市政桥梁盖梁抱箍法施工技术论文_颜凡新,栾纯立,赵菲,米新光,谢艳希

中国水利水电第十四工程局有限公司华南事业部 广东广州 510800

摘要:本文结合杭州大江东河景路基础设施桥梁工程建设工程实例,对盖梁抱箍法施工主要技术特点及施工进行了详细介绍。盖梁采用抱箍法施工便捷,尤其是在既有河道中桥梁施工中,优越性极为凸显,施工经验可供类似工程借鉴。

关键词:市政桥梁 抱箍施工 盖梁施工 施工技术

1引言

在普通桥梁施工中,对于盖梁施工,通常采用的支撑法有满堂支架法、柱中预埋牛腿法等。满堂支架法需要的资源较多,并且搭设周期长、安全性较差,对桥下基础条件要求较高。柱中预留牛腿法较之满堂支架法施工工艺有很大进步,但是有些问题依然难以避免,比如预留孔倾斜、墩柱外观观感较差、流水作业连续性不强等。鉴于以上存在的问题,抱箍法相对于满堂支架法及预留牛腿法有明显的优势。

2工程概况

杭州大江东基础设施PPP+EPC项目河景路工程(头蓬快速路-梅林大道)八工段大桥,八工段大桥中心桩号 K12+911.292,桥梁与现有河道呈85°角相交布置,全长105.08m。本桥上跨现状河道,规划宽度80m,常水位为4.0m,设计水位为5.43m,无通航及水源保护要求。桥位平面位于R=1150m的左偏圆曲线上,桥面横坡为双向1.5%,纵断面位于R=2300m的竖曲线上,墩台平行布置。上部结构采用预应力混凝土(后张)简支空心板,桥面连续;下部结构采用柱式墩台,均采用钻孔灌注桩基础。

3主要技术特点

抱箍法就是在盖梁施工时用两段半圆形钢带卡于墩柱已施工墩柱上,钢带两端焊接牛腿,在牛腿上架设支撑钢梁,施工盖梁时的荷载通过钢带与墩柱的摩擦力进行传递。抱箍法施工盖梁具有:结构轻便、加工制作简单、成本低廉、无桥下基础要求、不影响墩柱外观质量等优良特点,尤其是在既有河道中施工,可以有效的解决施工占用河道等问题,给施工带来了极大的方便。

4抱箍法盖梁施工

4.1抱箍设计

抱箍主要由柱箍、牛腿、紧固件及工字钢四部分组成,以八工段大桥施工为例,采用两块半圆弧型钢板(板厚δ=30、40mm)制成,M36的高强螺栓连接,螺栓至少一侧安装10个,抱箍高0.50m、0.70m。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,同时对墩柱砼面保护,在墩柱与抱箍之间设一层2~3mm厚的橡胶垫,纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接[1]。

4.2受力计算

4.2.1荷载计算

按每个墩柱上设一个抱箍体支承盖梁上部荷载,由下面的计算可知:上部荷载总重 G=(1446.06+72.3)×1.2+297.5×1.4=2238.5KN。(钢筋混凝土自重+模板、支架自重+施工荷载+振捣混凝土荷载)

(1)砼自重:=(25×1.4-1.5×0.65) ×1.7×2.5×10=1446.06KN;

(2)模板自重(含内模、侧模及支架)以砼自重的5%计:

1446.06×5%=72.3KN;

(3)施工荷载:振捣荷载2KN/m2 ,倾倒混凝土荷载;共按5KN/m2计,则=(5+2)KN/m2×1.7×25=297.5KN。

4.2.2抱箍螺栓抗剪计算

抱箍拟采用20个螺栓(一边10个)连接,验算过程如下:螺栓所受剪力:V=1/5×K×G÷20(螺栓数量)=26.86KN(抗滑系数K=1.2)

τ=V÷S(螺栓截面积)=26.86/(36/2)2/3.14=26.40Mpa<[τ]=130Mpa(满足要求) ;

4.2.3抱箍螺栓抗拉计算

抱箍拟采用20个螺栓(一边10个)连接,验算过程如下:螺栓所受拉力:T=1/5×K×G/μ/20(螺栓数量)=89.54KN;μ=0.3摩擦系数

δ=T/S=89.54×1000/1017.36=88.01Mpa<[δ]=170Mpa(满足要求)

根据钢结构设计规范:=0.83<1(满足规范要求)

4.2.4抱箍体的应力计算

拟定抱箍壁采用面板δ=30mm的钢板,抱箍高度为0.50m,验算过程如下:

(1)抱箍壁为受拉产生拉应力

抱箍壁采用面板δ=30mm的钢板,抱箍高度为0.50m。则抱箍壁的纵向截面积:S1=0.03×0.50=0.015 (m2)

δ=1/5×K×G/μ/S1

=1/5×1.2×2238.5÷0.3÷0.015=119.38Mpa<[δ] =170(满足要求)

(2)抱箍体剪应力

τ=1/5×K×G /S1=1/5×1.2×2238.5÷0.015=35.82Mpa<[τ]=130 (满足要求)

