波折鋼腹板鋼筋混凝土連續組合箱梁體外預應力現澆施工工法
2015-02-09
作者：
沈陽高等級公路建設總公司
朱 鋒 米秋東 王宏謀 周明光
1 前言
遵循“科技是第一生產力”的原則，廣泛應用新技術、新工藝、新產品、新材料“四新”成果，充分發揮科技在施工生產中的先導、保障作用。本工法即采用新材料、新工藝相結合，減少結構工程量、縮短工期、降低成本，在施工性能和經濟性能方面都具有很大的吸引力。
2 工法特點
2.1波折鋼腹板有較高的剪切彎曲強度，用它代替混凝土箱梁的腹板，不但充分滿足了腹板的力學性能要求，而且大幅度減輕了主梁自重。不需要混凝土腹板，相應減少了鋼筋和模板的拼裝拆除作業。
2.2由于取消了鋼筋混凝土腹板的結構，同時為了增大單孔跨徑，采用體外預應力結構來滿足結構受力的要求。
- 適用范圍
本工法適用于公路橋梁。
4 工藝原理
4.1依據設計圖紙首先在鋼廠軋制所需的各段波折鋼腹板，在運輸至施工現場；就地焊接，分段整體吊裝；就位后橫向焊接固定，分段調整標高、坐標。
4.2體外預應力鋼筋從一端的端橫隔梁孔道穿過，再通過設在中橫隔梁上轉向塊轉向，最后穿過另一端端橫隔梁孔道，兩側同時張拉、錨固。
5 施工工藝流程及操作要點
5.1波折鋼板施工工藝流程
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5.2波折鋼板操作要點
5.2.1依據圖紙工廠軋制所需的各段波折鋼腹板，同時焊接與波折鋼腹板相連的頂板、底板鋼翼板。
5.2.2工廠焊接鋼板上焊接剪力釘（鉚釘），檢測鉚釘焊接性能。
5.2.3分段鋼板運輸到施工現場，就地縱向焊接。
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5.2.4預制波折鋼腹板吊裝就位后，進行橫向焊接并固定。
5.2.4將各段波折鋼腹板、頂板翼板、底板翼板縱向焊接，焊接過程中要特別注意焊接質量，焊接時采取減小鋼材焊接變形和應力的措施，同時焊條采用耐候鋼焊接專用焊條。以保證對焊縫進行超聲波探傷，其合格等級滿足現行國標要求。
5.3體外預應力施工工藝流程
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5.4體外預應力操作要點
5.4.1安裝預埋件，波紋管，預埋件的位置應該準確無誤。 
5.4.2在轉向塊制作是應注意：由于本橋轉向塊橫向偏角較小，其安裝施工時應杜絕偏差甚至反向安裝。
5.4.3用熱熔焊接機把HDPE外套管按施工所需長度連接起來。
5.4.4體外預應力鋼絞線（環氧噴涂無粘結筋）下料、編束、穿束：鋼絞線在橋頭下料后，人工逐根穿布，鋼絞線在穿束前每根進行編號使鋼絞線在兩端錨具的同一對應孔位，避免相互纏繞。
5.4.5鋼絞線穿布完成后，安裝防振器。預應力張拉完成后進行限位器的安裝與焊接，做好密封。
5.4.6體外預應力張拉完畢應在鋼束端頭設置保護罩，罩內灌注防腐油脂后封閉保護罩。
6 材料與設備
主要材料設備表 表1
| 序號 | 設備名稱 | 規格型號 | 單位 | 數量 | 備注 |
| 1 | 電焊機 | 20KVA | 臺 | 7 | |
| 2 | 張拉機具 | 套 | 4 | ||
| 3 | 吊車 | 60T | 臺 | 4 |
體外預應力所用分項產品 表2
| 序號 | 分項產品名稱 | 單位 | 數量 |
| 1 | 環氧噴涂無粘結筋 | Kg | 26330 |
| 2 | 體外預應力專用錨具（保護罩、夾片、錨板、錨墊板、密封裝置） | 套 | 16 |
| 3 | 轉向器 | 套 | 64 |
| 4 | 預埋鋼管 | 噸 | 1.6 |
| 5 | 體外索限位裝置 | 套 | 56 |
| 6 | 體外索外護管 | 米 | 866 |
| 7 | 耐候鋼 | kg | 101297 |
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質量控制
- 施工過程中嚴格按照《公路橋梁施工技術規范》（JTJ 041—2000）/《公路工程施工安全技術規程》(JTJ 076—95)、《公路工程質量檢驗評定標準》(JTJ F80—2004)的要求進行。
- 波折鋼腹板的制作及安裝必須按照設計的要求，并嚴格按有關標準驗收后，方可進行施工。
