懸臂抱箍法在圓形墩蓋梁施工中的應用

趙　榮

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽　550001)

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懸臂抱箍法在圓形墩蓋梁施工中的應用

趙榮

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽550001)

摘要：在橋梁的工程中，墩蓋梁的施工方式比較多，一般包含預埋的牛腿法、滿堂的支架法以及預留孔法等，但是這些方式自身存在不足，一般不建議使用，現階段較為常用的是懸臂抱箍施工方式。本文通過實例對懸梁抱箍施工方式進行分析，探討在墩蓋梁的施工中對于懸梁抱箍施工方式的應用，以期提高墩蓋梁的施工質量。

關鍵詞：懸臂抱箍法;墩蓋梁;施工

1工程實例分析

1.1工程簡介

本合同段起點位于獨山縣大鐘，終點位于平塘縣舊寨村。起點樁號YK10+585,ZK10+580，終點樁號為K22+880，路線全長約12.225 685 km。主要結構有(從起點至終點):起點為梭草大橋(左幅15～40 mT梁, 右幅14-40 mT梁),橋后緊接長度為846 m的梭草坡隧道 ,路線西行,以1 621.8 m的拉海隧道穿過山脈,設置壩莫寨大橋(左幅12～40 mT梁, 右幅11～40 mT梁)跨深溝，橋后緊接長度為3 847.5 m的虎頭山隧道，經1 560 m路基至甲乙寨中橋(5～20 m先簡支后連續T梁)，再經1 580 m路基至舊寨大橋(11～40 m先簡支后連續T梁)。

1.2工程施工

因為該橋梁處在高山與深谷間，其墩柱比較高，平均高度為15～48 m。在蓋梁施工過程中，如果只用滿堂的支架方法進行施工，由于地面的坡度相對較陡，處理地面與地基的難度比較大，并且墩柱相對較高，加之，使用安全防護的設備、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。但是使用預埋牛腿方法或者是預留孔法，需要對內部的主筋間距進行適當調整，這容易導致墩柱的混凝土受損，從而致使墩柱外觀與內在質量受損。因此，綜合考慮實用性、經濟性、可操作性以及質量后，建議使用懸梁的抱箍方式進行施工。

2設置抱箍的結構形式

2.1確定荷載

(1)蓋梁的混凝土實際重量為N1：N1等于37.94×26。

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

(3)在方木表面鋪上蓋梁定型的鋼模板，其荷載根據每平方米1.5千牛計算，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2.5 kN/m2進行計算，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，澆筑混凝土時，每平方米沖擊荷載是2 kN，N5等于12×2×4等于96 kN。

每項荷載系數如下：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，這個荷載主要通過兩個墩柱位置抱箍承擔，每一個抱箍所需承擔荷載是785 kN。

2.2螺栓數量的確定與抱箍受力的計算

(1)確定螺栓數量

抱箍實際所受豎向壓力：N等于1 570 kN，產生于M278.8級高強螺栓抗剪力中M278.8級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代表高強螺栓具體預拉力，為230千牛，μ代表摩擦的系數，為 0.3，n代表傳力過程所接觸的面數目，為1，K代表了安全的系數，為1.7。而螺栓的數量m等于N÷[NL]等于38.7，螺栓數目為40 顆。

(2)計算螺栓的抗剪力

每一條高強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)計算螺栓的軸向拉力

抱箍和墩柱間預留了5毫米的空隙，設置一層粗麻布或者是橡膠墊，其摩擦系數為0.3，而抱箍產生壓力P等于N÷μ等于5233 kN。

(4)螺栓所需力矩M

通過螺帽的壓力會產生反力矩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，為0.15；而L1代表力臂，為0.018。

3確定箍身尺寸與計算應力

(1)計算抱箍鋼板的長度

抱箍主要通過兩個半圓的鋼箍共同組成，抱箍和墩柱間預留了5 mm的空隙，主要用來設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，箍身沒有設環，向加勁肋柔性的箍身。而半個箍身的鋼板長度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量。

(2)驗算箍身鋼板的拉應力

箍身的鋼板主要使用δ25 mm鋼板，其鋼板實際高度是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)驗算箍身鋼板的剪應力

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)在首個墩蓋梁使用懸臂抱箍的方式進行施工時，首先要將安裝好工字鋼，將底模鋪上，應用1.2倍重量系數預壓，在預壓三天以后，所得數據比較穩定，并且在5 mm以內，才可以進行下一道工序的施工。

(2)因為在抱箍的連接板上雙排布置了螺栓，一旦外排的螺栓施加壓力，就會對產生偏心的力矩，嚴重影響了箍身傳力，所以在布置螺栓時，需要保證緊湊性。

(3)墩柱和抱箍之間正壓力主要是通過連接的螺栓施加，為保證每顆螺栓受力均勻性，需要對螺栓進行三次擰緊，即30%P、70%P、100%P，再應用已校驗帶響的扳手擰緊，預緊與最終您進順序是先擰緊內排，在擰緊外排，確保各個螺栓受力的均勻性。

(4)在蓋梁的混凝土澆筑過程中，因為抱箍受力容易引起變形，導致螺栓拉力值產生變化，所以在進行蓋梁澆筑時，需不斷檢查與復擰螺栓，確保螺栓拉力值。

5結語

總而言之，在墩蓋梁施工過程中，應用懸臂抱箍的施工方式，不僅可以確保墩柱內外質量，還可以保證施工企業經濟的效益。和預留孔法、滿堂的支架法以及預埋牛腿方式比起來，懸臂的抱箍方式優勢如下：可規避預留孔法以及預埋牛腿方式存在的不足與缺陷；不會因為不良的地基條件受到影響；將千斤頂當做支撐的體系，能夠對蓋梁底的坡度與高程進行調整；懸臂抱箍的施工方式適應性比較強、操作相對簡單、成本比較低等。也是因為上述優勢，懸臂抱箍的施工方式逐漸得到人們的認可與接收，普遍應用在墩蓋梁的施工中。

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收稿日期：2016-04-11

作者簡介：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：U445

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)05-0133-02