根据钢结构设计规范:=0.98<1(满足规范要求)。

4.3盖梁抱箍法施工模板设计

(1)侧模与端模支撑

盖梁模板采用定型钢模,由专业模板厂设计制作。在侧模中、下部间距75cm设2道φ16的栓杆作拉杆,上下拉杆间间距60cm,在竖带外设φ48的钢管斜撑,支撑在满堂架上。端模与侧模设计相同。

(2)底模支撑

底模为钢模板, 模板厚度为1.5cm,在底模下部采用间距30cm 10×10方木作横梁,横梁长2.6m。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑,三角架放在横梁上。横梁底下设纵梁。横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的横向坡度与安装误差[2]。

(3)纵梁

在横梁底部采用2根I45b型工字钢作为纵梁。纵梁与纵梁之间采用螺栓连接;纵梁下为抱箍。

(4)防护栏杆与与工作平台

由于桥墩盖梁距离地面高度较小,施工平台及防护栏采用Φ48钢管进行搭设。施工平台沿盖梁四周布置,立杆间距2m,横杆间距为1m,在施工平台上满铺5cm厚的木板,木板与钢管之间采用铁丝绑扎牢靠,工作平台宽度为0.8m,外侧用防护网进行防护,边缘处设置20cm高的挡脚板,上下盖梁工作平台采用钢管搭设临时扶梯。

防护栏杆采用Φ48的钢管搭设,在横梁上每隔2米设一道2m高的钢管立柱,竖向间隔0.5m设一道钢管横杆,钢管之间采用扣件连接。

4.3抱箍施工

盖梁抱箍施工之前进行施工放样,测出两墩柱的中点和墩顶标高,同时计算出盖梁施工期间的支撑体系的总高度和各分部支撑的高度。在地面上先把两片抱箍用螺栓进行初步连接,在用螺栓把抱箍的孔位逐一连接好以后带上螺帽,螺帽的拧紧程度只是把螺帽拧到能看到外帽沿与螺杆相平即可,然后用方木条卡入抱箍之间的缝隙临时楔紧 [3] 。

在进行抱箍紧固时,对每个高强螺栓都平行施加预拉力,即把每侧的螺栓都均匀拧到相似的坚固程度,观察抱箍与墩柱的结合面,防止由于不均匀拧紧高强度螺栓引起墩柱受到偏压,造成施工隐患。检查好抱箍后,用吊车在抱箍的牛腿上架上工字钢,并在两根工字钢之间装上横向拉结杆件,防止吊装及定位过程中发生横向失稳引发意外。共设8根Φ16拉杆,每根柱子前后侧各设一根。

4.4盖梁底模安装

盖梁模板采用定型钢模由专业模板厂设计制作。承重工字钢搭设完毕后,在工字钢梁布设底模的支撑,测量放样出盖梁中心线及边线,并对底模进行标高调整,使底模的坡度与盖梁设计坡度相符,采用25t汽车吊进行模板吊装,模板接缝间要垫3mm厚的橡胶条,防止接缝漏浆造成砼面色差或麻面。

4.5盖梁侧模安装

盖梁钢筋绑扎完成后进行侧模拼装和吊装,在进行侧模安装前,先在盖梁的钢筋笼两侧绑上混凝土保护层的垫块,绑扎方式与底模垫块的方式相同。侧模采用地面拼装完成,再吊装上梁的施工方法。在地面拼装好盖梁的侧模以后,用吊车采用两点吊装的方式吊上盖梁底模上。在进行两侧模的拼装和吊装的过程中,采用临时支撑的方法,用钢丝绳配合手拉葫芦把侧模与墩柱伸出筋临时拉在一起,当两片侧模都吊装完成后用拉杆进行固定。

5结语

抱箍法杭州大江东基础设施河景路桥梁工程中广泛常用,采用该方法避免了占用河道进行盖梁施工,给施工带来了极大的便利,极大的加快了施工进度,节约了较多资源,是一种简单高效、经济适用的施工方法,值得广泛推广。

参考文献

[1] 刘明才.软弱地基条件下桥梁盖梁抱箍法施工技术[J].山西建筑, 2010, 36(16):333-334。

[2] 朱克东. 桥梁盖梁抱箍法设计与施工技术[J]. 黑龙江交通科技, 2008, 31(6):73-74.

[3] 周建国. 俸祝. 冯德刚. 抱箍法的盖梁施工技术[C]// 2014全国公路养护技术学术年会.

作者简介:

1.颜凡新(1983-),男,山东兰陵人,高级工程师,主要从事市政工程施工技术管理。

2.栾纯立(1990-),男,黑龙江绥化人,工程师,主要从事市政工程施工技术管理。

2.赵菲(1993-),男,河南省社旗人,助理工程师,主要从事市政工程经营管理。3.米新光(1993-),男,河南开封人, 助理工程工,主要从事市政工程质量管理。

3.谢艳希(1986-)男,云南昆明人,工程师,主要从事市政工程质量管理。

论文作者:颜凡新,栾纯立,赵菲,米新光,谢艳希

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/2

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