市政高架桥盖梁施工技术研究

刘谋春 LIU Mou-chun；陈义CHEN Yi

（中交二航局成都城市建设工程有限公司，成都 610000）

0 引言

在市政桥梁施工中，柱墩是较为常见的墩身类型，该类型墩柱通过柱墩盖梁上部荷载传递给墩身立柱，不但整体受力均匀，而且墩身占地较少。但在施工过程中经常会遇到施工区域地质软弱或地形复杂的情况，若在此情况下对柱墩盖梁采用满堂式支架进行施工，则需对支架区域地质进行改良或对复杂的地形进行改造，该方法不但使得施工措施费用大大增加，而且支架沉降变形不可控制，尤其是当盖梁支架较高时，满堂式支架也会存在较大的安全风险。此时钢抱箍架空支架的优势便可使用于上述情况，钢抱箍架空支架直接受力于已完成的墩身立柱上，然后将支架整体作用力传递给立柱基础，该类型支架不但受力明确可靠，保证了支架的沉降及受力均处于可控范围内，而且避免了对软弱地质的改良，大大降低了施工措施费用。通过现场实际使用，该类型支架在天府农博园美丽乡村示范长廊（一期）项目跨金马河大桥盖梁施工中取得了很好的效果。

1 工程概况

跨金马河大桥孔跨布置为：2×40+1×50+3×40+3×40+3×40+1×50+2×40+2×40=706m，桥梁分左右幅布置，单幅均为每4根柱式墩上承一榀盖（系）梁，其中3～12号墩有中系梁，结构均采用C40混凝土现浇。

盖梁长20.518m，高1.6m，宽2.5m，每个盖梁设置14个支承垫石，共计盖（系）梁36榀。

2 盖梁钢抱箍架空支架设计

支架抱箍采用两块半圆弧型钢板（板厚t=12mm）制成，抱箍高50cm，采用24根d=M24、公称长度=150mm、性能等级为8.8S级的钢结构用高强度大六角头螺栓连接。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层2～3mm厚的橡胶垫。

