安徽建工集团投资管理公司安徽省合肥市230031
摘要：结合国内外工程实例，介绍了波形钢腹板桥SCC（自承重悬臂浇筑）工法，并将传统钢腹板悬臂施工法与SCC悬臂施工法作了对比，指出SCC悬臂施工法不仅能缩短桥梁建设周期，而且能扩大作业面，减轻挂篮重量，是一种值得推广的施工工法。
关键词：波形钢腹板，SCC工法，挂篮，悬臂浇筑
引言：
就桥梁而言，他不仅承受着桥梁表面的车辆及行人的荷载，更多的还要承受来自于自身材料自重的荷载，并且该荷载在总荷载中占有很大的比例。因此减轻桥梁自重这一问题也成了近些年专家学者研究的课题，而波形钢腹板施工技术正是在这种条件背景下诞生的一项重要研究成果，钢腹板技术应用在桥梁领域，能起到提升抗震性能，提高抗剪能力等，尤其是在减轻桥梁自重上起着重要作用。
一、波形钢腹板预应力混凝土箱梁及SCC工法
波形钢腹板PC箱梁是上世纪80年代法国最先开发的一种新型组合结构，即用波形钢腹板（钢腹板：CorrugatedSteelWeb）替代PC箱梁的混凝土腹板，取得比PC箱梁更优的结构。与PC箱梁相比具有以下优点:
1）钢腹板为波形，有较大的抗剪压屈强度[1]。而且，钢腹板在轴向力作用下具有“手风琴”效应，不承受轴向力，预应力不分流给钢腹板，提高了作用在上、下混凝土板上的预应力效率，减少了预应力钢材用量。2）通常PC箱梁的腹板约占主梁自重的20-30%，采用钢腹板板可减轻主梁自重约20%，从而，可延伸跨长，节省建设费用。另外，悬臂架设时，由于每一节段重量减轻，可加大架设节段长度，减少架设循环次数，缩短工期。3）由于没有混凝土腹板，省略了腹板的钢筋绑扎和灌注混凝土工序，可期待施工的合理化、省力化，也可提高质量和耐久性。4）主梁自重较轻，减少了作用在下部结构上的荷载，可减小基础的规模。5）自重较轻，降低了地震时的惯性力，是抗震性相对较优的结构。
波形钢腹板的上、下翼缘板在施工安装阶段是可承重的，而SCC(Self-supportingCantileverCasting，自承重悬臂浇筑)工法正是将波形钢腹板作为悬臂浇筑承重的具有鲜明特色的悬臂施工法。该工法实际上是在常规悬臂浇筑施工工艺的基础上，结合波形钢腹板的优点进行改进后的一种方法。基于波形钢腹板工字钢梁较强的抗剪强度、抗弯性能等特性，该工艺采用波形钢腹板作为施工架设材料承受施工荷载，充分发挥了波形钢腹板具有较高的剪切屈曲强度的力学性能。国内的四川叙古高速B标段头道河大桥（72m+130m+72M）首次采用了SCC工法。
二、国外经典案例
波形钢腹板PC桥起源于法国，20世纪90年代开始在日本应用。波形钢腹板PC桥现已成为日本高速公路桥的主导桥梁形式，至今已建成钢腹板PC桥200余座。其施工技术以及经验可以说是相当成熟了，当中不乏有一些具有独特创意的施工工艺，德国在2001年建成的Altwipfergrund桥采用了Ｒap．con/ＲW施工工法悬臂浇筑施工（见图1）。而日本是建造波形钢腹板桥梁最多的国家，九州高速公路的津久见川桥是第一座利用波形钢腹板作为施工架设材料。
津久见川桥的Ｒap．con/ＲW悬臂浇筑施工具体做法:
1)先在波形钢腹板顶增设宽30cm左右的翼缘板，使之具有较大的纵向抗弯和侧向抗弯能力及一定的抗扭能力;2)然后在作业车推出后，支撑在已安装到位的第N段波形钢腹板上，主要依靠波形钢腹板承受底板、顶板混凝土的重量;3)当混凝土达到强度张拉后，利用挂篮悬臂安装第N+1段波形钢腹板。最后作业车进入N+1节段，开展下一节段的施工。采用该工艺，作业车悬臂长度较长，通常为2个悬臂节段最大长度+1．5m。津久见川桥在施工中将波形钢腹板作为架设材料，该工法的移动作业平台较传统的挂篮更简单、更轻便;顶、底板施工可以在不同节段同时进行，因此施工作业面更平顺、宽阔。为了简化施工减少现场工作，本桥采用了预制横梁和顶板预制PC板并全部采用了体外索，将体外索锚固在预制横梁的齿块上，简化了预应力索的锚固工作，在最终节段混凝土浇筑前将波形钢板先连接，从而减少了悬臂施工用预应力钢材。Ｒap．con/
ＲW悬臂浇筑施工在日本应用已有30余座，并在实践中得以不断完善。波形钢腹板桥Ｒap．con/ＲW施工方法在日本得到了广泛运用，表明了该工法具有较好的可施工性[2]。
图1德国Altwipfergrund桥
三、国内经典案例
