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摘 要：钢板组合梁是斜拉桥常见的一种主梁形式，如何采用快速便捷的施工方法完成桥面板的安装是组合梁斜拉桥施工过程需要解决的主要工艺问题之一。为了探索合理的钢板组合梁斜拉桥全宽预制桥面板的快速施工方法，以徽水河大桥为依托对一种采用节段式可横移轨道支撑的架板机安装桥面板的施工方法进行了研究。研究结果表明该施工方法可以便捷的解决组合梁全宽预制桥面板在无大型桥面吊机条件下的安装问题，能够很好的配合采用塔吊法安装钢梁的施工工艺。
关键词：组合梁;全宽预制桥面板;桥面板安装;施工技术
0 引言
钢混组合梁是一种能够充分发挥钢梁受拉能力和混凝土桥面板抗压能力的结构形式，近年来组合梁被广泛的应用在桥梁工程中。从南浦大桥开始，钢板混组合梁就开始应用在斜拉桥中，并在斜拉桥中的应用越来越广泛[1-2]。
根据施工方式的不同，斜拉桥组合梁的施工方法根据桥面板的施工方式不同主要分为整体安装、预制分离安装和现场浇筑几种方法。整体安装法是在场内将钢梁和混凝土桥面板叠合后整体进行起吊安装，这种方式主要适合于钢箱组合梁结构。预制分离安装法是最常见的安装方法，钢梁安装就位后将预制桥面板安放在钢梁上，后浇筑湿接缝形成叠合梁，这种施工方法是最适合钢板组合梁安装的施工方法。现场浇筑法是在钢梁安装后，利用钢梁作为支撑搭设支架后浇筑混凝土桥面板，这种施工方法主要应用于桥面板不便于预制安装的组合梁施工[3-4]。
采用预制分离安装法进行施工时，桥面板的起吊安装时组合梁施工过程较为复杂的环节。一般混凝土桥梁板利用架设钢梁的悬臂吊机进行起吊安放与姿态调整，但对于跨径较小的组合梁桥使用的悬臂吊机起吊能力和尺寸均较小时，桥面板较难直接利用吊机进行安装。此时，采用何种方式能够快速的完成桥面板的安装施工时组合梁施工过程中需要解决的主要问题之一。为了解决小跨径钢板组合梁斜拉桥全宽预制桥面板的安装技术，本文以S11芜黄高速徽水河大桥为依托探讨了一种钢板组合梁桥全宽预制桥面板的快速安装施工方法。
1 依托工程概况
1.1 桥梁总体概况
S11芜湖至黄山高速公路项目是安徽省“四纵八横”高速公路网中的重要组成部分，项目线路起自繁昌县峨山镇，接在建的芜湖长江公路二桥和已建的南沿江高速公路，经繁昌县、南陵县、泾县、旌德县，至终点黄山市黄山区谭家桥，接已建的G3京台高速公路，全长为116.122公里。
徽水河大桥桥位处采用左右幅分离式布置，两幅路基净距约为20 m。其中设置在ZK85+557、YK85+563的徽水河大桥是路线跨越徽水河及G205的重要通道，大桥左幅跨径布置为（48+80+40）m的低塔斜拉桥，见图1，右幅跨径布置为（48+80+40）m+30 m，其中30 m为钢板组合梁桥。
主梁采用钢板组合梁形式，索体采用钢绞线拉索，拉索为空间扇形索面布置，小桩号侧桥塔设置5对拉索，大桩号侧桥塔设置4对拉索。拉索在塔上采用鞍座式锚固方式进行锚固，拉索在梁端采用钢锚箱式锚固。
1.2 桥面板结构特点
徽水河大桥采用主梁采用钢板组合梁结构，桥面板采用C50钢筋混凝土桥面板，桥面板根据不同的尺寸构造可分为4种类型，其中A板为靠近连段桥面板，B节段为标准段桥面板，C节段为和D节段为靠近横梁0号块桥面板。其中标准段B型桥面板厚度为0.25 m，纵桥向按照横梁位置進行划分，预制桥面板纵桥向预制长度为3.5 m，两侧横向湿接缝宽度为0.4 m，桥面板通过横向湿接缝和剪力钉与横梁连接。桥面横桥向采用全宽预制，预制宽度为11.40 m，两侧各设置湿接缝宽度为0.425 m的纵向湿接缝，桥面板通过纵向湿接缝和剪力钉与钢纵梁进行连接。
2 全宽预制桥面板安装关键问题与解决思路
2.1 全宽预制桥面板安装的关键问题
