高墩盖梁预埋爬锥托架法施工关键技术

谭志维 李 江

(中铁大桥局集团第五工程有限公司，江西 九江 332001)

1 概述

预埋爬锥托架法施工技术是在桥梁施工中，通过预埋爬锥、牛腿、砂筒、分配梁等将盖梁模板以及混凝土等施工荷载传递到墩柱上。利用爬锥和高强螺栓作为牛腿与墩身之间的连接件，避免了采用传统的预埋件施工中对墩身结构造成的破坏，提高了墩身的外观质量。由于支架系统未落地，从而省去常规支架，下放可供车辆自由通行，在市政工程中，可以大量缓解施工过程对交通产生的拥堵。同时减少了高空作业焊接和拼装的工作量，降低了项目的建设成本。

2 工程概况

湘府路为长沙市南部一条东西走向的城市快速路：主路范围西起湘府路大桥引桥段，东至红旗路东侧，全长约11.85 km；途经万家丽路、香月路、万福路等主要路口，交通较为拥挤。尤其在万家丽立交区域内，匝道桥需要跨越既有的万家丽高架，导致匝道桥的墩身基本在20 m～30 m之间，如果采取落地支架进行盖梁施工，势必会使施工期间的交通问题尤为严重。而采用预埋爬锥托架法进行高墩盖梁施工，这种无落地支架在一定程度上缓解了城市交通的通行压力。

在墩柱施工的时候预先埋设爬锥，利用高强螺栓将牛腿固定在爬锥上，从而形成完整的受力承重体系。在牛腿上摆放砂筒，再放置横向分配梁，横向分配梁采用HM588×300型钢，总长为8.5 m；利用吊机整体起吊放置于砂筒上，两根横向分配梁之间用连接系连接；横向分配梁上依次设置纵向分配梁、排架和钢模板。纵向分配梁规格为Ⅰ28b型钢，型钢之上密闭脚手板作为操作平台，平台四周设置钢管栏杆作为防护平台。底模排架采用[8的型钢焊接成桁架结构，外侧模板采用定制整体式钢模板。预埋爬锥托架总布置图如图1所示。

3 预埋爬锥托架法关键施工技术

3.1 预埋爬锥施工

爬锥的安装需要在墩柱浇筑混凝土前进行安装，水平设置两列，竖向共设置两行。焊接与墩柱钢筋上进行固定，端部紧贴模板，防止漏浆，尾部设置垫板，其锚固长度为48 cm。由于爬锥是整个托架系统中最重要的受力构件，其安装位置的精度将直接影响托架安装的成败，在预埋安装时，采用钢筋焊接成井字架，预留出每一个爬锥的位置，将四个爬锥形成一个整体式的预埋件，确保整体的安装精度。

盖梁施工时，所有施工荷载都由预埋在墩柱中的爬锥受力。爬锥的规格为M42/D25：M42螺栓采用10.9级，其有效直径d=37.78 mm,有效面积为1 121 mm2；单个爬锥其抗拉承载力为150 kN，抗剪承载力为100 kN。通过受力分析与计算牛腿承受承重梁传递的竖向力中最大竖向力132 kN，爬锥群受拉力、剪力弯矩共同作用。

单个爬锥承受的剪力值：Q=132/4=33 kN<100 kN。

单个爬锥承受的拉力值：Nt=Mr/∑r2=132×170×300/(2×3002)=37.4 kN<150 kN。

从而可以看出预埋爬锥受力符合要求。

3.2 牛腿安装

牛腿由20 mm,30 mm厚钢板焊接而成。通过爬锥与墩柱固接,如图2所示。

（二）有效的评价手段和方法。明确了评价的目的，就要对评价的手段和方法多动些脑筋了。对学生的数学学习评价应该是多种评价形式形结合，比如纸笔测验、课堂观察、课后谈话、作业分析等多种形式对学生在知识与技能方面进行客观的评价，过程与方法上予以鼓励与批评相结合的方式，在情感态度价值观方面进行积极的鼓励多于批评的方式，当然，评价有法，但无定法。

牛腿在钢结构工厂提前按图纸要求进行制作成型，在墩柱钢筋施工时，由测量组精确定位牛腿的高程，作业人员将制作成型的牛腿安装到位。牛腿安装到位后，由作业人员利用水平尺对牛腿的水平度进行检查，检查合格后及时将牛腿与爬锥间进行点焊占时固定，之后再利用10.9级螺栓，将牛腿固定在爬锥处。

3.3 砂筒安装

待墩柱混凝土浇筑完成，龄期达到设计要求后，即可开始盖梁牛腿上方砂筒的安装工作。砂筒为圆形桶装结构，侧面开设两个螺栓孔，并安装螺栓，在砂筒安装前需先进行预压施工，作业人员将细砂填入砂筒内，将承压板插入砂筒内，利用压力机施压，将砂筒内细砂压实，确保盖梁现浇施工时，砂筒不会发生沉降。砂筒预压根据其承重荷载的1.3倍进行预压。砂筒结构图如图3所示。

砂筒最大反力按F=132 kN计算。

σ桶壁=σ砂×d1×H/(2×(H-d2)×δ)=1.4×360×157/(2×(227-24)×30)=6.5 MPa,满足规范要求。

3.4 横梁安装

盖梁现浇施工支架主要承重梁为两根横梁，布置在桥墩两侧，横梁采用HM588×300型钢，长8.5 m，两根横梁之间通过四组横向连接系连接，增加横梁的整体刚度，连接系与横梁之间采用螺栓连接。