21世纪出波形钢腹板PC桥开始引起中国桥梁学者的关注，2006年于河南南阳建成了中国第一座钢腹板PC桥—泼河桥。我国在波形钢腹板桥梁建设上虽然起步较晚，但发展速度迅猛，在大跨径桥梁施工建设中成果显著，其中不乏对国外新工艺的引进、尝试以及创新。国内的SCC工法正是对国外Rap.con/RW施工工法的改进。四川头省古蔺县头道河大桥是国内首座采用SCC工法施工的桥梁（见图2）。头道河大桥是一座跨径组合为4×30m＋(72m＋130m＋72m)＋2×30m的波形钢腹板连续刚构加简支T梁的大型桥梁，桥梁全长470m。其主桥上部构造设计为波形钢腹板连续刚构，采用分幅式单箱单室结构。除边跨现浇段和0#块腹板以及部分1#段腹板为砼腹板及钢－砼组合腹板外，其余均为波形钢腹板，波形钢腹板采用“三波连续波形钢腹板”，Q355NHC钢材，波长1.6m，波高22cm，腹板钢板厚度为16～24mm。水平面板0.43m，水平折叠角度为30.7°，弯折半径为15d（d为钢板厚度）。头道河大桥方案经过专家研究与论证，结合自身的设计特点，挂篮设计为吊挂式挂篮，利用波形钢腹板作挂篮的承重梁，大大减小挂篮的自重，一套挂篮重约50t(含模板、操作平台、施工人员及机具重量)。SCC法施工相较于传统钢腹板PC桥施工的不同点主要有一下两个方面：1）抛弃了以往笨重的行架式挂篮，利用钢腹板自身的承载能力，使钢腹板翼缘板承受挂篮的重量来进行悬臂施工。2）解决了传统挂篮施工上、下工作面交叉施工影响的问题，大大增加了工人的工作效率。
头道河大桥单幅两端对称安装，一个节段实际天数8d，作为同时期设计产物位于安徽省合肥市的南淝河大桥（见图3），也采用了波形钢腹板施工技术，跨径组合为95m+153m+95m，上部结构为三跨波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁，连续梁体系。中间福主桥箱梁采用单箱三室横断面，左右幅主桥箱梁采用单箱双视横断面，由于采用了传统悬臂施工方式，以左右幅主桥为例，一个节段实际天数为4天。考虑到南淝河大桥左右幅施工为单箱双室，在施工体量、难度上略有不同，故给与1.2倍的修正系数，则头道河大桥施工时间按照10天计算，通过表1与表2之间对比可以看出，采用波形钢腹板SCC挂篮施工比常规挂篮施工的悬浇节段工期要节省40%，这充分的表明了该工法在悬浇施工中能节省较多工期的施工优越性。
表1头道河大桥SCC施工施工顺序及时间
表2南淝河大桥传统悬臂浇筑施工顺序及时间
由表1和表2对比可知
图2头道河大桥图3南淝河大桥
四、SCC悬臂施工与传统悬臂施工的对比
结合实际案例，将SCC悬臂施工法（见图4）与传统悬臂施工（见图5）进行对比，可以很明显的发现有以下几种优点：
1）挂篮主桁架变小，减小挂篮的自重，一套挂篮重约50t(含模板、操作平台、施工人员及机具重量)，相比于动辄100t还不嫌多的传统挂篮体系，可以说算的上是“大瘦身”了，大大降低了在施工过程中挂篮自重对桥梁整体的影响。
2）顶板表面预埋空洞减少，传统挂篮需要很多的锚固措施，安全性能较差。
3）施工作业区域更加的宽广，由于采用顶底板异步施工，所以顶底板可同时施工，工作面更加的平顺，消除了安全隐患，有效的避免了传统挂篮顶、底板相互干扰的情况。
4）由于顶底板异步施工，顶板底模板可作为张拉操作平台，方便施工。
5）挂篮行走于钢腹板翼缘板上，相比于传统挂篮行走过程更加平顺安全，因为SCC悬臂施工采用的吊挂式挂篮，所以没有后支点锚固等措施，避免行走时发生倾覆现象。
6）平均一个节段相比传统挂篮要节约40%的用工量，速度快。
图4SCC悬浇施工法图5传统悬浇施工法
结束语
通过国内外案例，对SCC工法进行了简要的介绍。该方法适用于波形钢腹板桥，波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥是一种在箱型梁桥的基础上不断优化发展出来的新桥体，而SCC法施工是一种在传统悬臂浇筑施工方法基础上发展出来的新技术，该工法可以减轻挂篮自重对桥梁的影响，并提高桥梁的抗剪能力，在经济效益方面，节省了劳动力，并大大缩短了桥梁的建设周期。同时也增强了波形钢腹板桥梁的适用性和可施工性，为后续类似桥梁提供了借鉴。
参考文献
[1]廖雅杰.波纹钢腹板预应力混凝土箱梁设计方法研究[D].长安大学,2011.
[2]波形钢腹板组合梁桥的SCC悬臂施工法雷政陈华利赵森(河南大建桥梁钢构股份有限公司，河南郑州450000)