空心薄壁墩高墩盖梁施工

文/肖隆河 广西路桥工程集团有限公司 广西南宁 530001

在桥梁上部构造建设中，由于预埋钢棒、悬臂支架施工方法相对简便，可以减少工期又方便施工，因此在盖梁施工，尤其是在空心薄壁高墩盖梁施工中得到了广泛的应用。

当采用悬臂支架施工方法现浇空心薄壁高墩盖梁时，由于盖梁悬臂长，盖梁总混凝土方量大，并且悬臂牛腿处往往需要高空施焊；并且盖梁施工完毕，强度足够拆除支架时需要切割牛腿，使其与墩身预埋件分离；导致悬臂支架施工序繁琐复杂，高空施焊增加了人员风险，且焊缝质量也无法得到保障。

本文现以云南省保山市东南绕城高速公路1标，横巷大桥空心薄壁高墩实际工程施工为依托，对空心薄壁高墩盖梁高空免焊悬臂支架这一简便、高效、安全的支架施工方法进行论述。

1、工程概况

该桥空心薄壁墩共有18 个，其中左幅3#墩盖梁悬臂最长，混凝土方量最大，施工难度较大，现以该盖梁作为典型阐述。

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2、支架设计

（1）支架材料及规格

本支架结构中除钢棒为A45 材质外，其余型钢均为Q235 材质。

1.主梁—— 56c 单工字钢；

2.钢棒——φ130mm A45 钢棒；

3.三角斜撑—— 双拼20a 工字钢；

4.三角斜撑顶横梁—— 双拼40a 工字钢；

5.分配梁—— 单20a 工字钢；

6.平台钢板—— 5mm 钢板；

（2）施工方法：

①预留孔洞的位置：

预留孔洞底面高程参考值=从设计墩顶中心标高－（底模厚度＋横分配梁厚度＋调整铁楔厚度＋承重梁＋钢棒直径）-墩身截面长度/2×i%，（i%为盖梁横坡）。施工中应根据不同墩身盖梁横坡及纵坡的不同以及现场实际情况进行微调，要求定位准确。

②安装φ130mm 圆钢：

测量放线处墩顶标高,利用塔吊或吊车提升圆钢水平至预留孔洞位置,穿入至两头外露长度一致并固定，圆钢采用A45 材质,必须为正规厂家生产，并附带合格证书，圆钢两端应穿孔插销，以防止横向脱落。

③三角斜撑架安装：

由于盖梁悬臂端较长，为改善结构受力，减少两端变形位移，节约材料，拟在墩身侧面预埋钢板并焊接三角斜撑的方式，斜撑采用双拼20a工字钢结构，三角斜撑顶托梁采用双拼40a 工钢。三角斜撑（即牛腿）采用预埋钢套筒和预埋对拉螺杆的方式与墩身连接。

④承重托梁安装：

承重托梁采用56c 工钢，采用吊机吊装至承力钢棒及三角托架上面，承重托梁位置调整完毕后，在托梁靠近墩身处两侧上下并按图纸设计间距设置Ф20 对拉螺栓穿过托梁进行连接或采用型钢进行连接，外侧用双根钢管支撑，对拉螺栓穿过钢管，使主梁紧夹在墩柱上，防止施工过程中发生横向失稳引发意外。

⑤分配梁安装：

托梁安装紧固完毕后即进行20a 工字钢分配梁的安装，分配梁按50cm 间距布置，长度要能满足作业平台搭设宽度施工要求。

3、支架体系受力检算

通过迈达斯计算软件进行建模计算，计算内容为构件的轴向应力，剪切应力，弯曲应力，变形量等。

本模型中除钢棒为A45 材质外，其余型钢均为Q235 材质。容许应力值。

连接：各杆件用梁单元，面板为板单元；各层杆件相叠的采用弹性连接模拟，预埋点及钢棒位置采用一般支撑。

荷载：砼荷载主要考虑盖梁悬空部分砼，墩身范围内砼不考虑，砼荷载按压力荷载计，砼26KN/m3，人员机具及砼倾倒及振捣4.5KN/m3，模板托架结构自重由软件自动计算。

计算工况：

盖梁浇筑托架结构为临时施工结构，本方案采用容许应力法进行计算分析。

盖梁一构造为梁高为3m，最长盖梁长度19.41m，因为盖梁施工均采用相同的结构布置形式，故在此本方案计算根据墩身结构尺寸形式的不同以最不利盖梁结构形式如下：

盖梁：墩顶尺寸（11×1.6m）：盖梁计算尺寸形式（梁高h=2.4m，梁宽b=2.1m，梁长l=19.41m）（盖梁方量88.34m3）

荷载取值分析

钢筋混凝土钢筋荷载：取26N/m3

施工荷载取4.5 KN/m2（包括人员、施工器具等荷载）

荷载计算：根据双拼20a 工字钢布置分配到的面积计算线荷载取值。

各断面线荷载：

支架分配梁横梁布置间距35cm、50cm。相应分配梁上线荷载等于上方混凝土高度乘以混凝土重度乘以布置间距。

从中间向两侧的分配梁上荷载计算如下：（19.41m 盖梁，取值偏保守，比实际值取得稍大。）

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 钢材应力计算：

经验算，Q235 钢材单元最大轴应力为49.6Mpa，小于允许值145 Mpa，满足要求。

经验算，Q235 钢材单元最大剪应力为25.3Mpa，小于允许值85 Mpa，满足要求。

经验算，Q235 钢材单元的最大弯曲应力为67.5 Mpa，小于允许值140Mpa，满足要求。

经验算，Q235 钢材单元的最大应力为72.2Mpa，小于允许值145Mpa，满足要求.

经验算，19.41m 盖梁支架最大位移在悬臂端为11.6mm，小于容许最大值5650/400=14.125mm，满足要求。

结论：

采用预埋穿心棒牛腿支撑支架施工的主要优点是充分利用工字钢的抗弯能力和较好和该施工方法避免高空施焊、拆除免切割材料再次利用性好等优势，具有安全、高效、便捷的优势，随着近年来越来越多的大跨公路桥梁中高墩大悬臂盖梁的施工，该支架施工应用也将更加广泛。

本支架施工方法有效解决了施工中焊接质量及材料再利用的问题，在今后的该类型盖梁施工中，本论文阐述的施工方法将对其有一定借鉴和指导的作用。