陳小寧

（南京市公路事業(yè)發(fā)展中心，江蘇 南京 210000）

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目采用一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，雙向六車道，該危橋改造工程考慮在老橋下游新建半幅17m 寬橋梁，設(shè)計(jì)速度80km/h。橋跨布置采用（25+26+25）m 現(xiàn)澆箱梁+（3×35）m 組合箱梁+（2×40）m 組合箱梁+（72.5+125+72.5）m 波形鋼腹板變截面連續(xù)箱梁+（3×35）m組合箱梁+3×（4×35）m 組合箱梁+（35+40+35）m 組合箱梁+（3×40）m 組合箱梁+（5×35）m 組合箱梁+（3×22）m 空心板梁，全橋共計(jì)12 聯(lián)、40 跨，橋梁總長(zhǎng)1530.16m。主橋采用（72.5+125+72.5）m 波形鋼腹板變截面連續(xù)箱梁跨越某主航道，南北兩側(cè)引橋以35m、40m 組合箱梁為主，第一聯(lián)采用現(xiàn)澆箱梁，第十二聯(lián)采用22m 空心板梁，整體效果如圖1所示。

圖1 橋梁整體效果圖

2 大跨徑波形鋼腹板梁橋特點(diǎn)

該大橋主橋上部結(jié)構(gòu)為（72.5+125+72.5）m 波形鋼腹板變截面連續(xù)梁。相較于其他梁橋結(jié)構(gòu)，波形鋼腹板梁橋具有結(jié)構(gòu)耐久性好、預(yù)應(yīng)力效率高、自重輕、施工便捷等優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)梁橋結(jié)構(gòu)一般采用混凝土腹板，但隨著梁橋承受剪力增加，橋梁腹板出現(xiàn)開裂情況，產(chǎn)生褶皺效應(yīng)，使得橋梁底板混凝土收縮，影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。應(yīng)用波形鋼腹板可降低底板混凝土徐變風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)有助于提升建設(shè)效率、縮短工期，確保橋梁結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)固性。近年來(lái)，波形鋼腹板梁橋設(shè)計(jì)理論更為成熟，在大跨徑梁橋設(shè)計(jì)中，該橋型的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)非常明顯[1]。

3 大跨徑波形鋼腹板梁橋異步施工優(yōu)勢(shì)分析

3.1 受力性能方面

采用傳統(tǒng)的懸臂澆筑工藝建設(shè)大跨徑梁橋，施工產(chǎn)生的荷載經(jīng)過(guò)掛籃結(jié)構(gòu)傳遞到已澆筑區(qū)域，但無(wú)法將荷載分配到波形鋼腹板上。異步施工工藝是在懸臂澆筑期間，直接將波形鋼腹板作為大跨徑梁橋的承力結(jié)構(gòu)，可以承擔(dān)掛籃荷載、其他施工荷載，不僅能夠提高橋梁施工材料的利用率，還可以保障施工效率[2]。

3.2 掛籃構(gòu)造方面

對(duì)于大跨徑波形鋼腹板梁橋，傳統(tǒng)施工工藝的弊端非常明顯，存在掛籃自重大、鋼材損耗大、結(jié)構(gòu)受力不均等問題，施工過(guò)程中的安全隱患較大。波形鋼腹板起吊時(shí)，掛籃高度限制起吊空間，增加起吊難度，影響后期施工作業(yè)。甚至出現(xiàn)后錨不穩(wěn)的問題，引起錯(cuò)臺(tái)、裂縫、掛籃失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。波形鋼腹板梁橋采用異步施工后，簡(jiǎn)化掛籃結(jié)構(gòu)形式，減輕掛籃自重，節(jié)約鋼材。在此期間，掛籃結(jié)構(gòu)由懸臂轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)支，使得掛籃后的錨固系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單，可以自主保持平衡，確保施工的安全性。掛籃施工時(shí)，波形鋼腹板頂板開孔鋼板作為橋梁掛籃的行走軌道，簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定系數(shù)大，現(xiàn)場(chǎng)拼裝難度低，同時(shí)增強(qiáng)掛籃的抗傾覆性能力[3]。

