组合箱梁波纹钢腹板连接施工技术

组合箱梁波纹钢腹板连接施工技术

张福宝

张福宝（中铁十三局集团有限公司吉林省长春市130330）

［摘要］青海省国道G214线三道河中桥是由中铁十三局集团公司承建的新型试验桥,该桥上部结构为钢-混凝土组合箱梁，采用波纹钢腹板，本文对波纹钢腹板的连接施工技术进行了较为详尽的介绍。

［关键词］组合箱梁波纹钢腹板连接施工

前言

桥梁采用钢与混凝土上下结合的结构形式现已广泛应用于各类桥梁形式，采用钢一混凝土结合梁这种结构形式最多的是简支梁桥。三道河中桥上部结构形式采用单箱双室波纹钢腹板简支组合梁结构，跨径50m,梁高2.5m.。腹板采用12mm厚的波纹钢腹板结构，每片波纹钢腹板各分为5段加工，每段9.6m，工厂分段轧制现场拼接并整体浇注上下混凝土翼缘板。笔者将从以下方面介绍三道河中桥波纹钢腹板的连接施工技术。

1．波纹钢腹板间的连接

波纹钢腹板由于加工、运输及其施工上的要求，在纵桥向都分割成节段，在现场加以拼装。各节段腹板间的连接通常是焊接或用高强度螺栓。波纹钢腹板与以往的平钢板间的连接不同，即在纵桥向刚度比较小，不需要承担轴力，仅仅需要考虑如何有效地承担剪力。腹板搭接在一起用贴角焊连接，对于仅仅需要承担剪力的波折腹板来说，是比较好的。采用单面摩擦时把两块腹板搭接在一起是最简单的连接形式。此外，也有将焊接在波纹钢腹板接头处的两块翼缘板用高强度螺栓连接的方式。三道河中桥波纹钢腹板间的连接采用贴角焊连接及高强度螺栓连接相结合的连接方式。

1.1钢腹板的贴角焊施工要点及质量要求

(1)波纹钢腹板钢材均按（GB50017-2003）取用，材料为Q345C,其性能必须符合规范要求。焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。焊条、焊剂、药芯焊丝、熔嘴等在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。

(2)在正式焊接前应试焊，焊缝经检验合格后方能正式焊接。在施焊前应将钢腹板表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质清除干净。清除的范围(以离坡口边缘的距离计)不得小于20mm。

（3）焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷；不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且不得有咬伤、未焊满、根部收缩等缺陷。

（4）为了减少应力集中，提高接头承受疲劳载荷的能力，可以将角焊缝表面焊接或加工为凹型。接头必须注意焊缝与波纹钢腹板之间的圆滑过渡。同时，在确定焊缝计算厚度时，应考虑焊缝外形尺寸的影响。焊成凹形的角焊缝，焊缝金属与母材间应平缓过渡并不得在其表面留下切痕。

（5）贴角焊缝感观应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与波纹钢腹板间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。

1.2高强度螺栓的施工要点

（1）本桥波纹钢腹板采用96个M22，10.9级擦型高强螺栓。高强度螺栓接副的施拧顺序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求和国家现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》JGJ82的规定。

（2）由制造厂处理的钢腹板的摩擦面，安装前应复验所附试件的抗滑移系数，合格后方可安装。在钢腹板运输过程中摩擦面不得损伤。

（3）高强度螺栓初拧、复拧的目的是为了使摩擦面能密贴，且螺栓受力均匀。

（4）高强度螺栓应自由穿入螺栓孔。高强度螺栓孔不应采用气割扩孔，扩孔数量应征得设计同意，扩孔后的孔径不应超过1.2d（d为螺栓直径）。

（5）用0.3～0.5kg的小锤逐颗敲击螺栓，检查其紧固程序，防止螺栓漏拧。高强度螺栓终拧结束后，应以目测尾部梅花头拧掉为合格，对欠扭者应及时补拧，超拧者应取予更换。经检查合格的高强度螺栓节点，应及时用厚涂料或腻子封闭。

2．波纹钢腹板与顶底板的连接

波纹钢腹板组合箱梁桥结构，波纹钢腹板与混凝土上、下翼板的连接是施工的关键环节，它直接关系到整个钢一混凝土组合梁的承载能力，并要有效地控制钢腹板和混凝土之间的水平剪切力，确保两种不同材料之间不产生相对位移，因此需要合理地施工抗剪连接件。

波纹钢腹板与混凝土顶底板之间的连接方式大致有两种，即腹板上下端焊接翼缘板并配置连接件的翼缘型；把腹板直接伸入到混凝土顶底板中、并在腹板上设有圆孔的嵌入型。嵌入型连接是把桥面板的横向钢筋贯穿波纹钢腹板的预留圆孔，然后浇注混凝土板。纵向的抗剪作用主要靠圆孔中的混凝土与波纹钢腹板的斜板段，焊接的栓钉能够承担腹板面外弯矩的作用。三道河中桥结合了上述两种方法，在波形钢板的上下端部焊接钢质翼缘板，翼缘板上设焊接剪力钉——翼缘型；并在板边开孔，穿筋形成剪力键——嵌入型，加强了与上下底板的连接，整体抗剪能力得到大大提高。施工中需要注意的是，底板横向需穿过波纹钢腹板预留孔的钢筋，应选择在波纹钢腹板吊装定位前先穿；顶板横向需穿过波纹钢腹板预留孔的钢筋，应选择在支顶板底模或吊装箱梁芯模前先穿，否则横向钢筋的穿筋将会相当困难或者根本无法穿过。

3．波纹钢腹板与横隔板、横端梁的连接

波纹钢腹板与端横梁的连接波纹钢腹板与横隔板、横端梁之间的连接也是重要的接合部位，要确保波纹钢腹板所受到的剪力能够有效地传给下部结构。两者间的连接方式有翼缘型与嵌入型。翼缘型接合是在翼缘板上焊接开孔钢板；嵌入型接合是将波纹钢腹板端部伸入横隔梁，并在伸入部分，设有圆孔或配置栓钉连接件。如图4，三道河中桥波纹钢腹板端侧伸入横隔梁，并在伸入部分，设有方便端横梁横向钢筋穿入的孔，且有栓钉连接件，使之在能与混凝土更好的接合。

4结语

通过本文，笔者认为：波纹钢腹板加工实行工厂化后，施工更容易，钢-混凝土组合箱梁桥具有很好的推广应用前景。因此，笔者愿通过三道河中桥施工后一点浅薄的经验以飨读者。