斜向抗拉钢筋，对应于预制板上下两层钢筋网，分两层布置于斜拉索锚固区附近。

钢筋安装的顺序为首先利用侧模上开设好的卡槽安装φ20 N1纵向钢筋，其次安装上下两层φ16横向钢筋，最后安装抗拉钢筋及勾筋。

为方便钢筋安装，保证钢筋外露长度的准确及线形顺直，利用5#角钢在台座长边和短边方向各设置一条通长的活动限位档板。

根据桥面板的特点，桥面板吊装时需将外露预留钢筋及钢梁剪力钉错开，以便快速安装，减少干扰。为此在桥面板预制时，采取了以下控制措施：①将所有的单块桥面板按左右幅分开进行编号；②合理安排预制顺序，按相邻桥面板顺序施工，在安装最底层侧模时错开一个钢筋位置（2cm），双排钢筋则错开4 cm。③根据场地台座布置的位置，按顺时针或逆时针方向依次使用台座，相邻台座的底层侧模预先进行匹配。

3.3 配合比设计

3.3.1 设计要求

桥面板设计采用C60高强耐久性混凝土，要求混凝土具有良好的工作性能，为提高混凝土结构耐久性，使混凝土具有良好的抗侵入性、和易性和抗裂性。配合比设计时从以下几个方面考虑：①选用低水化热和氯离子、碱含量偏低的水泥；水泥出厂时间不得大于3 个月且不得受潮结块；②选用坚固耐久、级配合格、粒型良好的洁净骨料，选用骨料前进行碱活性检验，不得采用有碱活性反应的骨料；③矿物掺和料作为耐久混凝土的必需组分，其掺量通过试验确定；④尽量降低拌和水用量；⑤尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量，且胶凝材料的总量也不能过高；⑥混凝土中最大水胶比、最小水泥用量、最大氯离子含量以及最大碱含量等参数需满足规范要求。

3.3.2 配合比设计

配合比试验经过不断调试优化，从水泥、粉煤灰等原材料选择、碎石级配等方面进行了对比试验，确定采用P.II 52.5水泥、I级粉煤灰、S95矿渣粉，利用双掺技术配制C60混凝土，配合比组成材料如表1。

经过248片桥面板施工验证，该C60混凝土配合工作性能良好，保水性强、不易分层离析、扩展度大、流动性好，强度稳定，强度合格率100%，满足设计要求，同时3天强度可达45(Mpa)以上，满足梁板起吊转运的要求，加快了台座的周转使用效率。

3.4 混凝土浇筑及拉毛

混凝土浇筑采用龙门吊提升料斗的形式进行，现场配备2台振动棒（1台备用），混凝土浇筑从一端向另一端均匀布料振捣，混凝土振捣密实后用铝合金刮尺初平，初平后再使用用铝合金尺全断面沿侧模面精平。

表1 配合比组成材料表

预制板浇筑后其顶面立即采取拉毛措施，为确保拉毛效果，采用了专业制作的软塑胶拉毛器，采用此塑胶扫把后混凝土表面拉毛深度合适，间距均匀，线条平顺。

3.5 养护、凿毛及防锈

（1）混凝土浇筑完成初凝后立即养护，顶面土工布全覆盖，其上布置2条自动喷淋洒水养护PVC水管，采用自动定时控制开关，洒水间隔时间视实际情况而定，以保持表面湿润为原则。每块板悬挂养护标识牌，牌上注明构件编号、日期、责任人等信息，确保养护到位。

（2）混凝土终凝后开始凿毛，桥面板侧面及端头处采用电动凿毛机凿毛，此类凿毛机效率高，工人操作简便，凿毛效果良好。

（3）按设计图纸要求，由于预制板存放时间不少于 6 个月，为防止外露预埋湿接缝钢筋锈蚀，对已生产好的面板外露钢筋采用刷水泥浆的方式进行防护处理，桥面板所用防锈水泥浆中掺加了部分胶水，涂刷之后不易被雨水冲洗掉，防锈效果明显提升。

3.6 桥面板转运存放

预制板采用四点起吊，吊点位置在相应设计图纸中已经给出，预制板起吊及存放严格按吊点位置设置支撑。桥面板存放基础根据现场地基情况设置了配筋混凝土，存放层数不超过6层，层间采用同标号混凝土垫块（20×20×30cm）支撑，垫块顶部放置一块同尺寸的橡胶片以保护桥面板成品。注意各层之间所有混凝土垫块需在同一个垂直线上，且垫块的位置需紧贴吊点处。

桥面板在胎架上养护3～4天后即可起吊转运，桥面板在预制厂内转运时采用单台龙门吊四点起吊，转运到存板区，由于混凝土桥面板尺寸较大，长度达16.45m，为防止桥面板起吊过程中其跨中位置产生过大拉应力，需采用专用吊架确保桥面板成品质量用。

4.桥面板质量情况

桥面板的预制阶段，按照品质工程及国优工程的要求精心组织施工，采用先进合理的工艺，优质高效的完成了248片桥面板的施工任务。桥面板混凝土强度自检及第三方抽检检测合格率100%，保护层合格率达99.5%，成品光洁、密实，棱角分明、色泽均一，存放规范。

5.结语

桥面板预制施工工艺较为简单，本文主要介绍的侧模模板设计、拉毛工具、配合比设计等关键技术，可对应用越来越广泛的钢混预制桥面板工程有借鉴之用。