桥梁现浇盖梁抱箍模板体系设计与施工研究

刘成彬

（中交水利水电建设有限公司，浙江宁波315200）

1 引言

在桥梁工程现浇盖梁施工中，满堂支架法和预埋型钢法是目前普遍使用的传统施工方法。但对于地基承载能力较弱和施工环境较复杂的桥梁工程，上述2 种方法因需对地基加固处理、搭建大型称重钢架或增加预埋型钢等均存在一定困难和弊端，抱箍法因其施工简便、速度快、成本低、质量高，得到了广泛应用。

2 工程概况

杭州湾新区玉海东路（兴慈六路—兴慈八路）市政工程位于宁波杭州湾新区北部工业区块内，道路全长约4388m，是一条贯穿工业区块东西的交通性主干路。工程包含有3 座地面桥梁，其中，1 号桥及2 号桥宽度相同，均为34m；3 号桥宽度为40.5m。该工程桥梁上部结构采用跨径为10m+13m+10m 的预应力混凝土空心板，下部结构采用桩柱式桥墩和盖梁式桥台，基础采用桩长65耀66m 的准1m耀准1.2m 钻孔灌注桩。

3 抱箍模板体系施工方法及施工流程

本工程地质资料显示，3 座桥梁工程施工区域地基主要为粉质黏土，承载能力较差，若未经加固处理无法达到满足满堂支架法对地基的要求。而若采用预埋型钢法，需在桩柱上预埋型钢，待盖梁浇筑完成拆模后再对桩柱进行修补，施工工序较复杂，且会影响桩柱的外观。相较于前述2 种方法，抱箍法不仅能保证桩柱外观质量，而且安拆简便、施工速度快，且钢抱箍可以循环使用，可大幅降低施工成本[1]。

桥梁现浇盖梁抱箍法施工流程：施工准备寅测量放样寅抱箍体安装寅盖梁底模板安装寅绑扎盖梁钢筋骨架寅安装盖梁侧模板寅浇筑盖梁混凝土寅盖梁混凝土养护寅拆除盖梁模板寅拆除抱箍体。

4 抱箍模板体系设计

该工程盖梁混凝土选择一次性浇筑，抱箍模板体系是盖梁抱箍法施工的关键，必须保证安全、可靠。结合理论计算与实际施工经验，工程抱箍模板体系初步设计如下：（1）盖梁侧模采用钢模板，组成为：5mm 钢板+[8#槽钢+双拼[12.6#槽钢+M16 对拉螺杆。次楞[8#槽钢间距25cm，主楞双拼[12.6#槽钢间距750cm，对拉螺杆设置顶底2 道，均在结构外侧。浇筑混凝土前增加安装斜撑钢管，间距4m 一道。（2）盖梁底模采用木模板，组成为：15mm 竹胶板+10cm伊10cm 方木+I10#工字钢+I36a工字钢+双钢抱箍。次楞方木间距30cm，主楞I10#工字钢间距臆90cm，I36a 工字钢紧贴桩柱两侧各设1 根，用橡胶条或其他隔离物与桩柱隔离。对I36a 工字钢每4m 拉结一道M16 对拉螺杆，对拉螺杆外设置准32mm 钢管套管。盖梁施工通道临边用钢管围护，钢管立杆间距4m 一道，通道两侧设置钢管斜撑。（3）盖梁钢抱箍组成为：工程使用双钢抱箍体系，单个钢抱箍高20cm，内径1.0m。钢抱箍面板采用16mm 厚钢板，连接板采用20mm 厚钢板，用16 根M24 高强螺栓连接，螺栓终拧扭矩264N·m。抱箍内侧设置2～3mm 厚橡胶垫片，以增强抱箍内壁与桩柱间的摩擦力，同时起到保护桩柱表面的作用。

5 抱箍模板体系验算

5.1 模板验算

盖梁侧模板所承受荷载主要为水平方向的混凝土的侧压力、倾倒荷载和振捣荷载等，其传力路径为：侧模板面板寅[8#槽钢次楞寅双拼[12.6#槽钢主楞寅M16 对拉螺杆。盖梁底模板所承受荷载主要为垂直方向的模板支架自重、钢筋混凝土重量、施工人员设备活荷载和振捣荷载等，其传力路径为：底模板面板寅10cm伊10cm 方木次楞寅I10#工字钢主楞寅I36a 工字钢寅双钢抱箍体。验算时，按以上传力路径依次对面板、次楞、主楞、对拉螺栓、抱箍顶I36a 工字钢等各结构进行受力分析，依据计算手册进行内力、扰度计算，验算各结构的强度、刚度、整体稳定性等是否符合要求，具体验算过程不再赘述。