钢板组合梁的断面由工字型钢主梁和桥面板组成，采用何种方式进行桥面板安装时组合梁施工的关键技术之一。在有条件时桥面板在可在钢梁安装后利用吊车起吊安装，对于地面无起吊条件的组合梁，需要在桥面悬臂施工过程中利用桥面吊机进行安装。也有设计专用的桥面板架设设备在桥面上移运桥面板。
对于全宽预制桥面板，单块面板重量较大，且尺寸相对较大，因此可选择的施工方法较少。对于徽水河大桥，桥位处地形较为复杂，桥面板无法直接在桥面板安装位置进行起吊，也无法利用地面设备起吊安装。因此需要采用合适的方式利用已安装组合梁作为运输平台采用尾部进行运输安装。但由于桥面板的宽度大于钢主梁的宽度，故采用传统方式进行施工时，桥面板的架设设备必须具有旋转桥面板的功能，对架设装备的要求较高，需要采用大型设备才能满足要求。如果采用简易架板机进行运架时，最大的问题是桥面板在翼缘上方位置横向预留钢筋的位置和架板机支腿及轨道的位置位置重叠。如何用解决轨道位置的合理设置，是采用专用架板机架设需要解决的关键问题。
2.2 全宽预制桥面板安装工艺
徽水河大桥桥面的安装采用一种轨道可拆卸式架设装备进行架设，这种架设装置主要由承载框架、提升装置、支腿及行走轮箱、分段式轨道、提升装置及轨道调整机构组成，见图2。架板机的轨道支撑在两侧钢主梁上翼缘对应位置，轨道通过轨道垫块支撑在钢主梁上，轨道垫块由型钢制成。运板轨道为分段式轨道，实现轨道提升与横移。
架板机在运输的运输时，架板机携带桥面板行走在安装与桥面板上的轨道上。行走至安装位置时，利用设置在框架上的铰链，进对应位置的轨道节段提升，并进行横向侧移，解决安装位置轨道对安装桥面板的出预留钢筋的空间。在桥面板安装完成后，松开轨道提升铰链将轨道下放，并与其他轨道对接形成一体，完成单个桥面板的安装。
在单个桥面板安装完成后，架板设备沿着轨道向后移动至桥面板存放区，利用根部的塔吊将加班机器起吊放置与下一个待安装桥面板的上方，并利用桥面板提升装置提起桥面板向前移动。按照上述实施例循环操作，依次完成桥面板的安装。 3 架板机结构分析
为了分析架板机结构在起吊运输桥面板过程受力可靠性，利用有限元软件Midas Civil建立空间关系有限元模型对桥面板的强度和刚度进行验算。在计算中考虑桥面板移运过程可能出现的动力放大系数1.1，偏于保守的考虑桥面板的重量可能由对角线两个吊点提供有效支撑。
计算结果表明在起吊运输过程中架板机纵向正在主梁出现的最大正应力为189.4 MPa，最大剪应力为29 MPa，满足强度验算的要求。架板机在吊装过程中出现的最大变形为24 mm，有较好的刚度，如图4所示。横梁及支腿出现的最大正应力为152 MPa，最大剪应力为76.4 MPa，满足强度验算的要求。架板机在荷载作用下的一阶稳定系数为6.4，满足强度验算的要求。在轨道垫块间距0.8 m时，轨道的正截面最大应力为79.7 MPa，最大剪应力为79.5 MPa，满足强度验算要求。有限元分析结果表明架板机具有良好的承载能力。
4 结论
依托芜黄高速公路徽水河大桥对小跨径钢板组合梁桥全宽预制桥面板的便捷安装施工技术进行了研究，形成主要结论如下：
（1）在无大型悬臂吊机的情况下，全宽预制桥面板安装工艺需要考虑的主要问题是如何统筹解决移运设备支腿及轨道与桥面板边缘及预留钢筋的位置位置冲突。
（2）采用一种轨道可拆卸式架设装备进行架设，进行全宽预制桥面板的运输与建设较为合理可行;通过分节段轨道的可提升和可拆卸解决空间冲突问题，满足安装需求。
（3）有限元分析结果表明，架板机结构构造合理，满足桥梁板预制和安装过程中的受力要求，可实现全款预制桥面板的便捷安装。
参考文献：
[1]韩石，王永亮，王文帅，等.大跨组合梁斜拉桥桥面板预制安装施工技术[J].筑路机械与施工机械化，2019，36（5）：95-101.
[2]杜振军.浅析钢板组合梁预制桥面板安装施工技术[J].建筑工程技术与设计，2018（24）：2146.
