摘要：对运城至灵宝黄河大桥波纹钢腹板预应力混凝土组合桥开展研究，提出了波纹钢腹板预应力混凝土组合结构梁在采用悬臂施工的相应技术难点，揭示了本工艺的深远意义，并提出注意事项，为未来我国波纹钢腹板相关桥梁的建造提供有力的支撑。
关键词：波纹钢腹板；预应力混凝土；悬臂施工；运宝黄河大桥
1、概述
运城至灵宝高速的跨黄河大桥采取六车道高速公路设计，桥梁总长1.69km，引桥采用4×40m预应力 T型梁，主桥采用（110+2×200+110）m波纹钢腹板中央单索面低塔斜拉桥，二级桥采用（48+9×90+48）m波纹钢腹板刚构连续组合梁桥，主桥和二级桥均为预应力混凝土组合结构桥梁，主要材料为波纹钢腹板。
2、为什么要使用波纹钢腹板预应力混凝土组合结构
2.1 波纹钢腹板材料本身的优点
（1）材料强度大，结构整体性好，相比于其他材料，这类材料有较强的牢固性能和很大抗屈服强度。
（2）波纹钢腹板不仅承载性能好，而且重量轻，减少了施工难度。
（3）与传统材料相比，波纹钢腹板具有更强的绿色工程理念，传统箱梁的施工往往会造成材料损耗，与我国目前推行的“绿色工程”理念相违背。
（4）波纹钢腹板不会出现轻易的变形情况，即使出现较大的冲击，仍可使桥梁保持稳定。
（5）波纹钢腹板使用耐候钢时，结构耐久性非常强大，出现锈蚀时，会在结构表面形成一层光滑的薄膜，它不仅不会因长期使用和锈蚀降低波纹钢腹板的使用性能，还会增加桥梁结构的寿命和美观性。
（6）波纹钢腹板是工厂化的精细加工和精密焊接，再加专业的拼接方法，使得波纹钢腹板相比于传统材料品质更好，工厂化生产可有效提高施工效率。
2.2 波纹钢腹板预应力混凝土组合梁桥的优势
（1）采用较轻的波纹耐候钢板作为腹板，可大大减少重量，有效提高梁桥的抗震能力。经试验证明和计算，与传统悬臂吊装的箱梁相比，波纹钢腹板预应力混凝土组合梁主梁受重可减少约22%~28%[1]， 包括基础工程在内的下部结构工作量也相对减少了，从而减少了材料的使用和成本。 因此，在软土地基或地震带中建造桥梁时，应考虑这种类型的桥梁，并且经济效益相当可观。
（2）波纹钢腹板可以在工厂制造，使用体外索来消除将预应力管道放置在混凝土腹板中的过程，降低了预应力钢筋的数量，缩短了腹板模板的组装和拆卸的过程，有效降低了总体施工周期，大幅提升了生产效率。
（3）波纹钢腹板在重压下可以自由收缩，可忽略它的纵向刚度，几乎不承受轴向力[2]，因此不会吸收施加在顶板和底板上的纵向预应力，也大大提高了预应力的加载效率。
（4）波纹钢腹板的纵向刚度接近零，因此上下混凝土法兰板不会相互约束，减少了蠕变和干燥收缩的影响，从而降低混凝土顶板和底板裂缝的风险[2]，能够有效解决混凝土腹板的裂缝问题。
（5）波纹钢腹板的使用可以全面提高公路桥梁的使用寿命和耐久性，可以大力推进钢结构桥梁的施工，对推进我国公路建设全面改造升级，提高质量和效益具有深远意义，并响应交通运输部 《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》（交公路发〔2016〕115号）的要求。
综上所述，波纹钢腹板预应力混凝土组合梁桥结构形式好，施工效率高，外形美观，经济性好，实用性强，使用环保，具有广阔的发展前景。
3、施工技术要点
3.1 波纹钢腹板的安装与定位
（1）必须临时支撑波纹钢腹板的安装，并应在安装前检查临时支撑、永久支撑、起重机和其他结构的强度、刚度和稳定性。
（2）安装前，钢板和钢筋的安装位置应预先标在底板上，使底板钢筋与波纹钢腹板的下法兰接件不会相互干扰。
（3）未经批准，不得临时对波纹钢腹板进行焊接和切割。
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（4）多室波纹钢腹板的安装应按“边腹板→中腹板”进行。
（5）在安装波纹钢腹板之前，应准备好工作说明书，如果挂篮系统用于吊装和安装，应在设计批准后进行实施。
