浅谈波形钢腹板钢混组合梁顶推法创新及应用

李小伟

中铁二十一局集团第三工程有限公司 陕西咸阳 712000

摘要：随着近年来，波形腹板钢混组合梁的自身特点日益突出，使得波形钢腹板钢混桥梁在我国工程应用越来越多，相应的施工技术也在不断的完善，尤其是波形钢腹板钢混组合梁在推进法上的施工工艺也日益成熟。本文结合自身实际工程过程，对波形钢腹板钢混组合梁顶推法中的创新及应用进行探讨。

关键词：波形钢腹板，钢混组合梁，顶推法，技术创新

0.前言

随着我国基础工程的快速发展，我国的桥梁建造也得到飞速的发展，桥梁的结构形式也更加多样化。由于施工项目的条件越来越复杂，技术难度越来越大，传统的预应力混凝土桥梁已不能满足实际需求。而波形钢腹板钢混组合梁具有施工速度快、节省模板、支架用量少等优点，在我国的应用范围不断得到提升。且波形钢腹板钢混组合梁具有优良的抗剪性能、抗弯性能以及抗扭变性能，越来越吸引人们的注意。波形钢腹板钢混组合桥梁与顶推法施工工艺的锲合度较高，所以在今后顶推法施工时会有更多的波形钢腹板钢混桥梁进行采用。本文就波形钢腹板钢混组合梁顶推法的应用进行探讨。

1.波形钢腹板钢混桥梁的特点

波形钢腹板钢混桥梁与传统的混凝土腹板箱梁进行比较，最大的不同点是，原来的混凝土腹板现在由比较轻薄的波形钢腹板进行替代。对原来的混凝土进行了结构上的改进，使得整体的性能得到了更大的提升。波形钢腹板钢混组合梁整体分为三部分：混凝土顶底板、波形钢腹板以及预应力钢筋。由于波形钢腹板具有褶皱效应，在受到纵向荷载时，由混凝土顶板、底板承受轴向荷载和弯矩，波形钢腹板承受全部的剪力，使得桥梁整体的受力更加合理。

波形钢腹板钢混组合梁与传统的混凝土桥梁相比，优点还是比较多的，具体有：

（1）桥梁上部结构整体自重减轻，提高了桥梁的跨度和抗震性能。

（2）波形钢腹板的应用从根源上解决了桥梁腹板容易开裂的问题。

（3）在桥梁张拉的过程中，不会收到波形钢腹板的影响，提高了预应力的张拉效率。

（4）由于波形钢腹板的应用，桥梁整体自重降低，提高了桥梁单跨的长度，从而减少节段数量，为施工带来方便。

（5）波形钢腹板的应用使得预应力桥梁整体的受力更加明确，各种材料承受力的性能变大，充分发挥各材料承受力的能力。

2.顶推法的原理及受力特点

顶推法的施工原理是在桥台的后方搭建预制平台，在预制平台上按照结构形式进行主梁的预制，桥梁混凝土强度达到规范要求后进行桥梁的张拉，然后将桥梁与前一段进行连接，最后通过顶推装置与辅助的滑动设备将箱梁沿桥梁的方向顶进成整体桥梁。整个过程都是在预制平台上进行，施工过程相对比较简便和安全，施工流程图见图1。

图1：顶推法施工流程

顶推法的应用为桥梁的施工带来许多的方便，顶推法的优点：

（1）顶推法的应用对桥梁的净空和地基无要求，不会对桥梁下部的通车和通航造成影响。而且预制场所一般设置在相邻的岸上，混凝土构件的运输和拼装方便。

（2）施工场地比较集中，构件的预制、拼装和运输在同一场地，流水式作业可以大大缩减桥梁的施工工期，为施工节约成本。

（3）顶推法所用的施工机械设备比较轻便，不需要大型的运输设备，致使顶推法可以应用到大多数的工程中，尤其是水深较浅等特殊的场地。

（4）顶推法施工时采用的模板用量比较少，既能节约成本还可以节约木材。

（5）顶推法的所有施工包括模板、钢筋以及混凝土工程都是在预制平台中进行，施工作业方便而且安全。

但是，顶推作业法由于工艺的限制，也存在一些缺点：

（1）顶推法在施工过程中，为减少顶推过程中的主梁内力，需要在主梁前端设置变截面的钢板梁，且钢板梁不能重复使用，会增加相应的施工成本。

（2）在顶推法施工过程中，由于主梁截面要承受正负弯矩变化的力，这时为了确保梁体的安全，需要增加临时的预应力钢筋，而临时的预应力钢筋的安装、拆卸以及张拉过程较为复杂，使得施工过程比较繁琐。

