空心薄壁墩高墩蓋梁施工

文/肖隆河 廣西路橋工程集團(tuán)有限公司 廣西南寧 530001

在橋梁上部構(gòu)造建設(shè)中，由于預(yù)埋鋼棒、懸臂支架施工方法相對(duì)簡(jiǎn)便，可以減少工期又方便施工，因此在蓋梁施工，尤其是在空心薄壁高墩蓋梁施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

當(dāng)采用懸臂支架施工方法現(xiàn)澆空心薄壁高墩蓋梁時(shí)，由于蓋梁懸臂長(zhǎng)，蓋梁總混凝土方量大，并且懸臂牛腿處往往需要高空施焊；并且蓋梁施工完畢，強(qiáng)度足夠拆除支架時(shí)需要切割牛腿，使其與墩身預(yù)埋件分離；導(dǎo)致懸臂支架施工序繁瑣復(fù)雜，高空施焊增加了人員風(fēng)險(xiǎn)，且焊縫質(zhì)量也無(wú)法得到保障。

本文現(xiàn)以云南省保山市東南繞城高速公路1標(biāo)，橫巷大橋空心薄壁高墩實(shí)際工程施工為依托，對(duì)空心薄壁高墩蓋梁高空免焊懸臂支架這一簡(jiǎn)便、高效、安全的支架施工方法進(jìn)行論述。

1、工程概況

該橋空心薄壁墩共有18 個(gè)，其中左幅3#墩蓋梁懸臂最長(zhǎng)，混凝土方量最大，施工難度較大，現(xiàn)以該蓋梁作為典型闡述。

?

2、支架設(shè)計(jì)

（1）支架材料及規(guī)格

本支架結(jié)構(gòu)中除鋼棒為A45 材質(zhì)外，其余型鋼均為Q235 材質(zhì)。

1.主梁—— 56c 單工字鋼；

2.鋼棒——φ130mm A45 鋼棒；

3.三角斜撐—— 雙拼20a 工字鋼；

4.三角斜撐頂橫梁—— 雙拼40a 工字鋼；

5.分配梁—— 單20a 工字鋼；

6.平臺(tái)鋼板—— 5mm 鋼板；

（2）施工方法：

①預(yù)留孔洞的位置：

預(yù)留孔洞底面高程參考值=從設(shè)計(jì)墩頂中心標(biāo)高－（底模厚度＋橫分配梁厚度＋調(diào)整鐵楔厚度＋承重梁＋鋼棒直徑）-墩身截面長(zhǎng)度/2×i%，（i%為蓋梁橫坡）。施工中應(yīng)根據(jù)不同墩身蓋梁橫坡及縱坡的不同以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)，要求定位準(zhǔn)確。

②安裝φ130mm 圓鋼：

測(cè)量放線處墩頂標(biāo)高,利用塔吊或吊車(chē)提升圓鋼水平至預(yù)留孔洞位置,穿入至兩頭外露長(zhǎng)度一致并固定，圓鋼采用A45 材質(zhì),必須為正規(guī)廠家生產(chǎn)，并附帶合格證書(shū)，圓鋼兩端應(yīng)穿孔插銷(xiāo)，以防止橫向脫落。

③三角斜撐架安裝：

由于蓋梁懸臂端較長(zhǎng)，為改善結(jié)構(gòu)受力，減少兩端變形位移，節(jié)約材料，擬在墩身側(cè)面預(yù)埋鋼板并焊接三角斜撐的方式，斜撐采用雙拼20a工字鋼結(jié)構(gòu)，三角斜撐頂托梁采用雙拼40a 工鋼。三角斜撐（即牛腿）采用預(yù)埋鋼套筒和預(yù)埋對(duì)拉螺桿的方式與墩身連接。

④承重托梁安裝：

承重托梁采用56c 工鋼，采用吊機(jī)吊裝至承力鋼棒及三角托架上面，承重托梁位置調(diào)整完畢后，在托梁靠近墩身處兩側(cè)上下并按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)間距設(shè)置Ф20 對(duì)拉螺栓穿過(guò)托梁進(jìn)行連接或采用型鋼進(jìn)行連接，外側(cè)用雙根鋼管支撐，對(duì)拉螺栓穿過(guò)鋼管，使主梁緊夾在墩柱上，防止施工過(guò)程中發(fā)生橫向失穩(wěn)引發(fā)意外。

⑤分配梁安裝：

托梁安裝緊固完畢后即進(jìn)行20a 工字鋼分配梁的安裝，分配梁按50cm 間距布置，長(zhǎng)度要能滿足作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)寬度施工要求。