[3]王少鹏.大跨组合梁斜拉桥桥面板预制安装施工技术[J].工程建设与设计，2019（20）：131-132.
[4]李利賓，顾志忠，束新宇，等.装配式钢-混组合连续梁桥桥面板预制及安装施工技术[J].建筑工程技术与设计，2017（15）：1791.
关键词：组合梁;全宽预制桥面板;桥面板安装;施工技术
0 引言
钢混组合梁是一种能够充分发挥钢梁受拉能力和混凝土桥面板抗压能力的结构形式，近年来组合梁被广泛的应用在桥梁工程中。从南浦大桥开始，钢板混组合梁就开始应用在斜拉桥中，并在斜拉桥中的应用越来越广泛[1-2]。
根据施工方式的不同，斜拉桥组合梁的施工方法根据桥面板的施工方式不同主要分为整体安装、预制分离安装和现场浇筑几种方法。整体安装法是在场内将钢梁和混凝土桥面板叠合后整体进行起吊安装，这种方式主要适合于钢箱组合梁结构。预制分离安装法是最常见的安装方法，钢梁安装就位后将预制桥面板安放在钢梁上，后浇筑湿接缝形成叠合梁，这种施工方法是最适合钢板组合梁安装的施工方法。现场浇筑法是在钢梁安装后，利用钢梁作为支撑搭设支架后浇筑混凝土桥面板，这种施工方法主要应用于桥面板不便于预制安装的组合梁施工[3-4]。
采用预制分离安装法进行施工时，桥面板的起吊安装时组合梁施工过程较为复杂的环节。一般混凝土桥梁板利用架设钢梁的悬臂吊机进行起吊安放与姿态调整，但对于跨径较小的组合梁桥使用的悬臂吊机起吊能力和尺寸均较小时，桥面板较难直接利用吊机进行安装。此时，采用何种方式能够快速的完成桥面板的安装施工时组合梁施工过程中需要解决的主要问题之一。为了解决小跨径钢板组合梁斜拉桥全宽预制桥面板的安装技术，本文以S11芜黄高速徽水河大桥为依托探讨了一种钢板组合梁桥全宽预制桥面板的快速安装施工方法。
1 依托工程概况
1.1 桥梁总体概况
S11芜湖至黄山高速公路项目是安徽省“四纵八横”高速公路网中的重要组成部分，项目线路起自繁昌县峨山镇，接在建的芜湖长江公路二桥和已建的南沿江高速公路，经繁昌县、南陵县、泾县、旌德县，至终点黄山市黄山区谭家桥，接已建的G3京台高速公路，全长为116.122公里。
徽水河大桥桥位处采用左右幅分离式布置，两幅路基净距约为20 m。其中设置在ZK85+557、YK85+563的徽水河大桥是路线跨越徽水河及G205的重要通道，大桥左幅跨径布置为（48+80+40）m的低塔斜拉桥，见图1，右幅跨径布置为（48+80+40）m+30 m，其中30 m为钢板组合梁桥。
主梁采用钢板组合梁形式，索体采用钢绞线拉索，拉索为空间扇形索面布置，小桩号侧桥塔设置5对拉索，大桩号侧桥塔设置4对拉索。拉索在塔上采用鞍座式锚固方式进行锚固，拉索在梁端采用钢锚箱式锚固。
1.2 桥面板结构特点
徽水河大桥采用主梁采用钢板组合梁结构，桥面板采用C50钢筋混凝土桥面板，桥面板根据不同的尺寸构造可分为4种类型，其中A板为靠近连段桥面板，B节段为标准段桥面板，C节段为和D节段为靠近横梁0号块桥面板。其中标准段B型桥面板厚度为0.25 m，纵桥向按照横梁位置進行划分，预制桥面板纵桥向预制长度为3.5 m，两侧横向湿接缝宽度为0.4 m，桥面板通过横向湿接缝和剪力钉与横梁连接。桥面横桥向采用全宽预制，预制宽度为11.40 m，两侧各设置湿接缝宽度为0.425 m的纵向湿接缝，桥面板通过纵向湿接缝和剪力钉与钢纵梁进行连接。
2 全宽预制桥面板安装关键问题与解决思路
2.1 全宽预制桥面板安装的关键问题
钢板组合梁的断面由工字型钢主梁和桥面板组成，采用何种方式进行桥面板安装时组合梁施工的关键技术之一。在有条件时桥面板在可在钢梁安装后利用吊车起吊安装，对于地面无起吊条件的组合梁，需要在桥面悬臂施工过程中利用桥面吊机进行安装。也有设计专用的桥面板架设设备在桥面上移运桥面板。
