一种底板为平板钢的新型波形钢腹板PC连续组合箱梁施工工艺

张杰 李国政 肖长启

摘 要：东宝河新安特大桥是国内首创的“波形钢腹板+底板平板钢”结构的新型PC组合梁桥，本文主要提供了波形钢腹板制作、安装及跨中钢底板安装工艺、波形钢腹板大跨度桥梁线形控制及合龙段施工，为后续波形钢腹板桥梁设计提供依据，为波形钢腹板PC连续箱梁桥的施工提供了借鉴。

关键词：波形钢腹板PC连续箱梁;波形钢腹板安装;体外索施工;线形;监控

1 工程概况

东宝河新安大桥为跨市界道路桥梁工程，连接深圳市沙井街道和东莞市长安镇，主桥上跨东宝河，跨径布置为88 m+156 m+88 m，桥面宽2×16.25 m。主桥上部结构采用三跨波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁，单幅主桥箱梁采用单箱单室断面，全桥箱梁分为18个浇筑节段。本桥最大特点是在跨中设置了49.6 m的钢底板组合梁段，与其它位置腹板组合箱梁的不同之处，是该段底板用30 mm厚的钢板代替30 cm～40 cm厚的混凝土底板，是国内大跨度波形钢腹板组合梁桥首次采用钢-混混合底板构造，其跨中底板采用钢底板代替混凝土底板，可避免跨中截面因弯矩过大造成的底板混凝土开裂问题，且可降低结构自重，减少底模的用量，钢结构可在工厂整体预制完成，缩短了施工工期，可进一步增大结构跨越能力。

2 波形钢腹板制作

本工程波形钢腹板及跨中钢底板采用工厂集中加工生产，运至施工现场安装。产品生产主要对原材料进厂检验、切割下料、压模成型、首道抛丸前处理、波形钢腹板埋弧焊接、栓钉焊接与气体保护焊焊接剪力连接件、波形钢腹板与连接件组焊、成型矫正及检验、振动时效内应力消除、重防腐涂装前处理、喷涂涂装、喷漆涂装等12个重点环节进行产品工艺实施技术保证。

3 波形钢腹板安装

3.1 吊装

主要吊装方式采用汽车吊配合自带吊装系统来完成。即利用汽车吊将波形钢腹板构件从地面吊放至0号块梁体顶面，通过桥面设置的平板小车将构件运输至挂篮桁架下面，然后利用挂篮桁架上设置的电动葫芦吊装系统来完成波形钢腹板构件的安装，挂篮中跨方向采用两个10 t，一个16 t的电动葫芦，边跨方向采用2个10 t的电动葫芦，电动葫芦自带钢丝绳，钢丝绳满足电动葫芦的吊装要求。

3.2 对位

桥面平板小车及挂篮吊装系统均采用专人进行电子开关按钮控制。对位过程把握慢、准、锚几个关键工序，在对位过程中一定要慢慢移动，指挥人员、操作人员应明白对位构件的具体位置、尺寸，便于移动过程中的精准对位，达到设计位置后及时进行锚栓锚固，完成对位作业。

3.3 焊接

波形钢腹板现场焊接质量直接决定波形钢腹板PC组合桥梁的承载力可靠性及耐久性。波形钢腹板焊接主要采用贴角焊缝连接，根据材料、工艺、现场施工环境制定施工作业指导书。

4 跨中钢底板安装

每块跨中钢底板尺寸7.4 m（横向）×2.4 m（纵向），因挂篮主桁架间两外轨道净距7.145 m，故小车横向按照2.4 m、纵向按照7.4 m放置运输，用16 t电动葫芦起吊前移至挂篮轨道端头，合人工拉绳旋转后直接下放至底板对应位置，并与上节段钢底板和波形钢腹板焊接，完后松开吊装钢丝绳。

