水上蓋梁鋼抱箍無支架施工工藝總結

【摘 要】通過對河中大橋的蓋梁不同施工方案的比較，體現出了無支架方案施工方便，成本低，安全性好的優點，對于其它工程的相同項目施工具有借鑒作用。

【關鍵詞】太河大橋；水上蓋梁；鋼抱箍施工；工藝總結；方案比較

1 工程概況

本工程為吳江市太河大橋，主橋為45+90+45m跨徑，為水中墩，引橋為22跨25m簡支板梁橋，下部結構為直徑150cm的鉆孔樁，墩身為柱式墩身，立柱直徑為140cm，上部結構為25m簡支板梁橋。蓋梁橫截面尺寸為160×160cm，蓋梁長度為32m，立柱間距5m。區內多為魚蟹塘、藕塘及四通八達的河道，鮮有陸地。下部結構施工難度極大。

2 蓋梁施工方案

蓋梁施工的常規方法一般主要有以下三種：

2.1 第一種施工方法： 在立柱施工完畢后，對現場地基進行機械壓實處理，然后在處理完畢后的地基上現澆混凝土基礎，保養有了強度后，在混凝土基礎上搭設碗扣式鋼管或型鋼支架，上設可調頂托，下設可調底托，頂托上鋪設方木和竹膠模板，依靠支架提供蓋梁施工承重平臺。其特點是：對地基處理及承載力要求高，結構比較復雜，安全要求較高， 搭設工作量大。遇到水中蓋梁時，一般無法進行填土壓實地基處理，也就無法現澆混凝土基礎。

2.2 第二種施工方法： 在立柱現澆混凝土施工時，在立柱頂部內預埋鋼管孔道，以此孔道為依托，立柱拆模后，放置高強螺桿及牛腿，在牛腿上放置型鋼，依靠牛腿提供蓋梁施工承重平臺。其特點是：結構簡單，高強螺桿及牛腿自重輕，安裝簡便，無需大型機械，但拆除不方便，并且將高強螺桿及牛腿拆除完畢后，還須修補立柱的預留孔洞，填堵混凝土，會在立柱表面留下修補痕跡，最終會影響外觀質量。影響整體美觀。

2.3 第二種施工方法：在立柱施工完畢后直接在立柱上安裝鋼抱箍，依靠鋼抱箍提供蓋梁施工承重平臺。其特點是：結構簡單，安裝、拆除簡便，拆除完畢后，無須修補，立柱表面不會留下痕跡。

3 蓋梁施工方案的三種施工方法的比較

3.1 現場施工難度比較：第一種支架法施工難度大，需對水中進行填土處理，對支架基礎要求高，搭設費時費工，不能滿足進度要求；第二種預埋留孔法施工難度雖不大，但拆除及修補耗時耗工多，且外觀質量難以保證，不宜大面積推廣；第一種支架法及第二種預埋留孔施工方法對于水中墩的立柱施工也并不方便，需要先對墩位處填土筑島，填土筑島之前還需填土修建施工便道，才能使用機械及運輸車輛對墩位處進行填土。壓實之后，還需在處理完畢后的地基上現澆混凝土基礎。筑島施工所需土方數量大，土方運距遠，施工周期長。所以第一種及第二種施工方法主要適用于岸上墩的立柱施工。而第三種：抱箍法施工簡便快捷，不存在填土問題，在鉆孔樁接樁及系梁施工完畢后，可直接施工立柱，且抱箍的安裝不受立柱高低的影響，只需注意預留模板及型鋼的高度。也不需大型機械，可利用駁船運輸抱箍及型鋼，再用手拉葫蘆就能安裝到位，蓋梁施工完后，可利用木鍥塊進行拆模，比較方便，對大批梁的水中墩蓋梁施工能大面積推廣。有利于行成流水作業。

3.2 施工成本比較：第一種碗扣式支架法施工周轉材料用量大，平均每個蓋梁須用碗扣式支架約4000米，按20天周轉一次考慮，碗扣式支架市場租賃價約為：0.022元/米。每個蓋梁產生的租費為：1760元。現場有20個現澆蓋梁，共需租費：35200元，再加運輸費用約5000元，不算損耗及搭設人工費用，共計約4萬元。每個墩位處填土及壓實，澆混凝土，施工后還需挖除，還需1萬元，20個蓋梁需20萬元，加上支架租費，共需24萬元左右。所以一次性投入較大，成本較高，因此支架法施工法在施工成本上也不經濟；第二種預埋法施工是一次性投入不大，但對放置螺桿的強度有較高要求，須用合金鋼制作，20個蓋梁需制作8套才能連續流水施工，須投入資金約5萬元左右，施工結束后給立柱的修補也帶來了較大難度；第三種抱箍法施工也是一次性投入，制作鋼抱箍費用低廉，材料無特殊要求，用普通A3鋼板制作即可，制作8套鋼抱箍約需5萬元，一次性投入較小，而且鋼抱箍在以后的工程項目中可重復使用，成本上比較經濟。