3.3 施工作業(yè)方面

在波形鋼腹板梁橋建設(shè)中，常規(guī)的懸臂澆筑法是在同一斷面澆筑模板、鋼筋、混凝土頂板、混凝土底板，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉后安裝波形鋼腹板。但這種施工工藝的工序相互干擾，嚴(yán)重限制施工效率的提升。異步施工是將波形鋼腹板作為主要承重構(gòu)件，同時(shí)錯(cuò)開梁橋施工時(shí)的節(jié)段頂板、底板、腹板澆筑作業(yè)，每一節(jié)點(diǎn)作業(yè)和波形鋼腹板吊裝作業(yè)同時(shí)進(jìn)行。此種異步施工可以在保證施工質(zhì)量、安全的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化掛籃構(gòu)造，控制掛籃施工的用鋼量，且作業(yè)空間大，消除重疊施工的隱患。

4 大跨徑波形鋼腹板梁橋異步施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

4.1 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該大橋危橋改造項(xiàng)目中箱梁0#塊節(jié)段共長(zhǎng)9.8m，在支架上澆筑。兩側(cè)各有14 個(gè)懸澆節(jié)段，節(jié)段長(zhǎng)度為7×3.2m、7×4.8m。1#～14#梁段采用掛籃懸臂澆筑施工。主橋（單幅）共有3 個(gè)合龍段，含1 個(gè)中跨合龍段和2 個(gè)邊跨合龍段，合龍段長(zhǎng)均為3.2m，在吊架上澆筑。邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)8.4m，在支架上澆筑?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)置了頂板束（T）、頂板預(yù)備束（Ty）、頂板合龍束（H）、底板束（B）、底板預(yù)備束（By）和體外束共6 種，除邊跨頂板合龍束、邊跨底板預(yù)備束為單端張拉外，其余均為兩端張拉。

4.2 基本流程

基于大跨徑波形鋼腹板梁橋異步施工工藝，主橋主要的施工流程如下：

第一步，進(jìn)行基礎(chǔ)、承臺(tái)、橋墩及橋臺(tái)等施工作業(yè)，并由工廠制造波形鋼腹板。之后立模澆筑0#塊，預(yù)埋波形鋼腹板，完成墩梁臨時(shí)固結(jié)，張拉懸澆束和本段橫向束、豎向筋；安裝1#鋼腹板并進(jìn)行焊接，鋼腹板安裝完成后，利用鋼腹板自承重能力，在鋼腹板上進(jìn)行掛籃上下橫梁底模板體系的安裝。

第二步，澆筑1#塊底板混凝土，安裝2#塊鋼腹板并焊接，掛籃前移。1#塊頂板、2#～14#塊懸澆段施工采用異步法懸臂施工：首先，將掛籃移動(dòng)到n 節(jié)段，n節(jié)段底模板和n-1 頂板內(nèi)模隨掛籃同步移動(dòng)到位，然后安裝n 節(jié)段底板和n-1 節(jié)段頂板普通鋼筋，并澆筑n-1 節(jié)段頂板混凝土和n 節(jié)段底板混凝土。其次，混凝土養(yǎng)生期間，吊裝n+1 節(jié)段波形鋼腹板。最后，混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，張拉n-1 節(jié)段縱向束，同時(shí)將掛籃前移，循環(huán)至下一節(jié)段，如圖2所示。

圖2 懸臂塊異步施工步驟示意圖

第三步，現(xiàn)澆橋梁結(jié)構(gòu)中的邊跨段支架。后撤掛籃，一邊安裝波形鋼腹板，綁扎頂、底板鋼筋，澆筑邊跨合龍段混凝土，一邊張拉邊跨。隨后拆除邊跨支架、吊架，解除主墩臨時(shí)固結(jié)，成為單懸臂體系。安裝波形鋼腹板，綁扎頂、底板鋼筋，澆筑中跨合龍段混凝土，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后張拉Bc1～Bc10，并從邊跨到中跨對(duì)稱張拉體外預(yù)應(yīng)力束，涂裝波形鋼腹板，完成橋面系及附屬設(shè)施后成橋。

4.3 技術(shù)要點(diǎn)

4.3.1 安裝底板、腹板鋼筋

（1）安裝期間，施工人員需應(yīng)用保護(hù)層墊塊，避免在施工后期骨架重量增加，提高安裝難度。在此期間，為預(yù)防模板損傷，應(yīng)用撬棍時(shí)，還需嚴(yán)格控制底板上下層鋼筋結(jié)構(gòu)的支撐重量，立筋需符合施工荷載。為控制底板上層鋼筋自重，不同層級(jí)墊塊使用后應(yīng)立即布設(shè)馬鐙、對(duì)支架立筋。

