0 引言

　　钢板组合梁桥起源于欧美，是截面内包含钢主梁和混凝土桥面板2种受力材料和构件的组合桥梁，采用在截面压缩区用高抗压强度混凝土、截面拉伸区采用高抗拉强度钢材的形式，充分发挥2种材料优势，且构造简单，制作施工容易，因而在国外得到广泛应用^[1]。

　　目前在我国高速公路中钢板组合梁桥的应用较少，需从设计到施工进行全过程研究、认证，若能通过工程实践，掌握该结构桥梁的设计与施工要点，确保施工质量与安全，将有利于推广与应用钢板组合梁桥，进一步推动我国组合梁桥在高速公路建设中的发展^[2,3]。本文结合安徽省北沿江高速公路巢无段钢板组合梁桥工程实例，针对全宽预应力桥面板预制施工，对其施工工艺、关键技术进行分析总结。

　　1 工程概况

　　安徽省北沿江高速公路巢无段裕溪河特大桥引桥采用双工形钢梁、全宽预应力桥面板组合钢板梁桥结构形式，双向6车道，设计时速120km，桥梁宽34.5m，设计荷载等级为公路I级，组合梁桥全长4.16km，标准跨径4×35m，非标准跨为23,24,32m。

　　桥面板纵向采用钢筋混凝土湿接缝连接(见图1)，横向全宽预制(横桥向宽度16.75m)，采用C50混凝土，设置横向预应力以改善面板受力情况^[4]。桥面板存放期≥3个月，以减小收缩徐变。

　　桥面板预留孔洞，孔洞处的钢梁上翼缘和湿接缝处设置剪力钉，一起后浇筑湿接缝混凝土与钢梁连接。35m标准跨径桥面板分2类:3.0m标准段桥面板、3.2m端部段桥面板。非标准跨径增加2.5m段桥面板进行调整。

　　桥面板悬臂处板厚0.22～0.40m，钢梁之间板厚0.24～0.40m，纵梁支撑处板厚0.4m(见图2)。

　　桥面板横向预应力采用4-^s15.2钢绞线，沿顺桥向以50cm等间距布置(见图3)，锚下控制应力1 395MPa。锚具采用弧形扁锚，锚孔呈圆弧分布，可减小锚固区预应力钢绞线的弯曲应力，降低预应力钢束的摩阻损失。

　　2 全宽预应力桥面板施工特点及难点

　　1)桥面板上预留剪力槽口，槽口处的剪力钉位于纵、横向钢筋网格中，剪力槽口内纵、横向主筋的间距及绝对位置须严格控制。相邻桥面板间湿接缝预留钢筋为错缝搭接，相邻钢筋中心间距为3cm，相邻钢筋净距最小仅2mm。由于桥面板安装时须同时满足剪力钉与剪力槽口钢筋不冲突、相邻板湿接缝钢筋不冲突，方可顺利安装，否则安装效率低且安装线形不佳，因此桥面板的钢筋定位精度应控制在2mm以内。

　　

　　图1 全宽预应力桥面板结构布置  

　　 

　　

　　图2 预制桥面板标准横断面  

　　 

　　

　　图3 标准桥面板横向预应力钢绞线布置 

　　 

　　2)桥面板结构尺寸大、板厚小，若采用常规台座上设置底模的模板体系，桥面板起吊时，板与模板之间的吸附力大，易产生裂缝。

　　3)对于这种大尺寸薄板，须专门设置吊具体系，以避免在起吊、转运过程中产生裂缝。

　　4)桥面板顶面不设置调平层，仅将板厚增加5mm，后期桥面板铣刨5mm后直接铺装沥青混凝土路面层，桥面板的平整度要求高(设计要求±3mm以内)。

　　3 全宽预应力桥面板预制施工关键技术

　　3.1 模板设计及施工

　　预制桥面板模板系统由底模、底模台车、侧模、支撑系统及升降系统等组成，预制板槽口预留用快易收口网作为模板。

　　3.1.1 底模

　　钢梁支撑处底模为固定底模，固定在混凝土台座上，其余底模为可移动式。移动式底模设置螺旋丝杆支撑体系，通过丝杆进行模板高度微调和模板拆除。移动式模板采用轨道进行平移。