- 要求100%的Ⅰ級焊縫應進行超聲波探傷，其合格等級應為現行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質量分級法》（GB11345）B級檢驗的Ⅱ級以上；20%以上Ⅱ級焊縫（抽檢）應進行超聲波探傷，其合格等級應為現行國家標準《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質量分級法》（GB11345）B級檢驗的Ⅲ級以上。
- 體外預應力張拉程序：0→初應力（0.10σk）→1.0σk(持荷2分鐘) →錨固。體外預應力鋼束采用單根，兩端同時對稱張拉，單根錨下控制張拉力169.3KN。為了保證兩束鋼絞線4個千斤頂同步、對稱張拉。
- 波紋管的縱向坐標應按每50cm檢查1個點。
- 嚴格控制鋼絞線的下料長度。
8 安全措施
施工中應樹立“安全第一”的思想，增強員工的安全意識。
8.1 吊車作業安全措施
8.1.1起重機應由經過專門培訓合格取得特種作業操作證、并經安全環境管理部門考核合格取得上崗證的專職司機操作，起重機司機應操作與操作證相對應的起重機械。
8.1.2起重機司機應嚴格按照工地制訂的維護保養計劃進行日常維護保養工作。
8.1.3起重機司機與起重指揮人員應按各種規定的手勢或信號進行聯絡。
8.1.4司機在收到指揮人員發出的起吊信號后，必須先鳴信號后動作。
8.2張拉過程安全措施
8.2.1張拉作業區應設置明顯的警戒標示，禁止非工作人員進入張拉區域。
8.2.2參加張拉的人員，上崗前必須進行培訓和技術交底張拉作業前必須檢查張拉設備、工具。
8.2.3張拉時梁兩端正面不準站人，高壓油泵應放在梁的兩側，操作人員應站在預應力鋼絞線位置的側面。
8.3高空作業安全措施
8.4針對上述安全問題應做好：
8.4.1配置專職電工進行現場臨時用電管理。
8.4.2設置專職安全員，認真進行安全交底，安全教育，安全防范并隨時進行安全檢查。
8.4.3設置高空防落網
8.4.4設置作業警戒區。
8.4.5移動吊裝時的安全措施。
9 環保措施
環境保護是我國的一項基本國策，做好環境保護和水土保持工作與國家可持續發展密切相關，按照環保局和經理部文件的有關要求做好施工環境，水土保持和文明施工，具體措施如下：
9.1根據施工現場場地布置情況，生活及施工污水經沉淀凈化處理達標后再行排放。橋址附近有集中式引用水源取水時，要有防止其取水水質惡化的施工安排。
9.2水泥、油料存放在防雨、干燥的庫房中，地面做硬化處理，并派專人處理、管理、溢漏油料采用鐵桶回收。庫房周圍設置隔離溝，以防在雨季中物料隨雨水污染環境。
9.3伸縮縫施工的每道工序結束后，必須采取相應措施，清理因本道工序施工對路面及周邊環境所產生的污染。
9.4施工所使用的原材料，做好水泥沙石進場，保持現場條理化，，工具及材料堆放整齊。
9.5場內廢料集中堆放處理，由汽車及時拉走，做到文明施工，場地整潔有序。
10 資源節約
10.1這種組合結構能減少工程量、縮短工期、降低成本，免除在混凝土腹板內預埋管道的煩雜工藝, 而且波形鋼腹板可以工廠化生產,從而簡化施工設施，快了施工進程，在經濟效益和社會效益方面具有很大的吸引力。
10.2這種組合箱梁結構與以往的PC箱梁的混凝土量減少22%，縱向預應力鋼筋減少33%，普通鋼筋減少10%。由于不需要混凝土腹板，相應減少了鋼筋和模板的拼裝拆除作業。
10.3波折剛腹板組合箱梁可以大幅度減輕了上部結構的自重,使下部結構的工程量獲得減少, 本工程上部混凝土998立方米，以往PC箱梁上部混凝土1300立方米，可節約302立方米；上部鋼筋206噸以往PC箱梁上部鋼筋243噸，可節約37噸；從而降低了工程總造價50.4萬元。
11 應用實例
本工法應用于遼寧丹鶴大高速公路遼吉界（新開嶺）至丹東（古城子）段第十三合同段寬甸互通式立交A匝道橋，全橋中心樁號AK2+446，橋梁全長117.40m，上部結構形式為（30+48+30）m。體外預應力波折鋼腹板鋼砼連續組合箱梁。其中第二孔上跨主線，要求凈空不小于5.5m。本橋為單箱單室體外預應力波折鋼腹板鋼砼等截面連續組合箱梁，箱梁中心梁高2.75m,橋面兩側橫坡均為2.00%，箱梁翼緣外側梁高為2.6m。
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