波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁施工技术

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【摘要】波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁具有自重轻，改善桥梁受力状况，造价低等优点。本文根据案例实践，介绍了波形钢腹板制作、施工等技术要点。

【关键词】波形钢腹板；施工要点；预应力；

1、前言

随着新材料新技术的发展，波形钢腹板预应力桥梁结构日趋成熟。波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁就是用波形钢板腹板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板的箱形梁，其显著特点是用10～18mm左右厚的钢板取代30～80cm厚的混凝土腹板，使得箱梁自重大大减轻，改善箱梁受力状况，节省材料，同时可以减少下部结构的工程量，降低工程造价。

2、工程概况

杭州市德胜东路改造提升工程江干段分别在高架跨九盛路、杭海路处采用为主跨75m的三跨波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁，跨径布置为45m+75m+45m，主梁采用单箱三室截面，桥梁总长165m，桥宽25m， 双向六车道。

3、波形钢腹板施工技术要点

3.1波形钢腹板制作

波形钢腹板应选择有加工、运输能力，保证质量与工期要求，具有一定规模的工厂制造，波形钢腹板制造所使用的材料必须有材质证明并应对其进行复验，在工厂制作波形钢板时，应按《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）和有关要求进行。波形钢腹板制造过程中，在保证焊缝质量的前提下，应尽量采用焊接收缩变形小的焊接方法及措施，所有类型的焊接在施焊前，应做焊接工艺评定实验以确定正式施焊工艺。所有的焊缝的屈服强度、抗拉强度、低温冲韧性等不应低于母材规定值，并符合现行国家标准。

波形钢腹板刚度小，在制作运输过程中应注意边角保护。在钢板表面涂装未完全干透时不得进行搬运，在运输过程中应对防腐涂装采取保护措施，避免损伤。波形钢腹板运输、储存时波形钢腹板可以多层叠放，层数不超过5层，每底层钢板应支撑在与其外形相同的木或混凝土存放垫上。

对于波形钢腹板的现场焊接连接部位，取上表中相关的精度的1/2作为控制。

3.2波形钢腹板与混凝土结构的连接

波形钢腹板与混凝土顶底板、横梁、横隔板、内衬混凝土等的连接是关系波形钢腹板预应力混凝土箱梁整体性的关键构造，施工中应注意保证这些抗剪部件的施工质量，以确保波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的整体性。

1）波形钢腹板与顶、底板混凝土、横梁的连接

波形钢腹板与砼顶板的连接采用焊接倒“T”形开孔钢板+焊钉的连接方式（图2），倒“T”形底钢板板厚20mm，宽450mm，兼作箱梁顶板加腋处混凝土浇筑时的部分底模。倒“T”形上的开孔钢板板厚为18mm，钢板上设置直径60mm的圆孔，并贯通横桥向贯穿钢筋，钢筋直径25mm。焊钉采用22×200。

波形钢腹板（中腹板）与底板采用波形钢腹板嵌入连接方式（图3），嵌入深度为280mm。波形钢腹板进入底板混凝土部分设置两行直径60mm的圆孔，并贯通横桥向钢筋，钢筋直径25mm。圆孔纵向间距为150mm，两行圆孔的竖向间距为120mm。波形钢腹板底部焊接钢板，钢板宽250mm，厚12mm，焊接钢板的中心线位置（波形钢腹板的每个平板段对应范围）开三个直径60mm圆孔。

波形钢腹板（边腹板）与底板采用外包的连接方式，主要通过焊接横向开孔钢板+焊钉的连接方式，底板焊接宽度为520mm，厚20mm的钢板。横向开孔钢板开直径为50mm的圆孔，贯穿钢筋20mm。焊钉采用22×150。由于底板为变厚，全桥波形钢腹板（边腹板）与底板采用的外包连接方式共有5种规格。

波形钢腹板（中腹板）与横梁连接采用焊接“Π”形开孔钢板的连接方式，“Π”形底钢板板厚20mm，宽450mm，“Π”形上的开孔钢板板厚为18mm，钢板上设置直径60mm的圆孔，并贯通横桥向贯穿钢筋，贯穿钢筋直径为：第一层25mm，第二层22mm。“Π”形开孔钢板的每块开孔钢板上均焊接一块宽118mm，厚12mm的钢板。波形钢腹板（边腹板）与横梁连接采用外包的连接方式，主要通过焊钉连接，焊钉采用22×200。

