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大体积桥梁悬空支撑新技术

发表时间：2021/6/3 来源：《基层建设》2021年第2期作者：周月雷1 齐建忠2

[导读] 摘要：盖梁抱箍法施工可操作性强，有很强的安全性，外观轻巧又便于检查验收，可以较好控制施工安全，支模可以省很多工时，节省支撑钢管，大大降低了成本，具有很好的推广应用价值，本文主要介绍盖梁抱箍法施工工艺。

        1山东聊建第一建设有限公司山东聊城 252000
        2山东聊建集团有限公司山东聊城 252000
        摘要：盖梁抱箍法施工可操作性强，有很强的安全性，外观轻巧又便于检查验收，可以较好控制施工安全，支模可以省很多工时，节省支撑钢管，大大降低了成本，具有很好的推广应用价值，本文主要介绍盖梁抱箍法施工工艺。
        关键词：悬空支撑；钢抱箍；盖梁
        1、前言
        随着经济建设的不断发展，我国桥梁建设得到了迅猛发展。大体积盖梁的模板支撑系统常常因施工场地和施工条件限制无法按常规采用满堂支架施工。采用悬空支撑办法，即在立柱上安装钢抱箍，有效解决了施工条件的限制。悬空支撑办法，即在立柱上安装钢抱箍，有效解决了施工条件的限制。盖梁抱箍法施工可操作性强，有很强的安全性，外观轻巧又便于检查验收，可以较好控制施工安全，支模可以省很多工时，节省支撑钢管，大大降低了成本，具有很好的推广应用价值。
        2、技术特点
        2.1 由于盖梁荷载及施工荷载通过抱箍与墩柱之间的摩擦力直接传递给墩柱，因而不受地形约束，对地基无要求。
        2.2 抱箍法施工简便，适应性强，可有效降低施工成本。
        3、工艺原理
        抱箍主要由钢带、牛腿、连接螺栓三部分组成，最主要的特点就是将盖梁荷载及施工荷载通过抱箍与墩柱之间的摩擦力直接传递给墩柱。抱箍采用两个半圆形的钢板，通过连接板上的螺栓连接在一起。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承力，是主要的支承受力结构。将盖梁底模的承重钢梁架在牛腿上，由抱箍来承担盖梁自重、模板自重、施工荷载等。
        4、施工工艺流程及操作要点
        4.1施工工艺流程及操作要点
        4.1.1总体施工工艺流程：
        施工放样→安设抱箍→组拼托架→铺设底模→安装钢筋→侧模施工→砼浇筑→养护→拆模→养护
        4.2施工操作要点
        4.2.1方案设计
        采用两块半圆弧型钢板（板厚t=10mm）制成，M24的高强螺栓连接，抱箍高50cm，抱箍腹板高48cm、宽25cm、厚1cm，翼板长35cm、宽25cm、厚1cm，采用24根高强螺栓（8.8级，每个开口12根）连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承力，是主要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层2～3mm厚的橡胶垫。
        抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴。由于墩柱截面不可能绝对圆，各墩柱的不圆度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圆度也千差万别。因此，为适应各种不圆度的墩身，抱箍的箍身宜采用不设环向加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。这样，在施加预拉力时，由于箍身是柔性的，容易与墩柱密贴。
        4.2.2抱箍承载力验算：
        1、钢带对墩柱的压应力
        ó1＝S/（ìπBD）=581390/（0.3×3.14×500×1200）=1.029N/mm2≤[ó]=14N/mm2
        2、钢带内拉应力
        ó2＝ó1D/（2t）=1.029×1200/（2×10）=61.74 N/mm2≤f=215N/mm2
        3、钢带内剪应力
        Τ＝3/2×Q/A＝1.5×S/2（2tB）
        =3/2*0.5*581390/（2*0.01*0.5）=43.6MPa<[Τ]=125MPa
        4、螺栓轴向受拉计算
        抱箍产生的压力由高强螺栓承担，则：
        N1= Pb= S/ì=581.39kN/0.3=1938kN1938kN
        每条螺栓拉力为：N2= N1/24=1938kN /24=80.75<[S]=155kN
        5、螺栓受剪强度验算
        M24螺栓的允许承载力：
        [NL]=Pìn/K
        式中：P---高强螺栓的预拉力，取155kN；
        ì---摩擦系数，取0.3；
        n---传力接触面数目，取1；
        K---安全系数，取1.7。

