“这是国内首次将波形钢腹板嵌入T型梁中,不仅增强了承载力、抗震力,减轻了重量,提升了观感,还优化了流程、节约了成本和时间。”近日,安罗高速公路项目技术主管张开俭谈及这一创新成果时,眼中闪烁光芒。
安罗高速公路原阳至郑州段1标段长度为9.23公里,主要涉及特大桥、引桥和路基等内容。其中,安罗黄河特大桥位于地震带上,出于安全和抗震需要,设计单位决定在北堤外引桥施工中引入波形钢腹板技术,宛如为T梁设计了“蛇型腰”。
这种T梁结构新颖,没有可供借鉴的先例。所用波形钢腹板均为集中定制,具有承载力强、抗高温、耐腐蚀等特点。每片重约4吨的波形钢腹板仅靠底座、顶板和中间4道隔板相连。钢腹板体型巨大,加之长且薄,还呈波浪状,这无疑给精准定位、合理绑扎和科学浇筑增加了难度。
为了确保底板受力均匀,波形钢腹板能准确无误地镶嵌在T梁中央,攻关团队在查阅资料和进行多次试验后,决定通过激光在底板上标出梁宽和梁长的中间线,并在钢腹板底边沿等距离焊上和底槽一样宽的附耳。安装时,依据三点一线原理就可以将钢腹板准确无误地嵌在正中央。
在解决受力均匀的问题后,钢腹板的嵌入深度不能超过5毫米,又成为另一个难题。“能不能设计出类似卡尺或模具的东西,安装前只需在底板上画线定位就可以了。”项目二区工长李再新的话让在场同事受到启发。随后几天,他们蹲在钢筋加工厂不断尝试和改进,最终设计出了结构像倒写的“门”字一样的模具,并命名为“马凳”。
安装波形板时只需将这些“马凳”每隔1.5米均匀地放在底板上,并与两侧主筋相连,就能保证钢腹板嵌入深度。针对结构复杂、倒角多、浇筑时容易漏浆和出现蜂窝状等问题,项目团队结合T梁整体造型,通过3D技术扫描和激光下料,量身定制了配套模板。
安装过程中,项目团队不仅反复探索模板的拼装秩序,还通过力学计算在模板底部增加了斜撑。为了使倒角和接缝的粘连更严密,项目团队选择了粘性强、遇水更牢固的聚氨酯基密封胶。
眼看胜利在望,T梁在浇筑时却出了问题。试验成品存在色差、冷缝、气泡和水波纹,这是大体积混凝土浇筑中的通病,除了会影响外观,还会存在质量隐患。为了彻底解决这些问题,项目部多次邀请专家到现场指导,并及时改进布料渠道和增加布料平台,对浇筑方向、层次以及罐车储藏的料量等进行论证和总结。
“从前往后浇筑、跳仓法和同节段上下同时作业等都尝试过,为此还更换了4个作业队伍。”张开俭深有感触地说,“那个时候,天气炎热,每个人压力都非常大,衣服上都是汗渍。”
经过不断攻关,项目团队也逐渐摸索出从下往上同时浇筑,并加以人工振捣的方法,色差和冷缝被消除,表面气泡也控制在技术规范标准内,经探伤检查品质完全能达到国优标准。
T梁的“蛇形腰”最终得以完美呈现,而波形钢腹板这项新技术不仅取得了国家专利,还使北堤引桥工期提前了24天。