懸臂抱箍法在某大橋獨柱蓋梁施工中的應(yīng)用

鐘書興

摘要：文章首先介紹了懸臂抱箍法受力原理，并以某大橋獨柱蓋梁為例，著重探討了蓋梁抱箍法的施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施，可為類似工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：懸臂抱箍法；獨柱蓋梁；獨柱蓋梁；橋梁施工

中圖分類號：U448

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)14-0063-02

隨著我國高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，橋梁建設(shè)的施工技術(shù)也在不斷提高，其中懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)在上世紀(jì)90年代已得到全面推廣，設(shè)計水平及施工工藝已日臻成熟。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁采用懸臂施工法是從鋼橋懸臂拼裝發(fā)展而來。懸臂施工法最早主要用于修建預(yù)應(yīng)力型剛構(gòu)橋，后來被推廣用于預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋、連續(xù)梁橋、斜腿剛構(gòu)橋、析架橋、拱橋及斜拉橋等。其優(yōu)點可概括為以下三點：首先，施工精度高，連續(xù)梁懸臂澆筑可在施工中可不斷調(diào)整節(jié)段誤差，提高施工精度；其次，節(jié)省成本，橋梁跨度越大，橋跨越多，越能體現(xiàn)它的優(yōu)越性，也就越經(jīng)濟(jì)；最后，施工高效率，避免大量支架，可以方便地建造跨越流量大的河道和交通量大的橋梁，并且由于操作重復(fù)進(jìn)行，有利于高效率工作。

一、工程概況

某大橋下部結(jié)構(gòu)為樁基礎(chǔ)，獨柱蓋梁共有20個，基本上分布于河道之中，由于地形限制以及河中大小石塊遍布，墩柱較高，如采用滿堂支架支撐法施工，由于滿堂支架對地基承載力要求較高，地基處理成本巨大；工期緊迫，需投入大量支架周轉(zhuǎn)，材料成本同樣巨大。后經(jīng)多次方案比選，決定采用抱箍法施工蓋梁。

獨柱蓋梁采用雙抱箍法施工。鋼抱箍形式如圖1所示：

二、抱箍法的力學(xué)原理

抱箍法的力學(xué)原理是利用在墩柱上的適當(dāng)部位安裝抱箍并使之與墩柱夾緊產(chǎn)生靜摩擦力來支撐抱箍以上施工支架、蓋梁自重以及其他荷載的重量。抱箍的形式必須根據(jù)墩柱的大小、間距、蓋梁的大小確定。

(一)箍身的結(jié)構(gòu)形式

抱箍安裝在墩柱上時必須與墩柱密貼。由于墩柱截面不可能絕對圓，各墩柱的不圓度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圓度也千差萬別。因此，為適應(yīng)各種不圓度的墩身。抱箍的箍身宜采用不設(shè)環(huán)向加勁的柔性箍身，即用不設(shè)加勁板的鋼板作箍身。這樣，在施加預(yù)拉力時，由于箍身是柔性的，容易與墩柱密貼。在施工當(dāng)中，為保證密貼的效果更加明顯，一般在抱箍與柱子之間墊以橡膠帶。

(二)連接板上螺栓的排列

抱箍上的連接螺栓，其預(yù)拉力必須能夠保證抱箍與墩柱間的摩擦力能可靠地傳遞荷載。因此，要有足夠數(shù)量的螺栓來保證預(yù)拉力。如果單從連接板和箍身受力來考慮，連接板上的螺栓在豎向上最好布置成一排。但這樣一來，箍身高度勢必較大。尤其是蓋梁荷載很大時，需要的螺栓較多，抱箍的高度將很大，將加大抱箍的投入，且過高的抱箍也會給施工帶來不便。因此，只要采用厚度足夠的連接板并為其設(shè)置必要的加勁板，一般均將連接板上的螺栓在豎向上布置成兩排。這樣做在技術(shù)上是可行的，實踐也證明是成功的。

三、施工技術(shù)

(一)工藝流程

抱箍法蓋梁施工流程如圖2所示：

(二)模板設(shè)計

蓋梁雙抱箍法主要依靠抱箍與墩柱之間的摩阻力支撐蓋梁混凝土、鋼筋以及其他荷載。每個蓋梁在墩柱上部和下部設(shè)2個抱箍，鋼抱箍形式見圖1。采用2塊半圓弧型鋼板(板厚t=10mm)制成，M24的高強螺栓連接，抱箍兩側(cè)焊接支撐板用以支撐蓋梁，為保證支撐板的強度，每塊支撐板下焊接3塊加固板，支撐板和加固板均用20mm厚鋼板。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供上部結(jié)構(gòu)的支承反力，是主要的支承受力結(jié)構(gòu)。為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力，同時對墩柱混凝土面保護(hù)，在墩柱與抱箍之間設(shè)一層5mm厚的橡膠墊，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。根據(jù)計算的抱箍安裝高程，用墨線或鉛筆在墩柱上進(jìn)行標(biāo)識。抱箍上設(shè)2根40-b型工字鋼做為水平承力構(gòu)件(即鋼支撐橫擔(dān))，工字鋼放在支撐板上。每根工字鋼底設(shè)有4根槽鋼作為斜撐，每個斜撐由2根160mm的槽鋼疊焊在一起，用高強螺栓和鋼銷固定于下抱箍和橫梁工字鋼上，蓋梁支撐形式如圖3所示。蓋梁工字鋼支撐水平放置，蓋梁鋼支撐橫擔(dān)，其橫向坡度由方木和三角木楔進(jìn)行調(diào)整。底模卸落時，卸除三角木楔抽出方木即可卸落底模。抱箍法蓋梁施工工藝如圖3所示：

