波形鋼腹板 PC箱梁橋懸臂施工波腹板安裝精度控制技術(shù)分析

夏紹見(jiàn)

（中鐵七局集團(tuán)第一工程有限公司，河南 洛陽(yáng) 471000）

1 工程概況

1.1 橋梁設(shè)計(jì)概況

國(guó)道207焦作至溫縣段改建工程項(xiàng)目路線全長(zhǎng) 41.35km，全線共設(shè)橋梁15座，線路2次上跨南水北調(diào)，一次上跨沁河，設(shè)計(jì)均為波形鋼腹板 PC 預(yù)應(yīng)力懸臂組合箱梁橋（上跨南水北調(diào)主橋連續(xù)梁跨度為 80m+140m+80m，上跨沁河特大橋兩側(cè)大堤連續(xù)梁設(shè)計(jì)為 50m+85m+50m，65m+110m+65m），鋼混組合結(jié)構(gòu)充分利用了混凝土抗壓，波形鋼腹板質(zhì)輕，抗剪屈服強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，有效地將鋼、混凝土 2種材料結(jié)合起來(lái)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及材料的使用效率。

1.2 技術(shù)指標(biāo)及要求

在懸臂節(jié)段施工過(guò)程中，掛籃懸臂施工對(duì)于鋼腹板安裝精度要求高，安裝精度將直接影響成橋線型質(zhì)量，安裝合格率也是制約施工進(jìn)度的主要因素，本項(xiàng)目沁河特大橋和南水北調(diào)橋的鋼腹板設(shè)計(jì)不同，3 座橋鋼腹板上翼緣均為 Twin-PBL鍵，上跨南水北調(diào)橋鋼腹板的下翼緣為 S-PBL 鍵+栓釘連接，沁河特大橋波腹板的下翼緣為埋入式連接，鋼腹板較柔，鋼腹板安裝的影響因素較多，安裝精度難以控制。

2 現(xiàn)場(chǎng)存問(wèn)題

波形鋼腹板懸臂施工受到設(shè)計(jì)縱坡、橫坡、加工偏差及施工過(guò)程中混凝土、人員、機(jī)械的影響，安裝過(guò)程中易出現(xiàn)兩節(jié)段鋼板搭接軸線偏位大，鋼腹板安不垂直、高程不滿足要求等現(xiàn)象。根據(jù)本項(xiàng)目對(duì)正在施工的沁河特大橋主跨（50m+85m+50m）連續(xù)梁已施工波形鋼腹板安裝過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)的不合格原因進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，安裝不合格的主要原因?yàn)槎ㄎ徊缓细?，統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 鋼腹板安裝不合格項(xiàng)占比統(tǒng)計(jì)分析表

3 原因分析

組織現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)存在原因進(jìn)行分析后，分析原因?yàn)橐韵聨c(diǎn)：（1）吊裝過(guò)程中擺動(dòng)大，粗調(diào)時(shí)難以對(duì)中，尤其是采用塔吊吊裝的時(shí)候，鋼腹板只能平吊，兩端無(wú)法調(diào)整高度；（2）采用菱形掛籃施工時(shí)，下一節(jié)段鋼腹板的安裝在混凝土等強(qiáng)的時(shí)間段內(nèi)，即在張拉之前，此時(shí)掛籃未前移，下一節(jié)段鋼腹板的安裝處于懸空狀態(tài)，鋼腹板吊裝及螺栓臨時(shí)固定后，下方位置不足，無(wú)法采用馬凳支撐或臨時(shí)固定；（3）鋼腹板的臨時(shí)固定不可靠，鋼腹板迎風(fēng)面大，標(biāo)高和垂直度調(diào)整完畢，采用螺栓臨時(shí)固定后，在2塊鋼腹板焊接前，容易受大風(fēng)天氣等影響，鋼腹板會(huì)出現(xiàn)偏位，影響定位質(zhì)量。

4 對(duì)策實(shí)施

針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，根據(jù)鋼腹板的安裝精度控制要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行逐條問(wèn)題分析，并與鋼腹板安裝單位及山西運(yùn)寶黃河大橋、深圳東寶河大橋等同類型單位進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享，并制定以下控制措施。

4.1 首塊鋼腹板的固定

首塊鋼腹板的固定須注意以下事項(xiàng)：

1）準(zhǔn)確放樣：首塊鋼腹板定位精度極其重要，將直接影響后續(xù)鋼腹板的準(zhǔn)確就位。首段波腹板安裝前，在底模板安裝調(diào)整到位后，使用全站儀放樣，確定該跨段箱梁兩端橫斷面、縱軸線，用于波形鋼腹板安裝定位尺寸控制。

2）臨時(shí)支撐體系：首塊鋼腹板下方位置空間充足，0 號(hào)塊波形鋼腹板安裝下支撐體系采用槽鋼組焊成四角馬凳進(jìn)行支撐，2m 設(shè)置一個(gè)，支撐的高度 H 由設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算得出，馬凳下墊混凝土墊塊放置于底模板上增大與底板接觸面積，減少集中受力。