3.5 防护平台安装

平台的防护共设置两道，一道在支架搭设完成，铺设小分配梁后进行全面封闭，一道在盖梁侧模安装时进行。

横梁安装完毕，顶面铺设小分配梁后，对盖梁施工平台进行铺设。铺设区域为满铺，在小分配梁上铺设4 mm厚花纹钢板，与小分配梁搭接处点焊固定。在小分配梁端部焊接φ3.5 mm钢管，钢管高度1.2 m，设置两道横杆，底部设置踢脚板，作为平台的护栏。同时，对防护栏杆采用密目绿网进行包裹，确保整个防护平台全封闭，防止盖梁施工过程中杂物掉落。

3.6 底模安装

3.7 预压堆载

为确保施工安全，对GL2-3型盖梁进行预压堆载试验，通过观测底模沉降值，得出精确的变形值，以便在后续施工中进行精确调整，指导施工。

1)预压堆载荷载：GL2-3盖梁长度5.7 m、宽度2.2 m、高度2.3 m。混凝土方量26.8 m3。所以盖梁最大混凝土质量为G=26.8×2.5=67 t。而预压堆载采用120%荷载试验，即80.4 t。

2)预压堆载观测点布置：在立柱顶部设置两个观测点，底模两侧分别设置2个观测点。变形观测点布置如图4所示，一共6个观测点(①～⑥)。

3)荷载加压：钢筋原材对称均匀的布置于底模上进行加压，在底模上焊接相应限位钢板，以确保预压的安全性。

4)分级加载：第一级为70%，第二级为100%。每一级待变形稳定后进行观测，再进行下一级加载。持荷时间24 h～48 h。

5)卸载：底模变形稳定后，则按照反顺序分级卸载，同时观测相应变形值，以得到测点的非弹性变形和弹性变形值。

6)结论：通过预压堆载试验，得到相应变形值，满足要求。

4 盖梁施工工艺流程

4.1 钢筋骨架安装

钢筋骨架在底模铺设后再开始安装，现浇盖梁钢筋骨架由特制吊具进行吊装，吊具为长 24.6 m三角桁架。吊具上弦杆采用直径180 mm钢管，壁厚10 mm；下弦杆采用直径140 mm钢管，壁厚6 mm；竖杆、腹杆及平联采用直径60 mm钢管，壁厚6 mm。

墩柱顶部预留有盖梁预埋钢筋，其预埋高度为1.5 m，盖梁钢筋骨架安装前，作业人员需对预埋钢筋尺寸进行检查，并与现浇盖梁钢筋骨架底部钢筋布置进行比对，确保钢筋骨架吊装至墩顶后，预埋钢筋能顺利的穿过钢筋骨架，完成钢筋骨架的安装工作。

4.2 侧模安装

盖梁侧模安装在钢筋骨架吊装到位后再进行。其材质采用组合钢模板。模板形状复杂，数量多，制作前进行仔细分块出图，经审核后制作。模板成品须经设计人员、质检人员检验合格后方可使用。模板打磨完成后涂抹脱模剂。脱模剂要均匀涂刷，用量尽可能少，现油光即可。涂刷过多，容易引起气泡和油斑。

模板安装好后，测量人员及技术人员应对其测量检查，使模板安装位置、垂直度等满足要求。模板安装时，要严格控制错台，接缝位置应贴上双面胶条，防止漏浆。

4.3 混凝土浇筑与养护

混凝土浇筑前，应检查保护层、模板拉杆安装情况，确保保护层符合设计要求，拉杆布置符合设计并进行固定。

混凝土浇筑时，采用由中间向两边的浇筑方式，使用插入式振动器振捣时，移动间距不应超过振动作用半径的1.5倍，一般振动棒的作用半径为30 cm～40 cm；与侧模应保证有5 cm～10 cm的距离；在振捣上层时，应插入下层混凝土5 cm～10 cm左右，并在下层初凝前进行。浇筑完成的混凝土顶面混凝土必须进行收面处理，防止混凝土顶面开裂影响混凝土质量。

混凝土养护采用养护液进行养护，外层覆盖农膜保温、保湿，养护时间为7 d。养护期间设立专人负责，确保养护质量满足设计要求。

4.4 支架拆除

支架拆除待盖梁混凝土强度达到设计强度的100%后方可进行拆除，支架的拆除为支架搭设的逆工序，先整体落架落模，再拆除模板、排架、横梁、牛腿或钢管柱等下部结构。

拆除顺序：护栏→模板、分配梁→横梁→分配梁→牛腿→爬锥；托架拆除时，应按多点、对称、缓慢、均匀的原则进行。

拆除作业由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；拆除过程中，凡已松开连接的构件应及时拆除运走，避免误扶、误靠；拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。爬锥拆除后，需要对拆除位置利用水泥砂浆进行修补。

5 结语

预埋爬锥托架法利用爬锥和牛腿形成支撑体系，将整体施工荷载直接传递给墩柱，传力途径简单明确。分配梁与排架安装以机械为主，并大幅减少高空作业时间，安全风险大大降低。无落地支架更是减少了施工占地面积，对于市政工程大幅减少了施工对城市交通带来的影响。相比传统支架施工，减少了管桩、钢管等施工材料。相应的降低了施工成本，同时也减少了施工材料的场内倒运数量。避免了地基不稳带来的安全隐患。