(二)鋼支撐預(yù)壓

采用此方法施工第一個蓋梁時，必須對鋼支撐作預(yù)壓實驗，以確保其安全性。將鋼支撐安裝好之后，鋪上底模板，對其進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓重量采用1.2倍的重量系數(shù)進(jìn)行計算。預(yù)壓之前在底模四周用水準(zhǔn)儀測量6點，預(yù)壓3d后，測量點位的變化情況，如果所測數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，不再變化，抱箍下沉量不大于5mm時，即可卸載，預(yù)壓完成。

(三)鋼筋加工及模板安裝

蓋梁所用鋼筋必須按要求進(jìn)行取樣做原材料實驗，符合要求后方可用于相應(yīng)部位。鋼筋加工嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于鋼筋加工的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作。在鋼筋加工場地根據(jù)設(shè)計圖紙放出蓋梁鋼筋的骨架大樣，按照大樣加工各個型號的鋼筋。蓋梁骨架鋼筋在鋼筋加工場地先拼裝焊接成骨架片后，再組裝成一個整體的蓋梁鋼筋，并將砂漿墊塊綁扎在蓋梁鋼筋上，加工完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格，用16t汽車吊將蓋梁鋼筋吊裝到蓋梁模板上，然后在蓋梁模板上對鋼筋進(jìn)行定位。定位完成，將加工好的波紋管按照圖紙設(shè)計尺寸用直徑8mm鋼筋U型卡固定在蓋梁主筋上。波紋管安裝完成后，經(jīng)施工、技術(shù)人員仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)沙眼和小的孔洞，采取了處理措施，即將20cm長的波紋管從中間剪開，包裹在孔洞處，用透明膠帶將此處纏裹結(jié)實，確保不漏漿。

(四)蓋梁混凝土施工

蓋梁混凝土在攪拌站集中攪拌，使用混凝土罐車運輸?；炷吝\到場地后，使用161汽車吊提升料斗將混凝土放人蓋梁模型內(nèi)?；炷潦┕亩枕旈_始向蓋梁兩側(cè)水平進(jìn)行。蓋梁混凝土每層厚30cm，用插入式振搗器進(jìn)行振搗。振搗時，振動棒至少要插入下層混凝土5～10cm，棒頭距離模板5～10cm，避免振動棒碰撞模板及預(yù)埋件，尤其不能碰撞波紋管，以防止其移位。

(五)拆模

當(dāng)蓋梁混凝土強度達(dá)到50％后，拆除蓋梁側(cè)模?；炷翉姸冗_(dá)到75％方可拆除承重底模。拆底模時，然后將千斤頂同時下降，使底模、40-b型工字鋼順勢下降。再人工拆除底模，汽車吊下底模，拆除操作平臺的護(hù)欄，然后依次吊下工字鋼、千斤頂，再松開鋼抱箍緊固螺栓，將鋼抱箍吊至地面。

四、質(zhì)量保證措施

施工中，以《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》、施工技術(shù)規(guī)范、施工設(shè)計圖紙為標(biāo)準(zhǔn)，強化施工生產(chǎn)中的質(zhì)量控制和過程控制，加強施工管理工作，確保工程質(zhì)量。具體采取了以下措施：

(一)進(jìn)場材料質(zhì)量

所有進(jìn)場原材料必須滿足施工及設(shè)計要求。鋼筋、水泥必須有質(zhì)量檢驗合格證，所有進(jìn)場原材料如鋼筋、水泥、外加劑、砂、石料均須抽樣檢查，經(jīng)試驗室檢驗，滿足規(guī)范要求和施工規(guī)定后方可投入使用，不合格的材料堅決不能進(jìn)場。

(二)鋼筋加工安裝質(zhì)量

鋼筋下料嚴(yán)格按技術(shù)交底及施工圖紙進(jìn)行。鋼筋安裝要符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求，受力筋間距及分布筋間距滿足規(guī)范要求。鋼筋綁扎要結(jié)實，焊接時，焊縫要飽滿，并滿足搭接長度要求。

(三)混凝土質(zhì)量

混凝土要嚴(yán)格按配合比攪拌、運輸，澆筑過程中，嚴(yán)格控制施工時間，保證混凝土的強度及和易性，保證施工的連續(xù)性和蓋梁的整體性。

(四)施工質(zhì)量

嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行施工。立模型時，嚴(yán)格按照施工控制點進(jìn)行，模板立好后，用全站儀檢查各個角點的位置，確保蓋梁結(jié)構(gòu)尺寸及混凝土保護(hù)層滿足設(shè)計和規(guī)范要求；澆注混凝土前，保證墩頂濕潤；混凝土澆筑要連續(xù)，振搗要及時、密實；現(xiàn)場施工管理人員要對每道工序進(jìn)行嚴(yán)格檢查，施工人員要樹立起質(zhì)量意識，自覺按照規(guī)范施工，做到層層落實，層層把關(guān)，杜絕質(zhì)量事故隱患。

五、結(jié)語

蓋梁抱箍法克服了預(yù)埋型鋼牛腿或后穿牛腿法對墩柱質(zhì)量的影響，蓋梁施工質(zhì)量高、周期短；采用螺栓連接兩半抱箍，且不需設(shè)置砂筒，施工效率高；同直徑的墩柱蓋梁可周轉(zhuǎn)使用，大大降低了工程成本。