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        则：[NL]=155×0.3×1/1.7=27.3kN
        每个螺栓受剪强度：
        N=S/m=581.39/24=24.2<[NL]
        故抱箍能承担所要求的荷载。
        5.1.2.1.2盖梁模板底模及支撑设计
        盖梁底模采用1.5cm厚竹胶板，下部铺设50mm×80mm方木（按40mm×70mm方木计算，间距100mm）作为底模次楞。次楞底下设横梁。
        采用150mm×150㎜木方作横梁（底模主楞，间距250mm），横梁长4m。横梁底下设纵梁。
        采用I45工字钢作纵梁，纵梁长度10m，纵梁方向设置，间距1.2m。纵梁下为抱箍。
        4.2.3盖梁模板侧模设计
        采用钢模板作侧模。为了盖梁侧模竖直稳定，在侧模外距模板底2/3处用丝杠和钢管顶紧侧模，钢管与水平面夹角60度左右，丝杠底固定在150mmx150mm方木上，再用导链在模板顶拉到150mmx150mm方木上，两侧模板均加固，约1m加固一次。梁端采用14号槽钢加固，高度方向水平设四道，槽钢安装在两侧模板螺栓穿孔处，用螺栓（M16）固定。
        4.2.4 抱箍支撑系统安装
        根据施工支撑体系的总高度算出盖梁底模顶面与抱箍顶面的施工高度，在墩柱上定位抱箍时，先根据盖梁底的设计标高减去支撑体系到抱箍顶面的施工高度，即为抱箍的顶面标高。并在墩柱上测量标示出抱箍的顶面高程线。在抱箍上墩柱前，对抱箍进行除锈，除去抱箍内侧的铁锈，防止铁锈减弱抱箍与墩柱的摩擦系数，并避免在拆除抱箍后，铁锈影响墩柱的外观，增加不必要的除锈工作。
        抱箍吊装时在地面上先把两片抱箍用螺栓进行初步连接，在用螺栓把抱箍的孔位逐一连接好以后带上螺帽，螺帽的拧紧程度只是把螺帽拧到能看到外帽沿与螺杆相平即可，并在吊装过程中派专人扶持抱箍，防止吊装时抱箍由于晃动刮伤墩柱。然后用钢丝绳穿入抱箍的牛腿顶部用于固定工字钢的螺栓孔内，对称穿入后进行抱箍吊装，吊装方式从墩柱上方把抱箍套在墩柱外侧，并且用人工在墩顶进行辅助定位，加快施工进度。
        在进行抱箍紧固时，对每个高强螺栓都平行施加预拉力，即把每侧的十个螺栓都均匀拧到相似的坚固程度，观察抱箍与墩柱的结合面，防止由于不均匀拧紧高强度螺栓引起墩柱受到偏压，造成施工隐患。同时也注意抱箍的各个板面及焊缝的情况，观察有无变形或开裂等情况。
        检查好抱箍后，用吊车在抱箍的牛腿上架上工字钢，并在两根工字钢之间装上横向拉结杆件，防止吊装及定位过程中发生横向失稳引发意外。共设四根拉杆，每根柱子前后侧各设一根。
        工字钢架设完成后，再在工字钢上架上方木。当模板底部的方木都铺设好后，测量出墩柱的设计中心点和各控制点的高程，用绳子拉出盖梁的设计中线，根据设计中心线在槽钢或方木上铺上竹胶板。
        在底模支撑体系都完成，施工盖梁时，先对抱箍支撑体系进行预压，预压前在墩柱上标出一个参考标高点，并用挂尺测出盖梁模板预压前与墩柱的相对标高，在预压后也测出盖梁与墩柱的相对标高，测点选择盖梁模板的中部，以便于正常施工时根据盖梁模板的挠度，调整支架的预拱度。根据预压情况对底模进行标高调整，然后在底模上进行盖梁钢筋的绑扎，主筋绑扎时，在底模上垫上混凝土保护层的垫块，垫块沿底模板呈梅花形布置，间距为50cm，绑扎主筋与箍筋的时候，检查钢筋与侧模边线的距离，防止钢筋保护层受到影响。
        盖梁钢筋绑扎完成后进行侧模拼装和吊装，在进行侧模安装前，先在盖梁的钢筋笼两侧绑上混凝土保护层的垫块，绑扎方式与底模垫块的方式相同。侧模采用地面拼装完成，再吊装上梁的施工方法。在地面拼装好盖梁的侧模以后，用吊车采用两点吊装的方式吊上盖梁底模上。在进行两侧模的拼装和吊装的过程中，采用临时支撑的方法，用钢丝绳配合手拉葫芦把侧模与墩柱伸出筋临时拉在一起，当两片侧模都吊装完成后用拉杆进行固定。
        4.2.5盖梁钢筋制作
        1.先在钢筋加工场地把盖梁主骨架加工成骨架网片，然后运至墩柱现场进行组装成盖梁钢筋笼。
        2.盖梁钢筋组装完后先把柱头预留钢筋调直，最后用吊车把钢筋笼吊至底模上就位。
        4.2.6混凝土浇筑及养护
        1.混凝土采用商品混凝土，采用汽车混凝土泵进行浇筑。
        2.浇筑砼前，应对抱箍、模板、钢筋和预埋件进行检查，做好记录，符合要求后方可浇筑。
        3.混凝土浇筑时应从盖梁跨中开始向两个柱顶分层浇筑（每层混凝土厚度不大于50 cm），盖梁顶面混凝土必须收平抹光。
        4.使用插入式振动器振实，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍；与侧模应保持50~100mm的距离；每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒；应避免振动棒碰撞模板，钢筋及其他预埋件。
        5.混凝土终凝后应及时浇水养护，天气寒冷时应采取覆盖保温养护。
        5 总结
        抱箍施工场地简洁，占用空间少，有利于场地布置和交叉作业，对后续工序的影响较小，而满堂支架要做地基加固处理，再搭设支架，工期较长，占用空间较大，对后续工序影响较大，因而，抱箍施工可有效缩短工期，产生非常好的间接经济效益。
        参考文献：
        [1]王强.浅谈桥墩盖梁施工的几种支撑方法【J】.山西交通科技，2008（05）
        [2]陈刚，浅谈桥墩盖梁施工的几种支撑体系【J】，水利水电技术，2008（11）