　　3.1.2 侧模

　　侧模采用梳齿形钢板为面板，背后使用10mm钢板及角钢进行加劲，以增加侧模板刚度。梳齿孔开孔尺寸与钢筋定位梳齿板相匹配，以保证侧模的顺利安装。

　　3.1.3 端模

　　将弧形扁锚张拉槽口定型模板与端模连为整体，保证槽口处的美观性。

　　3.1.4 剪力槽口模板

　　剪力槽口模板采用快易收口网，无须拆模及凿毛，施工方便快速。收口网模在钢筋绑扎时同步安装固定。

　　为防止桥面板起吊时剪力槽底口混凝土边缘破损，在底口设置倒角模，便于脱模。

　　3.1.5 模板系统优点

　　1)该模板系统底模分为5块(其中2块为固定底模)，采用主动拆模的方式，即通过丝杆主动降低底模，模板拆除时可大大减小吸附力，利于结构安全。

　　2)底模周转率高，混凝土强度达到90%后即可拆除底模并移动至其他台座使用，底模拆除后桥面板在台座上完成张拉、压浆、整修等工作。1套底模可供2个台座同时使用。

　　3)相对于整体式固定底模，台座数量可减少一半，减小预制场地占地面积。

　　3.1.6 模板施工

　　新模板进场后进行打磨修整，试拼装后，对模板的尺寸、平整度进行验收。

　　钢梁顶翼缘设置横坡来形成组合梁桥的横坡度，因此，桥面板预制时须严格控制底面、顶面平整度，在模板安装完成后，对模板的标高进行测量验收。

　　钢筋骨架吊装入模后，安装侧模及端模，侧模安装完成后，在上、下层钢筋间插入薄钢板条，局部缝隙采用发泡剂填充，确保不漏浆。

　　3.2 钢筋施工

　　钢筋在加工车间内完成半成品加工，在钢筋绑扎胎架上绑扎成型，整体吊装入模。

　　3.2.1 钢筋绑扎胎架

　　钢筋定位精度是预制板施工重点，直接影响到后期面板安装精度及安装效率。因此，须设计精密的胎架及定位体系，胎架采用角钢及梳齿板制作而成。钢筋绑扎胎架如图4所示。

　　

　　图4 钢筋绑扎胎架 

　　 

　　3.2.2 钢筋绑扎顺序

　　桥面板底层钢筋→剪力槽定位钢筋(快易收口网安装)→桥面板顶层钢筋→架立钢筋→护栏预埋钢筋。

　　3.2.3 钢筋定位方法

　　1)顺桥向钢筋定位顶层及底层顺桥向主筋采用梳齿板定位，梳齿板依据图纸中的设计间距开设槽口，槽口宽度比钢筋直径大2mm，确保钢筋的精确定位。另外，为保证钢筋入模后侧模顺利安装，侧模梳齿槽口与钢筋胎架梳齿槽口匹配加工。

　　2)横桥向底层钢筋定位在钢筋胎架底面按间距设置卡槽，以定位横桥向底层钢筋位置。

　　3)横桥向顶层钢筋定位顶层横桥向钢筋放置在顺桥向钢筋上，采用钢板制作成卡板，卡板两端卡在两侧梳齿板上，卡板中间根据钢筋间距开设槽口，在钢筋绑扎固定前，利用卡板调整钢筋间距。

　　4)剪力槽口处钢筋定位在使用以上方法进行定位的同时，在胎架底面根据图纸位置放样剪力钉位置，钢筋绑扎完成后可检查剪力钉与钢筋间距，以模拟实际安装情况。

　　5)湿接缝外露钢筋定位外露钢筋过短则会导致湿接缝钢筋搭接长度不足;外露钢筋过长，则会造成面板安装时外露钢筋与相邻板边缘剐蹭甚至无法安装，因此在利用梳齿板定位外露钢筋间距的同时，须带线调整外露钢筋长度。

　　6)拉钩筋定位桥面板主筋净保护层为3cm，为避免拉钩筋下料尺寸误差导致钢筋外露，拉钩筋加工时设置下弯钩，上弯部分采用特制的辅助工具现场弯制，可保证拉钩筋与主筋贴合严密。

　　7)保护层厚度控制保护层垫块采用C50马蹄形混凝土垫块，垫块颜色与结构混凝土颜色一致，保证底板的外观质量，按≥4个/m²进行布置，垫块布置在底层钢筋外侧，且用双根扎丝将混凝土垫块与外层钢筋拧紧，保证牢固，混凝土垫块的扎丝不能伸入保护层。

　　3.2.4 钢筋整体吊装入模

　　1)吊装前检查验收钢筋绑扎完成后，对钢筋骨架尺寸、主筋间距、箍筋间距等进行检查，并检验锚具、波纹管、预留孔等预埋件位置，安装混凝土保护层垫块等。

　　2)骨架吊装入模钢筋骨架采用专用吊具多点平衡起吊。吊运前，调整各吊点吊绳使其受力均匀。钢筋骨架上的吊环采用16圆钢弯制而成，吊环与钢筋骨架的主筋焊接，吊环周围60cm×60cm范围内钢筋点焊加固，以防止钢筋骨架吊装时变形。骨架入模后检查钢筋骨架位置及底面保护层垫块，合格后安装侧模及端模。

