关键词：大悬臂盖梁 卸荷块 设计及应用
1 前言
随着城市高架桥梁施工技术的不断发展，预应力大悬臂盖梁被广泛应用于桥梁工程建设项目之中。但是，盖梁施工的临时支撑体系及施工工艺很多受场地或条件限制，需要安全高效的工艺方案来解决，临时支撑体系的承载能力对盖梁施工带来了较大的影响，进而影响盖梁施工安全及后期运营期使用的质量安全等一系列问题。
根据以往盖梁工程实施经验，销棒桁架法、钢管柱贝雷梁法等做为盖梁施工的临时支撑方案，均需要采取措施进行支架卸荷落模来控制临时支撑结构的拆除。现结合某项目盖梁支架体系施工情况针对卸荷措施做一介绍，以供同行交流。本项目盖梁主要为大悬臂预应力盖梁，主线标准段悬臂长度达到 9.1m，加宽段最大悬臂达到11.65m；大悬臂盖梁比一般盖梁施工难度较大。
2 盖梁支架体系的基本构成
本标段盖梁支撑体系采用钢管+贝雷梁支架的形式（如图1）。钢管采用Φ500×δ9mm螺旋钢管，柱顶以下1.5m处采用8#槽钢设置桁架或剪刀撑，将支架钢管连成整体。钢管柱顶采用2.5cm厚钢板平焊做支撑平台，平台上安装落模沙箱或钢卸荷块，卸荷块上设置2根并排焊接的32a工字钢作为上部结构的支撑纵梁。纵梁上横向主梁采用2组贝雷梁桁架，单组贝雷梁由3排贝雷梁加连接片拼装。两组主梁之间采用8#槽钢设置剪刀撑，使前后主梁连成整体。贝雷梁片上铺6m宽，20a工字钢，横向间距50cm。
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支架结构体系图 图1
3 不同落模工艺的影响分析
盖梁临时支架采用沙箱或钢卸荷块进行落模，各有利弊，我们对两种工艺进行分析；落模沙箱：材料简单、容易加工制作、缺点是每次安装前均需要重新填充沙子并需要进行预压，以消除荷载沉降，实际施工中宜引起支架下沉现象，同时卸荷掏沙时困难且不安全；钢卸荷块：厂家定做、宜于安装、承载力大、施工周期短、循环利用次数高、结构稳定不易出现下沉现像、可以适量上下调节标高。
对于临时钢结构某些部位恒荷载过大产生沉降是比较危险的事情，可能影响到整体结构的安全；因此在施工中选用更便捷、更安全的支撑方式是我们一直探索研究的方向，遂选用卸荷块作为主要研究对象进行设计分析。
4 钢卸荷块的设计
为了防止盖梁支架临时体系变形过大，不影响结构受力安全，我们需要通过受力计算以便于确定卸荷块的尺寸。根据盖梁结构尺寸及支撑体系，计算最不利支点的承载力来作为支点处卸荷块的最小承载力；通过计算双拼工字钢传递下来最不利支点处需要承受535.6KN；因此我们可以采用该数值作为卸荷块受力分析的基本参数进行计算。
4.1 卸荷块的主要组成
卸荷块主要以钢板为材料加工制作，采用钢楔组合拼装理念，通过固定尺寸制作而成，采用精轧螺纹钢对拉，保证其受力完整性，同时可以调整精轧螺纹钢进行调节卸荷块高度；卸荷块主要分为五大部分，两个上下支撑块+两个左右滑动楔块和穿束精轧螺纹钢拼装而成；钢板受力强度较高，加工成构件后受力变形满足要求，精轧螺纹钢主要承载横向水平拉力，最大程度的利用的材料的自身特性，一般选用25或32的精轧螺纹钢进行制作（如下图）。
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4.2 卸荷块的工作原理及受力分析
卸荷块上下支撑块主要承受竖向荷载，通过斜面将竖向力传递到两侧的滑动块，滑动块将力传递给水平的精轧螺纹钢，滑动块的距离调节可以通过斜面使上下支撑块升高或降低，从而起到支撑和卸荷的作用。
4.2.1卸荷块的受力计算
卸荷块受力是通过楔形块将上部荷载的竖向力分解又合成传递的过程，我们暂且不考虑接触面的摩阻力，对构件进行分析；分别选取上支撑块和左滑动块为研究对象，将力F进行分解如图所示：
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根据工程实例，上层卸荷块受力F=535.6kN，对上锲块进行受力分析计算：
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对左锲块进行受力分析计算：
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右楔块受力同上，因此横向精轧螺纹钢水平受力Fs=2×F2=444.02kN；
若采用32的精扎螺纹钢，其屈服强度为830 MPa，验算其最大承受力：
