懸臂抱箍法在圓形墩蓋梁施工中的應(yīng)用

趙　榮

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng)　550001)

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懸臂抱箍法在圓形墩蓋梁施工中的應(yīng)用

趙榮

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng)550001)

摘要：在橋梁的工程中，墩蓋梁的施工方式比較多，一般包含預(yù)埋的牛腿法、滿堂的支架法以及預(yù)留孔法等，但是這些方式自身存在不足，一般不建議使用，現(xiàn)階段較為常用的是懸臂抱箍施工方式。本文通過(guò)實(shí)例對(duì)懸梁抱箍施工方式進(jìn)行分析，探討在墩蓋梁的施工中對(duì)于懸梁抱箍施工方式的應(yīng)用，以期提高墩蓋梁的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：懸臂抱箍法;墩蓋梁;施工

1工程實(shí)例分析

1.1工程簡(jiǎn)介

本合同段起點(diǎn)位于獨(dú)山縣大鐘，終點(diǎn)位于平塘縣舊寨村。起點(diǎn)樁號(hào)YK10+585,ZK10+580，終點(diǎn)樁號(hào)為K22+880，路線全長(zhǎng)約12.225 685 km。主要結(jié)構(gòu)有(從起點(diǎn)至終點(diǎn)):起點(diǎn)為梭草大橋(左幅15～40 mT梁, 右幅14-40 mT梁),橋后緊接長(zhǎng)度為846 m的梭草坡隧道 ,路線西行,以1 621.8 m的拉海隧道穿過(guò)山脈,設(shè)置壩莫寨大橋(左幅12～40 mT梁, 右幅11～40 mT梁)跨深溝，橋后緊接長(zhǎng)度為3 847.5 m的虎頭山隧道，經(jīng)1 560 m路基至甲乙寨中橋(5～20 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁)，再經(jīng)1 580 m路基至舊寨大橋(11～40 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁)。

1.2工程施工

因?yàn)樵摌蛄禾幵诟呱脚c深谷間，其墩柱比較高，平均高度為15～48 m。在蓋梁施工過(guò)程中，如果只用滿堂的支架方法進(jìn)行施工，由于地面的坡度相對(duì)較陡，處理地面與地基的難度比較大，并且墩柱相對(duì)較高，加之，使用安全防護(hù)的設(shè)備、木材與扣件，容易加大施工成本，所以一般不使用這種施工方式。但是使用預(yù)埋牛腿方法或者是預(yù)留孔法，需要對(duì)內(nèi)部的主筋間距進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這容易導(dǎo)致墩柱的混凝土受損，從而致使墩柱外觀與內(nèi)在質(zhì)量受損。因此，綜合考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可操作性以及質(zhì)量后，建議使用懸梁的抱箍方式進(jìn)行施工。

2設(shè)置抱箍的結(jié)構(gòu)形式

2.1確定荷載

(1)蓋梁的混凝土實(shí)際重量為N1：N1等于37.94×26。

(2)在蓋梁的兩側(cè)分別設(shè)置50a型的工字鋼，并當(dāng)做施工的主梁，其長(zhǎng)度是12 m，在主梁表面鋪設(shè)10 cm×15 cm規(guī)格方木，以作施工的橫梁，且每一根的長(zhǎng)度為3 m，在墩柱的外側(cè)分別設(shè)置四根，在兩墩柱間設(shè)置了十五根，實(shí)際間距為30 cm。N2等于30.75 kN。

(3)在方木表面鋪上蓋梁定型的鋼模板，其荷載根據(jù)每平方米1.5千牛計(jì)算，得出定型的鋼模板面積為59.5 m2，N3等于59.46×1.5等于89.19 kN

(4)器具重量與施工人員根據(jù)2.5 kN/m2進(jìn)行計(jì)算，N4等于12×3×2.5等于90 kN

(5)振搗混凝土每平方米的荷載為2 kN，澆筑混凝土?xí)r，每平方米沖擊荷載是2 kN，N5等于12×2×4等于96 kN。

每項(xiàng)荷載系數(shù)如下：靜荷載是1.2、活荷載是1.4，所以得出抱箍支撐上部荷載N等于1.215 70 kN，這個(gè)荷載主要通過(guò)兩個(gè)墩柱位置抱箍承擔(dān)，每一個(gè)抱箍所需承擔(dān)荷載是785 kN。

2.2螺栓數(shù)量的確定與抱箍受力的計(jì)算

(1)確定螺栓數(shù)量

抱箍實(shí)際所受豎向壓力：N等于1 570 kN，產(chǎn)生于M278.8級(jí)高強(qiáng)螺栓抗剪力中M278.8級(jí)的螺栓所允許的承載力[NL]等于Pμn除以K，等于230×0.3×1÷1.7等于40.59 kN。在公式中P代表高強(qiáng)螺栓具體預(yù)拉力，為230千牛，μ代表摩擦的系數(shù)，為 0.3，n代表傳力過(guò)程所接觸的面數(shù)目，為1，K代表了安全的系數(shù)，為1.7。而螺栓的數(shù)量m等于N÷[NL]等于38.7，螺栓數(shù)目為40 顆。