　　3.3 混凝土施工

　　3.3.1 模板清理

　　在混凝土浇筑前，将底模杂物清理干净，主要采用空压机气管及吸尘器。

　　3.3.2 混凝土质量控制

　　桥面板混凝土强度等级为C50，坍落度控制为80～120mm，要求和易性好，混凝土入模前检查其和易性、坍落度及入模温度^[5]。

　　3.3.3 混凝土浇筑

　　1)浇筑方法低坍落度混凝土采用吊斗法浇筑。

　　2)浇筑顺序从桥面板一侧向另一侧依次浇筑。

　　3)供料及分层由于混凝土坍落度较小、浇筑时间长，混凝土每车拌料2m³，每斗1m³，每20min浇筑1斗，避免罐车内混凝土坍落度损失。底板加厚段分2层浇筑，其余部位一次布料到位。

　　4)振捣及抹面振捣采用插入式振捣器，混凝土浇筑完成后，顶面采用长水平尺刮平收面，初凝前进行二次收面，减少收缩裂缝产生。

　　3.3.4 混凝土养护

　　1)夏季养护采用保水性较好的土工布覆盖，配合自动喷淋，养护过程自动控制，喷出的水雾均匀，养护效果较好。

　　2)冬季养护在桥面板底模上全覆盖橡塑海绵，进行保温养护。混凝土浇筑结束后，用雨布将预制台座全部封闭包裹保温，待混凝土初凝前的拉毛工序完成后，即对混凝土进行养护。

　　养护采用“一液一布一膜一被”，即混凝土二次收面完成、初凝时喷洒1层养护液，覆盖层湿润土工布，其上用薄膜覆盖，再使用棉被覆盖进行保温。每条桥面板生产线配置45kW工业用电蒸汽锅炉2台，混凝土浇筑完成后即对雨布覆盖包裹的台座内进行供暖，保证台座内温度≥10℃。

　　3.3.5 混凝土凿毛

　　当端模或侧模拆除后，及时将与湿接缝相连混凝土接触面及张拉槽口处混凝土进行凿毛、清洗。采用凿毛机以手工作业方式凿毛，凿毛时间应控制在不小于浇筑混凝土初凝后3d，且强度≥3.5MPa。

　　3.4 预应力钢绞线施工

　　3m标准段桥面板有6束钢绞线，混凝土强度达到设计强度的90%时，先张拉距吊点位置较近且未穿过剪力槽的2束钢绞线，即1,6号束。为减少因混凝土收缩产生的预应力损失，3,4号束待混凝土浇筑完成28d后且强度达到设计值100%后进行张拉。2,5号束待安装完成且剪力槽混凝土强度达到设计值100%后进行张拉。锚具采用弧形扁锚，锚孔呈圆弧分布，可减小锚固区预应力钢绞线的弯曲应力，降低预应力钢束的摩阻损失。预应力管道均采用塑料波纹管，单端交错张拉，两端均采用张拉端锚具，施工时一端夹片卡死，另一端张拉。采用双控施工，锚下控制应力为主，伸长值进行校核。

　　预应力束张拉完成48h内完成压浆，压浆采用真空辅助压浆工艺^[6]。

　　3.5 吊运、堆存

　　当桥面板混凝土达到强度预应力张拉完成后，即可编号转运、存放。桥面板由100t门式起重机吊运至存梁区。吊运采用桁架式吊具，吊具与桥面板间采用精轧螺纹吊杆锚固。

　　存梁台座支点上垫方木，门式起重机提桥面板放置在方木上存放。预制板起吊和存放时，其吊点和支点位置偏差≤10cm，多层存放时，多层支撑要保证在同一铅垂线上，以防止基础偏心受压产生不均匀受力。

　　3.6 桥面板预制工效

　　1)桥面板每套模板配置2套台座。

　　2)根据试块强度报告，混凝土浇筑后24h强度可达50%,48h强度达到75%,72h强度达到90%。

　　3)结合施工工序，单块桥面板施工周期为4～5d。

　　4 结语

　　本文通过对全宽预应力桥面板施工关键技术进行研究分析，得出如下结论。

　　1)移动式底模进行全宽预应力桥面板预制，大大减小拆模对预制构件的损伤，且提高了周转效率，值得推广。

　　2)通过对桥面板钢筋绑扎胎架的设计及钢筋定位技术的研究，采用梳齿板式胎架，解决了桥面板与钢梁顶面剪力钉群匹配、板与板间湿接缝钢筋匹配等问题，确保了桥面板的安装精度。

　　3)所采用的施工工艺技术成功解决了钢筋定位精度高、平整度要求高、大尺寸薄板吊运堆存等技术难题，确保了桥面板的预制施工质量，可供类似工程借鉴。