（2）波形钢腹板与内衬混凝土、横隔板（转向块）的连接。

波形钢腹板与内衬混凝土和横隔板（体外预应力转向块）采用焊钉连接形式，与内衬混凝土连接焊钉采用22×150，与横隔板（体外预应力转向块）连接焊钉采用22×200。

（3）波形钢腹板间的组件焊接。

每个节段的波形钢腹板及其与“T”形、“Π”形开孔钢板、翼缘钢板等连接在工厂完成。节段与节段间的波形钢腹板在施工现场焊接完成，焊接时应采取有效的工艺措施，确保钢板对位准确后，再采用全熔透坡口对接焊缝连接波形节段间的波形钢腹板，上缘倒“T”形开孔钢板、翼缘钢板及波形钢腹板下缘的底部钢板也采用全熔透坡口对接焊缝连接。

3.3预应力施工控制

（1）、预应力钢束应严格按照设计提供的张拉顺序和张拉控制应力进行，预应力钢束在同一截面上的断丝率不得大于1%，在任何情况下每束钢绞线断丝不得大于1丝；施加预应力应采用张拉吨位与引伸量双控，钢束实际伸长量应扣除钢束非弹性变形影响，钢束引伸量与理论值误差不应大于±6%，每端钢丝回缩量应控制在6mm以内。预应力张拉时混凝土强度和弹模不应低于设计强度的85%，并且混凝土养生时间不小于10天，箱梁腹板应对称张拉。同束钢绞线应由两端对称同步张拉，千斤顶升、降压速度相近。

（2）、体内顶底板束沿相邻腹板中心线方向进行施工放样，体外束在平面布置均与箱梁结构中心线平行，钢绞线长度以实际施工放样为准，预应力钢束长度及坐标应按钢束所在平曲线、竖曲线以及相关大样确定。

（3）、钢绞线应妥善保管，避免刻痕及严重锈蚀。使用前必须对其强度、引伸量、弹性模量、外形尺寸进行严格检验、测试。采用的体内、体外预应力体系必须符合设计要求且质量可靠。

（4）、体内预应力管道应严格按照钢束曲线要素定位，钢束直线段按间距80cm设置定位钢筋，在钢束曲线段定位钢筋间距加密至40cm，如施工需要曲线段还可适当加密。施工时应注意预应力钢束防崩钢筋的设置，防崩钢筋必须勾住箱梁主受力钢筋。预应力管道的连接必须保证质量，应防止在施工过程中人为因素导致的管道变形或者穿孔，避免因管道漏浆造成预应力管道堵塞。

（5）、体内预应力张拉完成后，孔道内应尽早压浆（24小时内）；压浆采用真空辅助压浆工艺，孔道两侧密封，压浆前应用压缩空气清除管道杂质。管道压浆要求密实，宜采用不收缩浆体，在出浆口接直径80mm、长1.2m的柱状厚塑料袋，需待管道一端饱满连续出浆且排出的与规定流动度相同的浆体充满该袋后方可停止压浆。压浆结束后，立即用高压水对箱梁表面进行冲洗，防止浮浆粘结，影响混凝土质量。

（6）、为避免体外索在运营过程中索体与梁体发生共振，体外索均安装有减振器，减振器的高强螺杆在加工过程采用冷处理加工，安装时严格控制其长度，防止对体外索产生拉力或压力的作用。

（7）、合龙段混凝土浇筑前应对合龙段进行临时锁定，防止合龙段混凝土在施加预应力之前开裂。

结语

波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁结构相比其他桥梁结构优势明显，且外形美观大方，适合在城市中使用。

参考文献

[1] JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》 [s].

[2] TB10212-2009《铁路钢桥制造规范》[s].

[3] GB/T 714-2008《桥梁用结构钢》[s].

[4] JT/T 784-2010《组合结构桥梁用波形钢腹板》[s].