悬臂抱箍法在某大桥独柱盖梁施工中的应用

悬臂抱箍法在某大桥独柱盖梁施工中的应用

钟书兴

摘要：文章首先介绍了悬臂抱箍法受力原理，并以某大桥独柱盖梁为例，着重探讨了盖梁抱箍法的施工技术及质量控制措施，可为类似工程施工提供参考。

关键词：悬臂抱箍法；独柱盖梁；独柱盖梁；桥梁施工

中图分类号：U448

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)14-0063-02

随着我国高速公路建设的迅速发展，桥梁建设的施工技术也在不断提高，其中悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁施工技术在上世纪90年代已得到全面推广，设计水平及施工工艺已日臻成熟。预应力混凝土桥梁采用悬臂施工法是从钢桥悬臂拼装发展而来。悬臂施工法最早主要用于修建预应力型刚构桥，后来被推广用于预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、斜腿刚构桥、析架桥、拱桥及斜拉桥等。其优点可概括为以下三点：首先，施工精度高，连续梁悬臂浇筑可在施工中可不断调整节段误差，提高施工精度；其次，节省成本，桥梁跨度越大，桥跨越多，越能体现它的优越性，也就越经济；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桥梁，并且由于操作重复进行，有利于高效率工作。

一、工程概况

某大桥下部结构为桩基础，独柱盖梁共有20个，基本上分布于河道之中，由于地形限制以及河中大小石块遍布，墩柱较高，如采用满堂支架支撑法施工，由于满堂支架对地基承载力要求较高，地基处理成本巨大；工期紧迫，需投入大量支架周转，材料成本同样巨大。后经多次方案比选，决定采用抱箍法施工盖梁。

独柱盖梁采用双抱箍法施工。钢抱箍形式如图1所示：

二、抱箍法的力学原理

抱箍法的力学原理是利用在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧产生静摩擦力来支撑抱箍以上施工支架、盖梁自重以及其他荷载的重量。抱箍的形式必须根据墩柱的大小、间距、盖梁的大小确定。

(一)箍身的结构形式

抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴。由于墩柱截面不可能绝对圆，各墩柱的不圆度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圆度也千差万别。因此，为适应各种不圆度的墩身。抱箍的箍身宜采用不设环向加劲的柔性箍身，即用不设加劲板的钢板作箍身。这样，在施加预拉力时，由于箍身是柔性的，容易与墩柱密贴。在施工当中，为保证密贴的效果更加明显，一般在抱箍与柱子之间垫以橡胶带。

(二)连接板上螺栓的排列

抱箍上的连接螺栓，其预拉力必须能够保证抱箍与墩柱间的摩擦力能可靠地传递荷载。因此，要有足够数量的螺栓来保证预拉力。如果单从连接板和箍身受力来考虑，连接板上的螺栓在竖向上最好布置成一排。但这样一来，箍身高度势必较大。尤其是盖梁荷载很大时，需要的螺栓较多，抱箍的高度将很大，将加大抱箍的投入，且过高的抱箍也会给施工带来不便。因此，只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板，一般均将连接板上的螺栓在竖向上布置成两排。这样做在技术上是可行的，实践也证明是成功的。

三、施工技术

(一)工艺流程

抱箍法盖梁施工流程如图2所示：

(二)模板设计

盖梁双抱箍法主要依靠抱箍与墩柱之间的摩阻力支撑盖梁混凝土、钢筋以及其他荷载。每个盖梁在墩柱上部和下部设2个抱箍，钢抱箍形式见图1。采用2块半圆弧型钢板(板厚t=10mm)制成，M24的高强螺栓连接，抱箍两侧焊接支撑板用以支撑盖梁，为保证支撑板的强度，每块支撑板下焊接3块加固板，支撑板和加固板均用20mm厚钢板。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱混凝土面保护，在墩柱与抱箍之间设一层5mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。根据计算的抱箍安装高程，用墨线或铅笔在墩柱上进行标识。抱箍上设2根40-b型工字钢做为水平承力构件(即钢支撑横担)，工字钢放在支撑板上。每根工字钢底设有4根槽钢作为斜撑，每个斜撑由2根160mm的槽钢叠焊在一起，用高强螺栓和钢销固定于下抱箍和横梁工字钢上，盖梁支撑形式如图3所示。盖梁工字钢支撑水平放置，盖梁钢支撑横担，其横向坡度由方木和三角木楔进行调整。底模卸落时，卸除三角木楔抽出方木即可卸落底模。抱箍法盖梁施工工艺如图3所示：