3、支架體系受力檢算

通過(guò)邁達(dá)斯計(jì)算軟件進(jìn)行建模計(jì)算，計(jì)算內(nèi)容為構(gòu)件的軸向應(yīng)力，剪切應(yīng)力，彎曲應(yīng)力，變形量等。

本模型中除鋼棒為A45 材質(zhì)外，其余型鋼均為Q235 材質(zhì)。容許應(yīng)力值。

連接：各桿件用梁?jiǎn)卧?，面板為板單元；各層桿件相疊的采用彈性連接模擬，預(yù)埋點(diǎn)及鋼棒位置采用一般支撐。

荷載：砼荷載主要考慮蓋梁懸空部分砼，墩身范圍內(nèi)砼不考慮，砼荷載按壓力荷載計(jì)，砼26KN/m3，人員機(jī)具及砼傾倒及振搗4.5KN/m3，模板托架結(jié)構(gòu)自重由軟件自動(dòng)計(jì)算。

計(jì)算工況：

蓋梁澆筑托架結(jié)構(gòu)為臨時(shí)施工結(jié)構(gòu)，本方案采用容許應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算分析。

蓋梁一構(gòu)造為梁高為3m，最長(zhǎng)蓋梁長(zhǎng)度19.41m，因?yàn)樯w梁施工均采用相同的結(jié)構(gòu)布置形式，故在此本方案計(jì)算根據(jù)墩身結(jié)構(gòu)尺寸形式的不同以最不利蓋梁結(jié)構(gòu)形式如下：

蓋梁：墩頂尺寸（11×1.6m）：蓋梁計(jì)算尺寸形式（梁高h(yuǎn)=2.4m，梁寬b=2.1m，梁長(zhǎng)l=19.41m）（蓋梁方量88.34m3）

荷載取值分析

鋼筋混凝土鋼筋荷載：取26N/m3

施工荷載取4.5 KN/m2（包括人員、施工器具等荷載）

荷載計(jì)算：根據(jù)雙拼20a 工字鋼布置分配到的面積計(jì)算線荷載取值。

各斷面線荷載：

支架分配梁橫梁布置間距35cm、50cm。相應(yīng)分配梁上線荷載等于上方混凝土高度乘以混凝土重度乘以布置間距。

從中間向兩側(cè)的分配梁上荷載計(jì)算如下：（19.41m 蓋梁，取值偏保守，比實(shí)際值取得稍大。）

26 ×0.35 ×2.4=21.84kN/m

26 ×0.5 ×2.33=30.29kN/m

26 ×0.5 ×2.20=28.60kN/m

26 ×0.5 ×2.07=25.09kN/m

26 ×0.5 ×1.93=25.09kN/m

26 ×0.5 ×1.80=23.40kN/m

26 ×0.5 ×1.66=21.58kN/m

26 ×0.5 ×1.53=19.89kN/m

26 ×0.5 ×1.40=18.20kN/m

（1）Q235 鋼材應(yīng)力計(jì)算：

經(jīng)驗(yàn)算，Q235 鋼材單元最大軸應(yīng)力為49.6Mpa，小于允許值145 Mpa，滿足要求。

經(jīng)驗(yàn)算，Q235 鋼材單元最大剪應(yīng)力為25.3Mpa，小于允許值85 Mpa，滿足要求。

經(jīng)驗(yàn)算，Q235 鋼材單元的最大彎曲應(yīng)力為67.5 Mpa，小于允許值140Mpa，滿足要求。

經(jīng)驗(yàn)算，Q235 鋼材單元的最大應(yīng)力為72.2Mpa，小于允許值145Mpa，滿足要求.

經(jīng)驗(yàn)算，19.41m 蓋梁支架最大位移在懸臂端為11.6mm，小于容許最大值5650/400=14.125mm，滿足要求。

結(jié)論：

采用預(yù)埋穿心棒牛腿支撐支架施工的主要優(yōu)點(diǎn)是充分利用工字鋼的抗彎能力和較好和該施工方法避免高空施焊、拆除免切割材料再次利用性好等優(yōu)勢(shì)，具有安全、高效、便捷的優(yōu)勢(shì)，隨著近年來(lái)越來(lái)越多的大跨公路橋梁中高墩大懸臂蓋梁的施工，該支架施工應(yīng)用也將更加廣泛。

本支架施工方法有效解決了施工中焊接質(zhì)量及材料再利用的問(wèn)題，在今后的該類(lèi)型蓋梁施工中，本論文闡述的施工方法將對(duì)其有一定借鑒和指導(dǎo)的作用。