（2）選擇保護(hù)層墊塊時(shí)，需嚴(yán)格控制墊塊材料，選用高強(qiáng)度、剛度的材料。制作混凝土墊塊時(shí)，墊塊強(qiáng)度應(yīng)大于混凝土強(qiáng)度等級(jí)。墊塊保護(hù)層規(guī)格一般為7cm×7cm×7cm，橋梁結(jié)構(gòu)高度超過(guò)1.5m 后，可應(yīng)用10cm×10cm×10cm 混凝土保護(hù)層墊塊。但對(duì)于鋼腹板墊塊，其結(jié)構(gòu)需設(shè)置為梅花形，間距不得超過(guò)750mm。綁扎底板、腹板鋼筋時(shí)，還需提前預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道，避免在鋼筋成型后難以預(yù)留孔道。需要注意的是，施工人員應(yīng)結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)，根據(jù)不同梁段靈活移動(dòng)鋼筋墊塊，有序完成鋼筋綁扎、立模、澆筑混凝土、施加預(yù)應(yīng)力作業(yè)。

（3）波形鋼腹板安裝階段，針對(duì)波形鋼腹板的柔性特征，需在施工過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行空間定位，避免橫向偏位嚴(yán)重，造成兩側(cè)懸臂端不能正常合龍。所以需要在鋼腹板端部截面設(shè)置12 個(gè)坐標(biāo)觀測(cè)點(diǎn)用于安裝定位。在鋼腹板上緣設(shè)置測(cè)點(diǎn)，用于控制腹板標(biāo)高及水平坐標(biāo)，在鋼腹板下緣設(shè)置測(cè)點(diǎn)，用于控制腹板水平坐標(biāo)，以此加強(qiáng)波形鋼腹板施工監(jiān)測(cè)。

4.3.2 混凝土澆筑

在大跨徑波形鋼腹板梁橋異步施工中，混凝土澆筑前需做好質(zhì)量管理，施工材料應(yīng)符合橋梁施工要求。在該危橋改造項(xiàng)目中，混凝土采用C55，彈性模量為3.55E4MPa，混凝土線膨脹系數(shù)（以℃計(jì)）為1.0E-5，波形鋼腹板采用1600 型波形鋼板，Q345D鋼材。

通常需要進(jìn)行2 次混凝土澆筑，在應(yīng)用異步掛籃施工工藝完成鋼筋綁扎后，安裝混凝土模板、預(yù)應(yīng)力管道，進(jìn)行首次混凝土澆筑澆筑高度為4m。澆筑結(jié)束后，當(dāng)混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)值時(shí)，進(jìn)行二次澆筑。底板、頂板混凝土澆筑時(shí)，重點(diǎn)控制波形鋼腹板剪力鍵埋入底板、頂板的深度，避免混凝土澆筑造成掛籃前端下?lián)献冃巍Ｔ诖似陂g，由于鋼腹板、前段鋼腹板已焊接固定，所以澆筑后混凝土底板、頂板與波形鋼腹板產(chǎn)生相對(duì)位移，使得波形鋼腹板埋入深度產(chǎn)生變化。

4.3.3 懸澆段施工

在大跨徑鋼腹板梁橋異步施工中，懸澆段的關(guān)鍵技術(shù)為異步懸臂澆筑法。該技術(shù)是在傳統(tǒng)懸臂法的基礎(chǔ)上，通過(guò)在波形鋼腹板頂增設(shè)翼緣板的方式，讓波形鋼腹板具有較強(qiáng)的側(cè)向、縱向抗彎能力。翼緣板通常作為鋼腹板的連接板，寬度一般為30cm。在懸澆段施工過(guò)程中，作業(yè)區(qū)從第n 段擴(kuò)大到n-1、n、n+1節(jié)段。相較于傳統(tǒng)懸臂法，異步懸臂澆筑法可以提升大跨徑梁橋結(jié)構(gòu)中波形鋼腹板的利用率，使其作為承重構(gòu)件，減輕掛籃重量，縮短工期。具體施工流程如下：