5 合龙段施工

（1）边中跨合龙前，预埋劲性骨架基础及吊架安装预留孔。

（2）安装合龙吊架，安装合龙波形钢腹板，将钢底板吊入底篮上。

（3）安装边中跨波形钢腹板和中跨钢底板，安装后一端锁定，另一端先不锁定;边跨合龙段顶板、翼缘板荷载由合龙吊架承担，底板由支架承担。

（4）绑扎合龙段钢筋，待合龙段钢筋绑扎完成、预应力索安装完成后，将顶底板劲性骨架锁定。

（5）在中跨合龙段两端（15号节段）设置水袋配重，水袋重量各设置合龙段混凝土的一半，锁定波形钢腹板及钢底板。

（6）边跨合龙段待钢筋、预应力施工完成后将波形钢腹板另一端锁定，波形钢腹板锁定后立即浇筑邊跨合龙段混凝土;中跨先配重，再将钢底板锁定，钢底板锁定后锁定波形钢腹板，锁定后（所有焊缝施工完成），最后锁定劲性骨架、浇筑合龙段混凝土，同步等效卸载两端水箱重量，混凝土浇筑完成，卸载完成，因边跨在支架上不再进行设置配重。

（7）根据现场测量合龙口的实际尺寸，制作边跨合龙段波形钢腹板，波形钢腹板制作时仅单侧预留临时连接螺栓孔，另一侧无需预留，单侧连接后在另一侧焊接即可;中跨合龙段制作同边跨合龙段波形钢腹板，合龙时，先合龙波形钢腹板再合龙钢底板制作，合龙钢底板尺寸比设计尺寸大10 cm（并在15号段混凝土浇筑后连续3天复测合龙口尺寸，确保钢底板尺寸合格）。

6 线形控制

（1）中线控制：在合龙段前一节段施工前即做好中线控制工作，浇筑砼前必须用全站仪对合龙段的上一节段梁端进行准确测量，保证合龙段中线误差控制在允许范围之内（相对轴线偏差不能超过5 mm）。

（2）高程控制：根据施工前预拱度值、设计标高及挂篮弹性变形值，精确控制合龙段前一节段梁端标高，测量实行双检制，保证合龙段两悬臂端高差在允许范围之内（两侧相对高差不的超过10 mm）。

（3）边跨现浇段及15号节段混凝土浇筑完成后，连续三天测量波形钢腹板合龙口长度，根据观测数量制作合龙段波形钢腹板及钢底板。

7 体外索预应力施工

（1）在混凝土连续箱体内部布置体外纵向预应力钢束，以提高桥梁的二期恒载及运营后活载使其达到设计标准，适当降低腹板主拉应力，同时便于运营过程中更换预应力体系。全桥共设72束环氧涂层无粘结预应力成品索钢绞线。采用了144套可调式锚具和600 t、行程20 cm的千斤顶。张拉方法选择悬浮装置张拉。张拉指标值如下表。

（2）悬浮装置张拉的基本原理：在YCW600千斤顶前增加一套工具锚和张拉支撑架，在千斤顶与锚板间设置限位板和十字压紧器，在千斤顶前设有前工具锚和后工具锚。在每次张拉时，后工具锚的夹片都处于放松状态，在完成一个行程回油前，将后工具锚的夹片锁紧钢绞线，多次倒顶，直到张拉到设计吨位。由于限位板的作用，在每次张拉时，工作夹片退出锚孔，倒顶时由于后工具锚的作用，工作夹片一直处于“悬浮”状态。张拉到设计吨位后，将限位板和十字压紧器相连的螺钉旋紧，压紧工作夹片后，千斤顶回油使工作夹片受力锚固，张拉即可完成。

8 结束语

东宝河新安大桥的非对称悬浇大跨度宽幅波形钢腹板PC箱梁施工工艺，是目前国内外唯一的桥梁结构形式，唯一性主要表现在：一是中跨设置了49.6 m长的钢底板;二是非对称大跨度挂篮悬浇施工，主要表现在中跨钢底板比边跨混凝土底板重量轻，T构重量不平衡。本桥的施工工艺，为今后类似工况施工提供了经验。

参考文献：

[1]王彬.刚构-连续体系波形钢腹板PC箱梁桥合龙顺序研究[J].山西交通科技，2020（3）：83-86+123.