高速公路特大桥桥墩盖梁施工钢抱箍型钢托架应用研究

2021-04-01吕巍岚

商品与质量 2021年9期

吕巍岚

山西路桥集团试验检测中心有限公司山西太原 030032

随着我国公路行业的不断发展，高速公路项目桥梁工程下部结构主要采用桩柱式结构设计类型，也就是桥梁下部结构采用的是2根桩基础，设计的墩身是圆柱墩，而桩基础以系梁方式实现连接，墩顶则设计成为了一体式盖梁以实现桥梁上部结构的有效承重。若是桥墩处在软基或是水中，应选择钢抱箍型托架技术进行桥墩盖梁施工，此技术具备突出性特点及优势，核心技术原理是选取墩柱最佳区域安装钢抱箍，然后使其和墩柱相夹紧形成静摩擦力，从而有效克服盖梁自身承重与施工阶段形成的荷载。文章以高速公路特大桥桥墩盖梁为例，重点研究了钢抱箍型钢托架施工技术的应用[1]。

1 项目背景

此高速公路工程项目的全线长度是18.37km，采用的是双向四车道，行车速度为80km/h。其中包含了1 座特大桥，桥长度是1.52km，一共由8 联组成，其中下部结构设计的是桩柱式结构类型，桩顶以系梁实现连接，墩顶采用的是一体式盖梁；而上部结构设计的是预制小箱梁（30m），桥面的净宽度是2×12m。此桥处在高速公路直线段，墩柱的高度范围是15m 至27m。同时，桥梁的大多数桥墩处在河滩位置。

该特大桥包含的桥墩数量为38 个，桥墩盖梁的数量为66 个。其中盖梁的长度、宽度以及高度分别是12m、1.8m 与1.6m，墩柱之间的距离为6.25m，需要的混凝土放量大约为33.97m3。在综合分析项目实际情况与施工要求后，确定特大桥桥墩盖梁选择钢抱箍型钢托架技术。

2 钢抱箍与钢模板结构设计

2.1 钢抱箍设计

其中钢抱箍抱圆选择的是钢板（δ16mm），抱箍高度是46cm[1]，从抱箍和立柱的中间位置夹垫橡胶皮（厚度大约为5mm），以提高抱箍和立柱之前的摩擦力，但必须确保橡胶皮和抱圆之间紧密粘结；选择的连接板是钢板（δ20mm），以螺栓（M27）方式实现有效连接，每一块连接钢板建立10 个螺栓。

2.2 钢模板设计

盖梁模板设计的结构类型是包底结构[2]，而盖梁模板选择的为定型钢模（钢模材料是厚度为80mm 的钢板）；选择的连接板是δ10mm 钢板。

3 钢抱箍型钢托架技术

3.1 技术原理

从本质上分析，钢抱箍型钢托架技术指的是通过钢抱箍将已经浇注施工且强度达到规定基本要求的桥墩墩柱抱住，紧接着从抱箍托架中建立工字钢梁，以及从工字钢梁之上安装盖梁底膜，从盖梁底模上进行钢筋绑扎与侧模建立，最后对盖梁进行混凝土浇注[3]。简而言之，通过钢抱箍与墩柱抱紧形成的摩擦力，实现盖梁自身重量、模板自身重量与施工阶段荷载等的有效承担[2]。

3.2 技术流程

钢抱箍型钢托架技术流程详见图1 所示。

图1 钢抱箍型钢托架技术流程

施工准备。在正式施工之前必须综合分析研究图纸内容及要求，结合盖梁具体设计参数完成钢抱箍、型钢与钢模板材料的合理选用，以及实施模板设计。

钢抱箍位置测量放样。通过水准仪设备对墩柱底位置标高（3点）实施测量，然后将其当作基点，选择长钢尺准确测出抱箍具体位置，其中测量长度=盖梁底位置的标高-模板厚度-工字钢承重系统的厚度-抱箍高度-墩柱底的标高，还需要进行准确标记[4]。

安装钢抱箍。首先在地面上进行抱箍预安装，确保抱箍的直径＞墩柱直径约4cm，紧接着以吊车方式把钢抱箍由墩顶区域套入至测量标记位置，同时通过扳手拧紧连接螺栓，确保钢抱箍和墩柱之间实现有效连接。而在螺栓拧紧的过程中，需要使左右排的螺栓以交错对称的方式进行拧紧，且有序的增加拉应力。

布设工字钢梁。当抱箍安装施工完成之后，通过吊车把工字钢运输至抱箍牛腿位置，同时两侧的工字钢以对拉螺杆方式实现有效连接，必须保证工字钢和墩柱紧密贴近，且与抱箍进行有效固定。

铺设盖梁底模。首先需要建立钢托架平台，然后进行底模安装作业，此项目选用的底模材料为定型钢模板，以吊车方式进行吊装。但是具体安装作业应对模板尺寸进行精准测量，保证成型模板规格及精度符合工程规定要求。

绑扎盖梁钢筋。针对盖梁钢筋而言，先对钢筋进行加工制作，然后通过平板车将其运输到工程现场，再选择吊车将钢筋吊放到盖梁底模区域。而在钢筋和模板间选择混凝土垫块实现有效固定，从而使混凝土保护层的厚度满足工程实际要求。

安装盖梁侧模与端模。此项目中盖梁侧模与端模采用的是定型钢模板，以吊车方式完成吊装，在具体安装施工阶段需要对尺寸进行准确测量与控制，保证成型模板规格与精度符合工程实际要求。此外，模板固定选择的是“对拉螺杆+连接螺栓”的方式实现固定[5]。

盖梁混凝土浇筑。在正式进行混凝土浇注施工之前，必须对钢抱箍的连接螺栓与模板的接缝以及拉杆螺栓等进行全面检查，确保彼此之间实现稳定连接。而混凝土浇注过程中通过混凝土罐车把混合料配送到工程施工现场，然后通过汽车泵灌入到盖梁的模板之中。此外，混凝土浇注施工阶段需要对模板加固展开实时检查，若是出现了松动或是漏浆问题则应进行及时处治。当混凝土浇注施工结束之后应立即展开养护管理，确保混凝土的强度符合标准规定要求，然后再拆除模板[3]。

拆除钢抱箍与工字钢。必须确保混凝土的强度符合设计规定基本要求之后，才能够对工字钢与钢抱箍进行拆除。