(2)計(jì)算螺栓的抗剪力

每一條高強(qiáng)度的螺栓所提供抗剪力P等于N÷40=1570÷40=39.3千牛，比[NL]小，所以符合抗剪的要求。

(3)計(jì)算螺栓的軸向拉力

抱箍和墩柱間預(yù)留了5毫米的空隙，設(shè)置一層粗麻布或者是橡膠墊，其摩擦系數(shù)為0.3，而抱箍產(chǎn)生壓力P等于N÷μ等于5233 kN。

(4)螺栓所需力矩M

通過(guò)螺帽的壓力會(huì)產(chǎn)生反力矩M1等于μ1N1×L1等于0.15×130.8×0.018等于353 Nm。在公式中μ1代表鋼之間摩擦的系數(shù)，為0.15；而L1代表力臂，為0.018。

3確定箍身尺寸與計(jì)算應(yīng)力

(1)計(jì)算抱箍鋼板的長(zhǎng)度

抱箍主要通過(guò)兩個(gè)半圓的鋼箍共同組成，抱箍和墩柱間預(yù)留了5 mm的空隙，主要用來(lái)設(shè)置粗麻布或者是橡膠墊，確保墩柱和抱箍之間緊密擠壓。為了與不同圓度墩身相適應(yīng)，箍身沒有設(shè)環(huán)，向加勁肋柔性的箍身。而半個(gè)箍身的鋼板長(zhǎng)度L等于πr-△L等于π×(0.9+0.005)-△L等于2.843 m。在公式中△L代表箍身鋼板的伸長(zhǎng)量。

(2)驗(yàn)算箍身鋼板的拉應(yīng)力

箍身的鋼板主要使用δ25 mm鋼板，其鋼板實(shí)際高度是0.8 m，箍身的鋼板拉力P等于20N1等于2 616 kN，而箍身鋼板縱向的截面積S等于0.02 m2σ等于130.8 MPa，與抗拉的要求相符合。

(3)驗(yàn)算箍身鋼板的剪應(yīng)力

τ等于(1÷2N)÷(2S)等于19.6 MPa，與抗剪要求相符合。

4注意問題

(1)在首個(gè)墩蓋梁使用懸臂抱箍的方式進(jìn)行施工時(shí)，首先要將安裝好工字鋼，將底模鋪上，應(yīng)用1.2倍重量系數(shù)預(yù)壓，在預(yù)壓三天以后，所得數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，并且在5 mm以內(nèi)，才可以進(jìn)行下一道工序的施工。

(2)因?yàn)樵诒Ч康倪B接板上雙排布置了螺栓，一旦外排的螺栓施加壓力，就會(huì)對(duì)產(chǎn)生偏心的力矩，嚴(yán)重影響了箍身傳力，所以在布置螺栓時(shí)，需要保證緊湊性。

(3)墩柱和抱箍之間正壓力主要是通過(guò)連接的螺栓施加，為保證每顆螺栓受力均勻性，需要對(duì)螺栓進(jìn)行三次擰緊，即30%P、70%P、100%P，再應(yīng)用已校驗(yàn)帶響的扳手?jǐn)Q緊，預(yù)緊與最終您進(jìn)順序是先擰緊內(nèi)排，在擰緊外排，確保各個(gè)螺栓受力的均勻性。

(4)在蓋梁的混凝土澆筑過(guò)程中，因?yàn)楸Ч渴芰θ菀滓鹱冃危瑢?dǎo)致螺栓拉力值產(chǎn)生變化，所以在進(jìn)行蓋梁澆筑時(shí)，需不斷檢查與復(fù)擰螺栓，確保螺栓拉力值。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，在墩蓋梁施工過(guò)程中，應(yīng)用懸臂抱箍的施工方式，不僅可以確保墩柱內(nèi)外質(zhì)量，還可以保證施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)的效益。和預(yù)留孔法、滿堂的支架法以及預(yù)埋牛腿方式比起來(lái)，懸臂的抱箍方式優(yōu)勢(shì)如下：可規(guī)避預(yù)留孔法以及預(yù)埋牛腿方式存在的不足與缺陷；不會(huì)因?yàn)椴涣嫉牡鼗鶙l件受到影響；將千斤頂當(dāng)做支撐的體系，能夠?qū)ιw梁底的坡度與高程進(jìn)行調(diào)整；懸臂抱箍的施工方式適應(yīng)性比較強(qiáng)、操作相對(duì)簡(jiǎn)單、成本比較低等。也是因?yàn)樯鲜鰞?yōu)勢(shì)，懸臂抱箍的施工方式逐漸得到人們的認(rèn)可與接收，普遍應(yīng)用在墩蓋梁的施工中。

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收稿日期：2016-04-11

作者簡(jiǎn)介：趙榮(1985-)，男，貴州貞豐人，助理工程師，研究方向：公路橋梁。

中圖分類號(hào)：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)05-0133-02