4 鋼抱箍設計施工要點

4.1 按鋼抱箍與立柱混凝土表面摩擦力提供蓋梁施工所需的支承力。鋼抱箍的正壓力由M30螺栓提供。單根M30螺栓在2KNm的扭距作用下軸力為91.7KN。

4.2 為方便拆裝，鋼抱箍設計為上下兩部分，抱箍直徑為1.4m，上下兩部分高度均為40cm，上部分兩側設有鋼牛腿。

4.3 鋼抱箍與混凝土表面摩擦系數取為0.3，鋼筋混凝土容重26KN/m3，施工荷載2.5KN/m2，計算可知施工總荷載為670.3KN，單柱鋼抱箍承受荷載為335.16KN。

4.4 單個鋼抱箍允許（豎向）承載力安全系數取為k=1/1.5 ，計算得知單柱鋼抱箍允許承載力為516KN，滿足承載力要求 。

5 施工驗證

在鋼抱箍正式投入使用前，我們對鋼抱箍的承載能力進行了實測，試驗結合蓋梁的首件施工進行。在安裝鋼抱箍時，報箍內壁貼上3mm厚橡膠皮，工人用扭力扳手擰緊M30螺母，保證扭力距為2KNm。在最后澆注混凝土過程中，我們對鋼抱箍加載后下滑作了仔細觀察，在蓋梁混凝土澆注（加載）完畢后，施加在鋼抱箍上的總荷載為887.5KN，與設計相符。鋼抱箍在澆注過程中只下滑了2mm，此下滑是由于抱箍內橡膠皮變形所致，但此變形微小，對混凝土結構未造成影響，由此可見，鋼抱箍設計基本符合現場實際使用要求。

6 鋼抱箍使用效果

6.1 在鋼抱箍投入使用后，經過現場實測，安裝一套鋼抱箍只需4人，耗時約2小時，除須用手拉葫蘆配合外，不再需要其他起重機械。

6.2 在澆筑蓋梁混凝土時，我們對鋼抱箍的下滑值作了仔細觀察及記錄，在混凝土澆筑完畢后，抱箍下滑未超過5mm，在鋼抱箍內壁粘貼橡膠皮后下滑值沒有超過2mm。

6.3 在拆蓋梁底模時，同樣只需2人用手拉葫蘆下放鋼抱箍即可，方便、快捷、高效。

6.4 鋼抱箍運輸簡單，三人即可抬起單片鋼抱箍，普通鋼筋運輸車即可運輸。

7 鋼抱箍施工工藝總結

三種方案經過對比分析，第三種鋼抱箍方案不論是對于水中墩蓋梁的方便適用上，還是在成本經濟上，都具有一定的優越性，相對于第一種滿堂支架法和第二種預預留孔施工法，具有施工方便，對施工現場要求低，成本低，安全性好等優點。鋼抱箍單重只有160kg，重量較輕，可進行人工操作，不需吊車等大型機械設備，上面的雙拼槽鋼也只需用手拉葫蘆就可操作，所以也就不受施工現場條件的限制，并且鋼抱箍可重復利用。而且高架橋都是有縱橫坡度，立柱高度也都相應發生變化的，采用鋼抱箍就不受立柱高度影響，因抱箍上的縱橫梁和模板系統高度是固定的，所以鋼抱箍只要隨立柱高度變化而變化，蓋梁橫坡也只要相鄰的兩個鋼抱箍用相對高差來設置，不需作任何改變，所以施工非常方便，安裝速度快，一天就可將鋼抱箍、縱橫梁、模板全部完成，并且在蓋梁混凝土澆筑時，鋼抱箍是剛性支撐，不會象滿堂支架因為地基下沉等因素引起的支架沉降，減少了不均勻變形。在成本上，因鋼抱箍加工量不大，加工費相對于支架的租賃費、搭設人工、損耗等各種費用來說成本較低。

在安全性上，因鋼抱箍本身結構簡單，其上加設結構層次較少，所以受力層次也就少，鋼抱箍整體性好，而滿堂支架縱橫交錯，鋼管扣件等構件很多，個別構件存在一定的質量缺陷的風險，同時滿堂支架對地基要求高，要壓實，不得有軟基，所以綜合比較后鋼抱箍的優越性體現在：施工方便，成本低，安全性好的特點。

在近4個月的蓋梁施工中，鋼抱箍都扮演著重要角色，正是由于它結構輕巧，牢固可靠，便于拆裝和運輸，我項目部的下部結構施工才得以快速、連續地進行。在實際使用過程中，工人都覺得鋼抱箍簡易、好用，反映較好。

在鋼抱箍設計和使用過程當中，也存在缺陷，比如抱箍豎向承載力安全系數取值較保守，摩擦系數取值較小，因此抱箍尺寸及質量還偏大，還不利于快速的安裝拆卸及運輸。

經過總結，我們認為鋼抱箍工藝大大降低了水中墩蓋梁的施工難度，雖然鋼抱箍設計還須優化，但采用抱箍法施工的方案是正確的。只要在今后的施工當中總結經驗，優化鋼抱箍鋼材選用及受力結構設計，我相信鋼抱箍施工法會在今后的橋梁施工中發揮更大的作用！