5.2 抱箍体验算

5.2.1 高强螺栓数目计算

根据前述模板验算时分析出的抱箍所承受的最大荷载计算得到需由螺栓产生的承载力N=473.6kN 和单个高强螺栓容许承载力计算公式算得的每个M24 螺栓最大容许承载力[NL]=P滋n/K=46.32kN（式中，P为高强螺栓的预拉力，取225kN；滋为摩擦系数，取0.35；n为传力接触面数目，取1；K为安全系数，取1.7），可计算得到理论需要螺栓数目m=N/[NL]=473.6kN/46.32kN=10.22，取整数为11 个。该工程抱箍设计使用16 个，满足要求。

5.2.2 螺栓抗剪、抗拉验算

每条高强螺栓承受的抗剪力Nj=N/m=29.6kN<[NL]，满足抗剪要求。抱箍对桩柱的压力Ny=KN/滋=1353N（式中，滋为摩擦系数，取0.35；K为荷载安全系数，取1.0）。每条高强螺栓承受的拉力N1=Ny/m=84.6kN

5.2.3 螺栓需要的扭紧力矩计算

每个螺栓的终拧扭矩R=kN1d=264N·m（式中，k为螺栓连接处的扭矩系数平均值，取0.13；d为螺栓螺杆直径，M24 螺栓取0.024m）。

5.2.4 抱箍钢板的强度验算

本工程选用双抱箍体系，单个抱箍承受螺栓的拉力P1=mN1/2=676.8kN。抱箍体拉应力滓=P1/S1=105.8MPa<[滓]（式中，S1为抱箍钢板的纵向截面积，经计算为0.0064m2；[滓]为抱箍钢板拉应力容许值，取215MPa），满足抗拉要求。抱箍体剪应力子=（N/2）/（2S1）=18.5MPa<[子]（式中，[子]为抱箍钢板容许剪应力，取125MPa），满足抗剪要求。

6 抱箍模板体系安装与拆除

抱箍模板体系安装与拆除过程为：（1）首先根据盖梁底板设计标高反算出抱箍安装位置，并利用工程控制点引测在桩柱上做好标记。安装抱箍时，使用带响扳手拧紧高强螺栓，可在扳手手柄上套钢管，人踩钢管直到螺栓达到设计所需扭矩，保证2 个抱箍接头处间隙符合设计要求。（2）利用2 台对称安装的50t 液压千斤顶在2 个抱箍间对顶进行现场盖梁抱箍试验，确保抱箍的承载力满足桥梁盖梁施工的安全和质量要求。（3）抱箍试验合格后，用吊车将I36a 工字钢吊放至抱箍顶，工字钢与桩柱接触位置设置橡胶垫块进行隔离，以防止污染损伤桩柱。（4）在I36a 工字钢顶部放置I10#工字钢，工字钢顶放置10cm伊10cm 方木，最后放置15mm 厚竹胶板，并检查标高，偏差不符合要求时选取工具进行调整。（5）拆除抱箍模板体系时，先拆侧模、端模，再拆底模，最后拆下横梁、下纵梁、抱箍。拆除侧模时，先拆卸模板连接螺栓，模板松动后使用汽车吊吊离。拆除底模时，要分次降低抱箍，先适当拧松底部抱箍螺栓，使底部抱箍下降2～5cm 后拧紧螺栓，再拧松顶部抱箍螺栓，顶部抱箍全部下降后再依次从上往下拆除。

7 抱箍模板体系监测

为防止桥梁盖梁施工期间抱箍下滑位移，事先在盖梁抱箍底部、抱箍顶部I36a 工字钢中间部位及纵桥向I10#工字钢外侧设置监测点，盖梁施工过程中观测记录各监测点位的标高和位移变化，同时，在盖梁钢筋笼安装完成后、盖梁混凝土浇注达到总方量的1/5 时、盖梁混凝土浇筑达到总方量的1/2时对抱箍螺栓分3 个时间节点进行检查并采取紧固措施。若监测时出现抱箍底部下沉和盖梁侧模倾斜等位移情况，需立即停止施工，检查原因予以加固处理后才能继续施工。

8 结语

经杭州湾新区玉海东路（兴慈六路—兴慈八路）市政工程现场施工验证，抱箍模板支撑体系在现浇盖梁施工中稳定可靠、施工便捷、安全性高，对类似工程施工具有一定的参考价值。