(二)钢支撑预压

采用此方法施工第一个盖梁时，必须对钢支撑作预压实验，以确保其安全性。将钢支撑安装好之后，铺上底模板，对其进行预压。预压重量采用1.2倍的重量系数进行计算。预压之前在底模四周用水准仪测量6点，预压3d后，测量点位的变化情况，如果所测数据趋于稳定，不再变化，抱箍下沉量不大于5mm时，即可卸载，预压完成。

(三)钢筋加工及模板安装

盖梁所用钢筋必须按要求进行取样做原材料实验，符合要求后方可用于相应部位。钢筋加工严格按照《公路桥涵施工技术规范》中关于钢筋加工的技术规范进行操作。在钢筋加工场地根据设计图纸放出盖梁钢筋的骨架大样，按照大样加工各个型号的钢筋。盖梁骨架钢筋在钢筋加工场地先拼装焊接成骨架片后，再组装成一个整体的盖梁钢筋，并将砂浆垫块绑扎在盖梁钢筋上，加工完成后，经监理工程师验收合格，用16t汽车吊将盖梁钢筋吊装到盖梁模板上，然后在盖梁模板上对钢筋进行定位。定位完成，将加工好的波纹管按照图纸设计尺寸用直径8mm钢筋U型卡固定在盖梁主筋上。波纹管安装完成后，经施工、技术人员仔细检查，发现沙眼和小的孔洞，采取了处理措施，即将20cm长的波纹管从中间剪开，包裹在孔洞处，用透明胶带将此处缠裹结实，确保不漏浆。

(四)盖梁混凝土施工

盖梁混凝土在搅拌站集中搅拌，使用混凝土罐车运输。混凝土运到场地后，使用161汽车吊提升料斗将混凝土放人盖梁模型内。混凝土施工从墩顶开始向盖梁两侧水平进行。盖梁混凝土每层厚30cm，用插入式振捣器进行振捣。振捣时，振动棒至少要插入下层混凝土5～10cm，棒头距离模板5～10cm，避免振动棒碰撞模板及预埋件，尤其不能碰撞波纹管，以防止其移位。

(五)拆模

当盖梁混凝土强度达到50％后，拆除盖梁侧模。混凝土强度达到75％方可拆除承重底模。拆底模时，然后将千斤顶同时下降，使底模、40-b型工字钢顺势下降。再人工拆除底模，汽车吊下底模，拆除操作平台的护栏，然后依次吊下工字钢、千斤顶，再松开钢抱箍紧固螺栓，将钢抱箍吊至地面。

四、质量保证措施

施工中，以《公路工程质量检验评定标准》、施工技术规范、施工设计图纸为标准，强化施工生产中的质量控制和过程控制，加强施工管理工作，确保工程质量。具体采取了以下措施：

(一)进场材料质量

所有进场原材料必须满足施工及设计要求。钢筋、水泥必须有质量检验合格证，所有进场原材料如钢筋、水泥、外加剂、砂、石料均须抽样检查，经试验室检验，满足规范要求和施工规定后方可投入使用，不合格的材料坚决不能进场。

(二)钢筋加工安装质量

钢筋下料严格按技术交底及施工图纸进行。钢筋安装要符合《公路桥涵施工技术规范》要求，受力筋间距及分布筋间距满足规范要求。钢筋绑扎要结实，焊接时，焊缝要饱满，并满足搭接长度要求。

(三)混凝土质量

混凝土要严格按配合比搅拌、运输，浇筑过程中，严格控制施工时间，保证混凝土的强度及和易性，保证施工的连续性和盖梁的整体性。

(四)施工质量

严格按照技术规范要求进行施工。立模型时，严格按照施工控制点进行，模板立好后，用全站仪检查各个角点的位置，确保盖梁结构尺寸及混凝土保护层满足设计和规范要求；浇注混凝土前，保证墩顶湿润；混凝土浇筑要连续，振捣要及时、密实；现场施工管理人员要对每道工序进行严格检查，施工人员要树立起质量意识，自觉按照规范施工，做到层层落实，层层把关，杜绝质量事故隐患。

五、结语

盖梁抱箍法克服了预埋型钢牛腿或后穿牛腿法对墩柱质量的影响，盖梁施工质量高、周期短；采用螺栓连接两半抱箍，且不需设置砂筒，施工效率高；同直径的墩柱盖梁可周转使用，大大降低了工程成本。