对于全宽预制桥面板，单块面板重量较大，且尺寸相对较大，因此可选择的施工方法较少。对于徽水河大桥，桥位处地形较为复杂，桥面板无法直接在桥面板安装位置进行起吊，也无法利用地面设备起吊安装。因此需要采用合适的方式利用已安装组合梁作为运输平台采用尾部进行运输安装。但由于桥面板的宽度大于钢主梁的宽度，故采用传统方式进行施工时，桥面板的架设设备必须具有旋转桥面板的功能，对架设装备的要求较高，需要采用大型设备才能满足要求。如果采用简易架板机进行运架时，最大的问题是桥面板在翼缘上方位置横向预留钢筋的位置和架板机支腿及轨道的位置位置重叠。如何用解决轨道位置的合理设置，是采用专用架板机架设需要解决的关键问题。
2.2 全宽预制桥面板安装工艺
徽水河大桥桥面的安装采用一种轨道可拆卸式架设装备进行架设，这种架设装置主要由承载框架、提升装置、支腿及行走轮箱、分段式轨道、提升装置及轨道调整机构组成，见图2。架板机的轨道支撑在两侧钢主梁上翼缘对应位置，轨道通过轨道垫块支撑在钢主梁上，轨道垫块由型钢制成。运板轨道为分段式轨道，实现轨道提升与横移。
架板机在运输的运输时，架板机携带桥面板行走在安装与桥面板上的轨道上。行走至安装位置时，利用设置在框架上的铰链，进对应位置的轨道节段提升，并进行横向侧移，解决安装位置轨道对安装桥面板的出预留钢筋的空间。在桥面板安装完成后，松开轨道提升铰链将轨道下放，并与其他轨道对接形成一体，完成单个桥面板的安装。
在单个桥面板安装完成后，架板设备沿着轨道向后移动至桥面板存放区，利用根部的塔吊将加班机器起吊放置与下一个待安装桥面板的上方，并利用桥面板提升装置提起桥面板向前移动。按照上述实施例循环操作，依次完成桥面板的安装。 3 架板机结构分析
为了分析架板机结构在起吊运输桥面板过程受力可靠性，利用有限元软件Midas Civil建立空间关系有限元模型对桥面板的强度和刚度进行验算。在计算中考虑桥面板移运过程可能出现的动力放大系数1.1，偏于保守的考虑桥面板的重量可能由对角线两个吊点提供有效支撑。
计算结果表明在起吊运输过程中架板机纵向正在主梁出现的最大正应力为189.4 MPa，最大剪应力为29 MPa，满足强度验算的要求。架板机在吊装过程中出现的最大变形为24 mm，有较好的刚度，如图4所示。横梁及支腿出现的最大正应力为152 MPa，最大剪应力为76.4 MPa，满足强度验算的要求。架板机在荷载作用下的一阶稳定系数为6.4，满足强度验算的要求。在轨道垫块间距0.8 m时，轨道的正截面最大应力为79.7 MPa，最大剪应力为79.5 MPa，满足强度验算要求。有限元分析结果表明架板机具有良好的承载能力。
4 结论
依托芜黄高速公路徽水河大桥对小跨径钢板组合梁桥全宽预制桥面板的便捷安装施工技术进行了研究，形成主要结论如下：
（1）在无大型悬臂吊机的情况下，全宽预制桥面板安装工艺需要考虑的主要问题是如何统筹解决移运设备支腿及轨道与桥面板边缘及预留钢筋的位置位置冲突。
（2）采用一种轨道可拆卸式架设装备进行架设，进行全宽预制桥面板的运输与建设较为合理可行;通过分节段轨道的可提升和可拆卸解决空间冲突问题，满足安装需求。
（3）有限元分析结果表明，架板机结构构造合理，满足桥梁板预制和安装过程中的受力要求，可实现全款预制桥面板的便捷安装。
参考文献：
[1]韩石，王永亮，王文帅，等.大跨组合梁斜拉桥桥面板预制安装施工技术[J].筑路机械与施工机械化，2019，36（5）：95-101.
[2]杜振军.浅析钢板组合梁预制桥面板安装施工技术[J].建筑工程技术与设计，2018（24）：2146.
[3]王少鹏.大跨组合梁斜拉桥桥面板预制安装施工技术[J].工程建设与设计，2019（20）：131-132.
[4]李利賓，顾志忠，束新宇，等.装配式钢-混组合连续梁桥桥面板预制及安装施工技术[J].建筑工程技术与设计，2017（15）：1791.