（1）安裝1#鋼腹板并進(jìn)行焊接。鋼腹板安裝完成后，利用鋼腹板自承重能力，在鋼腹板上進(jìn)行掛籃上下橫梁底模板體系的安裝；澆筑1#塊底板混凝土，安裝2#塊鋼腹板并焊接，龍門架前移；前移就位后，交替施工安裝3#塊鋼腹板、1#塊頂板混凝土，澆筑2#塊底板，待1#塊混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%后，張拉1#塊預(yù)應(yīng)力鋼束。

（2）邊跨現(xiàn)澆段及邊跨合龍施工。施工人員可拆除龍門架，先后澆筑邊跨現(xiàn)澆段及合龍段混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%后，張拉邊跨預(yù)應(yīng)力鋼束，拆除臨時(shí)支撐。

（3）中跨合龍段施工時(shí)，施工人員需要安裝主跨跨中合龍段吊架，然后在懸臂端配重后鎖定勁性骨架，并澆筑跨中合龍段混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%后，張拉相應(yīng)預(yù)應(yīng)力鋼束。

4.3.4 掛籃安裝與行走

在大跨徑波形鋼腹板梁橋施工中，0＃～1＃塊鋼腹板混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，開始安裝2#～3＃塊鋼腹板，同時(shí)將鋼腹板作為掛籃施工的承重結(jié)構(gòu)，安裝掛籃及其起吊系統(tǒng)。

運(yùn)輸、安裝懸臂端鋼腹板時(shí)，鋼腹板可由運(yùn)輸小車從橋面輸送到掛籃尾端，然后通過(guò)在掛籃設(shè)置起吊桁架的方式進(jìn)行吊裝。起吊時(shí)，鋼腹板上翼緣pbl 鍵的開孔可作為吊點(diǎn)，吊裝方法為“三點(diǎn)式吊裝”。吊裝期間，一個(gè)電動(dòng)葫蘆可懸掛2 個(gè)吊點(diǎn)，另一個(gè)電動(dòng)葫蘆懸掛1個(gè)吊點(diǎn)，分別懸掛2 個(gè)鋼腹板頂端吊點(diǎn)和底部1 個(gè)吊點(diǎn)。鋼腹板移動(dòng)到位后，操作底部吊點(diǎn)，將其緩慢下放，另一側(cè)吊裝葫蘆受力后調(diào)整鋼腹板位置，使其就位，然后進(jìn)行掛籃施工。

掛籃前后支點(diǎn)分別支撐在鋼腹板上翼緣板的凹槽中，槽中的四氟滑板可以減小支撐構(gòu)件的摩擦，使其移動(dòng)更為靈活。橋梁結(jié)構(gòu)左右掛籃一般會(huì)借助法蘭、連接板整體式連接，在此期間，為保證該類整體式掛籃行走施工的可靠性，還需優(yōu)化機(jī)械頂升前進(jìn)工藝，應(yīng)用液壓控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程遙控操作掛籃，精準(zhǔn)控制掛籃行走活動(dòng)。

4.3.5 移動(dòng)支架異步施工

移動(dòng)支架異步施工是在大跨徑波形鋼腹板梁橋建設(shè)中的0#塊施工、典型節(jié)段施工、合龍段施工階段，依次應(yīng)用移動(dòng)支架，支持橋梁異步施工。具體指大跨徑波形鋼腹板梁橋的第n-1 節(jié)段頂板混凝土施工、第n 節(jié)段底板混凝土施工、第n+1 節(jié)段波形鋼腹板施工。除此之外，移動(dòng)支架異步施工技術(shù)同樣可以應(yīng)用在橋梁節(jié)段支架拆除、支架搭設(shè)環(huán)節(jié)，有利于擴(kuò)大工作面，循環(huán)利用支架，滿足異步施工要求，同時(shí)縮短工期、降低支架搭設(shè)成本，且整體技術(shù)難度小，可滿足大跨徑波形鋼腹板梁橋異步施工質(zhì)量、安全管理需求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在波形鋼腹板梁橋建設(shè)中，異步施工技術(shù)能夠減少掛籃結(jié)構(gòu)對(duì)波形鋼腹板施工造成的各類問題，確保橋梁施工的安全性。在此過(guò)程中，相關(guān)人員可結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)，做好異步施工過(guò)程中的安裝、澆筑作業(yè)，完善大跨徑鋼腹板梁橋異步施工設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)施工環(huán)節(jié)的安全、質(zhì)量管理，使得大跨徑梁橋在異步施工技術(shù)的支持下，結(jié)構(gòu)受力均勻、整體性能良好。