3）定位調(diào)整：臨時(shí)支撐固定后，采用吊錘測(cè)量鋼腹板垂直度，用卷尺控制鋼腹板的相對(duì)位置，并進(jìn)行橫向臨時(shí)支撐固定。鋼腹板外側(cè)用 φ80mm 鋼管和絲桿頂托作斜撐抗傾覆，鋼管固定在翼緣板支架模板上，鋼管一端固定在側(cè)模骨架上，內(nèi)測(cè)用鋼管斜撐于每個(gè)波谷處。調(diào)整完畢后，復(fù)測(cè)一遍標(biāo)高，然后采用螺栓臨時(shí)固定后施焊。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼腹板的吊裝對(duì)位

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的鋼腹板安裝，鋼腹板的前端處于懸空狀態(tài)，底部無(wú)法采用臨時(shí)支撐體系，需要解決鋼腹板的臨時(shí)固定的精度。

1）采用塔吊拼裝就位的調(diào)整。沁河特大橋2處鋼腹板橋的吊裝采用塔吊輔助，起吊時(shí)，塔吊控制鋼腹板的整體水平高度，人工在鋼腹板的近端采用手拉葫蘆配合調(diào)整鋼腹板下口的軸線高程，調(diào)整到位后，緊固鋼腹板的連接螺栓，并臨時(shí)點(diǎn)焊固定。

2）采用異步掛籃的吊裝。上跨南水北調(diào)的吊裝因采用了新型的自吊式異步掛籃，掛籃本身自帶吊裝系統(tǒng)，可以用來(lái)安裝鋼腹板，自帶的吊裝系統(tǒng)類似于龍門吊，采用雙電動(dòng)葫蘆起吊，先水平運(yùn)輸，再垂直吊裝，逐步下放，調(diào)整對(duì)位，相比于塔吊的吊裝速度慢卻更加平穩(wěn)。

4.3 懸拼段鋼腹板的固定與精調(diào)

以上已經(jīng)解決了懸拼段的鋼腹板在吊裝時(shí)候的臨時(shí)固定問(wèn)題，鋼腹板的精確對(duì)位、對(duì)位后的支撐加固，以及施焊前的空間精確定位是控制的重點(diǎn)。

1）位置放樣及標(biāo)高測(cè)量（粗調(diào)）。對(duì)位前在底模板上標(biāo)記出底板鋼筋邊線和鋼腹板軸線位置，確保波形鋼腹板安裝位置準(zhǔn)確，鋼腹板懸吊至安裝位置，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高及預(yù)抬值測(cè)量標(biāo)高，直至滿足設(shè)計(jì)要求，按照測(cè)量放樣的軸線復(fù)核鋼腹板下口中心線，并點(diǎn)焊臨時(shí)固定。

2）臨時(shí)固定。鋼腹板單元間的臨時(shí)固定采用高強(qiáng)螺栓臨時(shí)固定連接的方式，臨時(shí)固定螺栓設(shè)置在波形鋼腹板搭接部分中心線上（單側(cè)搭架長(zhǎng)度為 6cm），初步安裝完成后在當(dāng)日內(nèi)進(jìn)行緊固。

3）標(biāo)高調(diào)整及加固支撐（精調(diào)）。采用測(cè)量?jī)x器對(duì)鋼腹板的標(biāo)高和高程進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，對(duì)2 塊鋼腹板的腹板間距進(jìn)行量測(cè)以及采用磁力線墜校核鋼腹板的垂直度，需要調(diào)整時(shí)，可松動(dòng)連接螺栓。

初次定位完成后，因?yàn)榕c后續(xù)施焊之間存在時(shí)間間隔，懸空放置約 2d，受高空大風(fēng)影響較大，上口手拉葫蘆的手動(dòng)鏈條需纏繞固定并加強(qiáng)保護(hù)，防止在混凝土澆筑前人為操作失誤造成鋼腹板偏位，為了增強(qiáng)鋼腹板之間的穩(wěn)定性，在鋼腹板上面焊接耳板，同時(shí)在鋼腹板之間焊接平聯(lián)支撐進(jìn)行加固，提高整體穩(wěn)固性。

4）精度復(fù)核及施焊。整體調(diào)整完畢后，在施焊前對(duì)鋼腹板的精度再次進(jìn)行校核，確認(rèn)無(wú)誤后，立即通知專業(yè)人員進(jìn)行施焊作業(yè)，施焊后方可進(jìn)行下一步工序施工。

5 結(jié)語(yǔ)

鋼腹板的準(zhǔn)確定位是直接影響箱梁截面形式的改變，對(duì)全橋的質(zhì)量控制起重要作用，在安裝過(guò)程中要反復(fù)地對(duì)鋼腹板的空間姿態(tài)進(jìn)行校核和調(diào)整，總結(jié)安裝順序和施工要領(lǐng)，確保鋼腹板的整體安裝剛度及安裝精度，及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的措施總結(jié)歸納，為后續(xù)施工提供參考。