（3）顶推法施工的桥梁跨径要合理，不易过大，桥梁跨径过大会导致主梁施工阶段与运营时期的内力相差过大；跨径也不易过小，跨径较小会导致跨数增多，导致整体施工不经济。所以，在顶推法施工过程中要合理控制桥梁的跨径。

3.波形钢腹板钢混组合梁顶推法的创新及应用

波形钢腹板钢混组合梁在当代桥梁发展的今天，使用的范围越来越广泛，而且由于波形钢腹板钢混桥梁的受力特点以及自重较轻等原因，在顶推法施工中的应用也是越来越受到重视。一般顶推法施工过程中适用的跨度在40~60m之间，由于波形钢腹板钢混桥梁的受力特点和自重较轻，顶推的跨径可以适当的增加，跨度的增加使得跨数减少从而减少施工成本；而且波形钢腹板钢混组合梁顶推法最大的施工优点是，可以利用波形钢腹板作为顶推法施工时所需要的导梁，可以大规模的降低施工所需费用。

波形钢腹板钢混组合梁顶推法的创新优势：

（1）波形钢腹板钢混组合梁使用大约14mm厚的波形钢腹板代替了原有的30~80cm厚的钢筋混凝土腹板，使得桥梁上部结构的自重总体减轻20%~30%。自重的降低使得顶推法施工时的推力减少，桥墩和主梁之间的摩擦力减少，最终会为施工带来工期的节约，成本的降低。

（2）在传统桥梁的顶推法施工过程中，需要用到钢制导梁，而且钢制导梁一般不能重复使用，使得传统桥梁的顶推法施工成本比较高。但是在采用波形钢腹板钢混组合梁之后，可以采用波形钢腹板作为顶推法施工所用的导梁，这样就可以在很大程度节约施工成本。

（3）用波形钢腹板代替原来主梁之中的混凝土腹板，可以从根本上解决腹板开裂的现象，较大程度的提升整体结构的使用年限。

（4）在顶推法施工时，由于波形钢腹板钢混组合梁整体的自重比较轻，所以在采用推进设备时，可以采用吨位数较小的顶进设备。在采用较小顶进设备后，更加便于桥梁在推进过程中桥梁整体性的控制，从而加快施工过程的速度。

（5）波形钢腹板钢混组合梁顶推法施工过程中，由于自身重量较轻，可根据桥梁自身的情况，采用单点推进或是多点推进，为施工带来一定的方便。

但是在实际应用过程中我们也有一些需要注意的地方，例如：

（1）波形钢腹板钢混组合梁施工过程中，需要对波形钢腹板进行焊接，焊接的质量直接影响着桥梁整体的质量，所以在实际施工过程中要严格把控焊接的施工质量。

（2）由于波形钢腹板钢混组合梁中的主要传力构件为波形钢腹板，所以要对波形钢腹板的原材进行严格把控，要选用满足规范要求的钢材。

（3）在波形钢腹板钢混组合梁顶推法施工过程中，要对波形钢腹板进行反复检查，确保在顶进过程中对波形钢腹板没有造成损伤。

（4）在波形钢腹板钢混组合梁利用顶推法施工时，会直接利用到波形钢腹板作为顶推导梁，箱梁截面为75度斜腹板，等到箱梁顶推到位后，直接利用导梁部分的波形钢板进行组合浇筑施工。因此导梁受力较为复杂，这就牵扯到临时预应力钢筋的使用，以及导梁连接系等结构。所以在施工过程中，所需要的技术比较复杂，需要专业的施工人员进行施工。

4.结束语

综上所述，波形钢腹板钢混组合梁顶推法施工技术作为一种新型的施工工艺，技术比较复杂，但是由于波形钢腹板钢混组合的优点，使得在今后发展过程中，很多工程需要用到波形钢腹板钢混组合梁顶推法施工，因此，我们要充分掌握该方法的优缺点，为我们后期在采用该方法施工时，能够更好的把控施工质量做充足的准备，为建设我们更加美丽的祖国贡献自身的力量。

参考文献

[1]邓飞凡,谭云浩,张子龙等.波形钢腹板节段梁预制施工技术研究[J].湖南交通科技,2021,47(03):124-128.

[2]李昕瑞. 波形腹板钢底板钢混组合梁桥荷载横向分布及影响因素研究[D].兰州交通大学,2020.