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各部位满足强度要求。
4.2.2卸荷块的其他情况受力分析
当加工卸荷块时因尺寸、高度变化，会导致受力角度出现变化，在不同角度受力状况下，各部位受力情况如下表：
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通过计算可以的清楚的看到，当特殊情况斜面与水平夹角α=时，精轧螺纹钢水平受力等于竖向荷载，即F=Fs。综上分析卸荷块加工制作时尽量避免，可有效减小精轧螺纹钢受力。
4.3 卸荷块材料尺寸的确定
根据盖梁支架设计情况卸荷块顶部需要放置双拼32号工字钢，工字钢宽度26.4cm，因此卸荷块宽度不应小于27cm，通过节约材料同时最大化的保证卸荷块的承载力和稳定性初步采用300*200*280的尺寸进行加工制作。如下图：
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4.3.1 卸荷块细部尺寸
卸荷块采用10-15mm厚的Q235钢板加工制作，主要分为：上下支撑块，左右调节块和穿束精轧螺纹三部分；
（1）上下支撑块的设计
上下支撑块由4块钢板组成，共3种样式如下图：
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①号板由整板弯曲而成，②号板未顶部水平承托板，③号板为主要竖向受力板，实际加工时③号板需加工精细嵌套在轮廓内侧，确保支撑块的受力传递。
（2）左右调节块的设计
左右调节块由6块钢板组成，共4种样式如下图：
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④号钢板为斜面钢板，⑤、⑥号为穿孔钢板，用于支撑精轧螺纹钢的对拉应力，⑦号板为侧向板，主要承受④号板传递的竖向应力。
4.4精轧螺纹钢的选取
精轧螺纹钢主要作为承拉构件，本项目选取PSB830级精轧螺纹钢筋，屈服强度≥830/MPa,抗拉强度≥1080MPa,断后伸长率≥6%，进行分析计算；实际施工中可根据施工相关参数进行选取其他型号。
精轧螺母的受力也是薄弱点之一，螺母处应考虑钢垫片确保应力均匀传递，必要时增加成双螺母。通过计算验证，大部分承拉杆件可选用直径25或32的精轧螺纹钢，荷载较大时应重新计算验证。
4.5 卸荷块实施效果
为检测钢卸荷块的实际使用效果，我们在支架搭设完成后对支座处进行测量并记录数据，通过盖梁浇筑完成后再对现场支座处进行沉降观察，未发现有明显沉降，完全满足施工刚度要求，且施工安装便捷，大大的节省了支架拼装时间。根据精简计算每套卸荷块53Kg，因为是分块拼装，单块重量在工人可实施范围内，有效的降低了施工强度。
4.6 存在问题
卸荷块的实施总体满足临时钢结构的搭设要求，但也存在一些弊端，主要有以下几点：（1）施工现场自主加工困难，需厂家定做；（2）承载面需平整，不能出现倾斜现象；（3）构件安放需要居中，荷载传递不能出现偏压现象。
5 结束语
在临时钢结构施工中，卸荷块的应用逐步替代了现有沙箱的施工工艺，虽然一次成本略高于沙箱，但后期施工效率大大提升，且施工周转次数多，整体刚度远远高于沙箱，更能确保支架结构安全；在其他项目实施时，应根据项目具体情况设计卸荷块的尺寸大小。例如某个钢结构有较大上下调节高度的需求时，可增大上下支撑块的横向尺寸，使滑动面加大后，可较大幅度的调节高度。通过盖梁支架体系的调整，我部临时支架的的施工工艺得到了有效的提升，更安全、更便捷的完成了盖梁施工任务。在今后的工作中，我们还要认真分析加以总结，从而为其他临时钢结构施工做好指导工作。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）, 中华人民共和国交通运输部发布，2011.8
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[3]《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2015)，中华人民共和国交通运输部发布，2015.9
[4]《公路工程施工安全技术规范》JTGF90-2015，中华人民共和国交通运输部发布，2015.2
论文作者:杨超颖
论文发表刊物:《建筑实践》2020年1月1期
论文发表时间:2020/4/30