（6）提升波纹钢腹板时应采用特殊夹具，以防止变形。
（7）波纹钢腹板定位应采用桥梁测量控制网络，并根据水平，垂直和垂直坐标进行空间定位。
（8）波纹钢腹板应临时固定和支撑，以确保倾倒顶部和底部混凝土时波纹钢腹板不会移位。
3.2 波纹钢腹板的连接
（1）波纹钢腹板各段之间的焊接接头应在分段固定牢靠和检查完毕后实施焊接。
（2）在焊接作业前必须先进行焊接评定，焊接应在除锈全部完成后24小时内进行，以防止在空气中二次生锈。
（3）焊接所需材料应根据焊接试验和专家建议的焊接工艺确定，其化学性能应与波纹钢腹板基材的材料相匹配，严禁未经试验强行匹配。
（4）焊接时应设立防风、防雨设施，焊接的环境要求为：风小于5级，温度应高于5°C，相对湿度应小于80，箱梁焊接时应采取通风安全措施[3]。
3.3 波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥悬臂浇筑异部平行法
假设不同的标准部分被分成三个独立的结构平面：A部分顶板，A+1部分底板和A + 2部分波纹钢腹板，异部平行法是按以下施工流程进行作业：
（1）A+1段挂篮就位。
（2）A段顶板钢筋施工；A+1段底板钢筋施工。
（3）A段顶板混凝土浇筑、养护、脱模；A+1段底板混凝土浇筑，养护，脱模和混凝土接缝面凿毛；A+2段波形钢腹板安装、连接。
（4）A段预应力筋张拉，挂篮向前移动，并开启下一次循环。
3.4 钢混结合部施工
（1）连接件周围的混凝土振捣的是否密实，是浇筑成败的关键，在法兰式连接件与底板之间的连接区域，应充分振动，以确保法兰盘下方的混凝土浇筑密实；在密集钢筋区域，必须使用小直径振动棒或自密实混凝土。
（2）对于直立螺柱，应使用扁平振动器；对于侧支架螺栓，应使用小直径插入式振动杆，以避免因接触螺柱而造成的损坏。
（3）浇筑衬砌混凝土时，可采用自密实混凝土或附着振动器，可有效提高混凝土的密实度。
（4）在混凝土强度达到85%设计强度之前，应严格控制钢混合接头的外部载荷。
3.5 合龙段施工
合龙部分应按照的施工过程如下：安装支架、吊架或挂篮前移就位→合龙口监测、校正→合龙口临时锁定→波形钢腹板安装→钢筋及预应力管道安装→混凝土浇筑→预应力张拉、压浆、封锚→解除临时锁定→拆除支架、吊架或挂篮。
3.6 施工监控
（1）应根据波纹钢腹板预应力混凝土组合结构悬臂施工的具体特点，建立施工监测体系，监控系统和信息传输系统，确保施工安全和成品质量。
（2）根据现场监控所得的数据，进行分析计算，并制定监控计划，保障工作有序的进行开展。
（3）波纹钢腹板预应力混凝土组合结构在悬臂施工过程中，应进行以下基本监测：控制网络，环境监测，严格监控各段的轴、高程和预拱度，必要时根据桥的工程实际需要监测桥梁的结构内力。
结语：近年来，波纹钢腹板预应力混凝土组合桥梁在桥梁工程中逐步推广，尤其是为我国公路大跨径桥梁提供了一种经济合理的方案，其应用前景十分广阔，经济、社会和环境效益突出，符合我国绿色工程建设理念；波纹钢腹板预应力混凝土组合桥是一种新型的钢混合组合结构，对桥梁工程的发展具有深远的意义。
参考文献：
[1]崔学峰. 单箱三室波形钢腹板箱梁扭转和畸变效应分析及内衬混凝土优化研究. 安徽：合肥工业大学硕士论文， 2017. 7-1.
[2]姚文磊. 大跨径波形钢腹板连续箱梁桥施工关键技术研究. 安徽：重庆交通大学硕士论文， 2016. 6-21.
[3]陈赐其. 互通立交桥钢箱梁制造安装关键技术. 公路交通科技（应用技术版）， 2007年11期.
论文作者:杨卫东
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/29
标签：腹板论文; 波纹论文; 混凝土论文; 预应力论文; 组合论文; 桥梁论文; 结构论文; 《防护工程》2019年第1期论文;