盖（系）梁抱箍采用1.8m直径双抱箍承力，主横梁采用50a号工字钢，分配梁采用14号工字钢。详见图1-图2。

图1 盖梁抱箍支架立面设计图

图2 盖梁抱箍支架侧面设计图

3 钢抱箍支架受力验算

3.1 荷载设计（表1）

表1 荷载取值表

3.2 横向分布梁计算

承载能力极限状态[4]：

横向分布梁自重q2=1.1×1.3×0.169=0.242kN/m

梁左侧模板传递给横向分布梁荷载F1=1.1×1.3×0.75×1.6×0.3=0.515kN

梁左侧模板传递给横向分布梁荷载F2=1.1×1.3×0.75×1.6×0.3=0.515kN

正常使用极限状态：

横向分布梁自重q2'＝1×0.169＝0.169kN/m

梁左侧模板传递给横向分布梁荷载F1'＝1×0.75×1.6×0.3＝0.36kN

梁左侧模板传递给横向分布梁荷载F2'＝1×0.75×1.6×0.3＝0.36kN

计算简图如图3。

图3 横向荷载示意图（kN·m）

抗弯验算（图4）。

图4 横向分布梁弯矩图（kN·m）

满足要求！

抗剪验算（图5）。

图5 横向分布梁剪力图（kN）

满足要求！

3.3 钢抱箍验算

3.3.1 单层抱箍钢带对墩柱的压应力

满足要求！

3.3.2 单层抱箍钢带内应力

满足要求！

3.3.3 钢带下料长度L（半个）

钢带下料长度L（半个）＝πD/2-ΔL-d=3.142×1800/2-0.477-20=2806.956mm

3.3.4 钢带连接螺栓验算

单层抱箍钢带所受拉力T=Btσ2=500×12×34.751=208504.469N=208.504kN

单个螺栓所受拉力[1]Nt=T/n=208.504/24=8.688kN

每个高强螺栓受拉承载力设计值Ntb=0.8P=0.8×175=140kN

满足要求！

3.3.5 牛腿焊缝验算

由于腹板焊缝传递弯矩很小，可略去不计，即假设腹板焊缝只承受剪力，翼缘焊缝承受全部弯矩M，并将M化为一对水平力R=M/h。

①水平力R作用于焊缝应力（翼缘板焊缝承载）。

②剪力V作用于焊缝应力（腹板焊缝承载）。

③螺栓压力T作用于焊缝应力（腹板和翼缘板焊缝共同承载）。

④翼缘板焊缝强度验算。

βf——正面焊缝强度增大系数，取βf=1.22

翼缘板焊缝强度满足要求！

⑤腹板焊缝强度验算。

βf——正面焊缝强度增大系数，取βf=1.22

腹板焊缝强度满足要求！

4 主要施工工艺

4.1 钢抱箍安装

待墩柱混凝土强度达到设计强度的75%时方可安装承重抱箍[2]，安装前根据施工支撑体系（其中支撑体系的总高度为：卸荷砂桶、工字钢主梁高度、分配横梁高度、这几项支撑体系的高度之和）的总高度算出盖（系）梁底模顶面与抱箍顶面的施工高度，利用墩柱施工时搭设的脚手架，根据抱箍、底模支撑平台等结构尺寸，推算每个墩柱抱箍底面离墩顶高程，并在墩柱上标示出抱箍的顶面高程线。

墩柱施工时，在该高程点沿每个墩柱四周对称预埋6个M30锥形螺母，螺母外侧用螺帽在模板上开孔与锥形螺母锚固，待墩柱混凝土浇筑完成模板拆除后，用直径φ30长约20cm圆钢一端开丝口与预埋锥形螺母连接，形成防滑销，用来在抱箍安装时，起到防止抱箍向下滑移的作用。

4.2 卸荷砂箱安装

抱箍安装完成后，在每个抱箍上安放卸荷砂箱，砂箱放置于于抱箍外伸牛腿上，沙箱放在抱箍上后用钢筋段焊接限位装置，放在沙箱相对滑动，作为工字钢主梁的临时支座，以便于后期拆除底模及工字钢。

砂箱采用壁厚2cm直径φ24cm及φ33cm钢管和20mm厚钢板制作。

4.3 纵横梁安装

主横梁工50a长22.92m，单根重2.15t，采用钢丝绳捆绑吊装就位，吊装前需要提前在卸荷沙箱上做好限位，保证主梁在安装过程中位于居中位置。主梁下放到位后，检查主梁标高，如果卸荷沙箱与主梁之间任然存在缝隙，需要用薄钢板塞满缝隙，再将卸荷沙箱与主梁焊接，满焊一圈之后，对拉精轧螺纹钢，精轧螺纹钢连接时，采用两边螺母紧固，保证主梁工字钢放在沙箱中心位置，保持主梁工字钢垂直稳定，桥墩柱与主梁工字钢之间用方木抵死，防止主梁左右晃动，防止吊装及定位过程中发生横向失稳引发意外。

主梁连接采用焊接形式连接，4块20mm焊接板，2块连接翼缘板，2块连接腹板，连接板长度大于400mm，周围满焊，焊缝高度不小于6mm。连接完成后对焊缝进行外观检测，不能出现漏焊、脱焊、夹渣等不合格现象。分配梁工14单根长5.9m，分批吊装摆放至主横梁工50a，并按图纸间距调整到位。然后铺设钢模板，在盖（系）梁悬臂端底模铺设用10#槽钢制作的桁架片，间距30cm。

5 安全保证措施

①分项工程开工前，对所有上岗人员进行安全教育培训，使全员都能遵守生产必须安全，安全才能生产的原则，严格执行安全操作规程，持证上岗。

②抱箍进场后，先进行荷载试验，满足要求后方可使用[3]。

③钢脚手板的挂钩必须完全扣在水平杆上，挂钩必须处于锁定状态，作业层脚手板应满铺。

④起重作业时，应依次逐级操作，严禁越档操作，在变换运转方向时，应将控制器转到零位，停止转动后，再转向另一方向，严禁急开急停。

6 结束语

通过采用钢抱箍支架的施工方法，从而很好的解决了在软弱地质区域桥梁柱墩盖梁施工的难题，不但保证了施工质量，也保证了盖梁的外观和线性。由于支架受力直接作用于已完成的桥墩立柱上，使得支架受力明确可靠，确保了支架施工安全。而且避免了对软弱地质的改良，大大降低了施工措施费用。此方法为后续类似施工提供了借鉴和参考。