提要：为了解决临河大悬臂盖梁盖梁支架施工存在的问题，介绍了大悬臂盖梁无落地支架施工支架设计和施工注意事项。实践证明，盖梁销棒法无支架施工利用新建桥墩及高大型钢主梁作为承载主体进行盖梁施工，现场可操作性强，无需对软弱地基进行处理，施工安全性高，并大大降低了成本。同时结合装配式、工厂化理念，对砂箱、分配梁安装、钢筋笼制作等关键部位进行了优化设计，实现安全、快速施工。
关键词： 销棒 无支架 模块化 悬臂
1．概况及原理
上海嘉闵高架（S32~莘松路）道路新建工程，主线高架采用大悬挑臂预应力盖梁，倒梯形截面，标准断面盖梁长23m，高度在2.5m，盖梁悬臂长7~8.25m，梯形顶缘宽度为2.5m，底缘宽度2m。
本工程桥位位于区域较为偏僻，主线高架全线位于北竹港河道边（本标段河宽约12m），部分承台位置坐落于现有河道中，大部分盖梁的投影线落于河道范围内。岸边土体工程性质差，不能直接作为天然地基持力层。如采用传统支架搭设工艺，将进行大量的地基处理作业。且地区水务部门要求在施工期间，要保证河道正常通航。为施工作业条件增添了不利因素。
图1 桥位与河道位置关系示意图
2．总体施工工艺要求
传统施工多采用门式支架或脚手架搭设作业平来进行施工，而门式支架或脚手架搭设对现场原地貌情况要求很高，对于情况较复杂如水中、软土、陡坡等难以搭设支架的墩柱施工来说施工难度加大，首先会延长建设工期，同时施工成本将大大增加。盖梁销棒法无落地支架施工利用浇筑完成的墩柱作为盖梁承力构件，无需搭设脚手架，只需利用销棒、定制牛腿、受力主梁、分配梁即可实现盖梁的模块化施工，在搭设好的空中支架上铺设操作平台、方木、底模，然后进行钢筋绑扎、侧模板安装，人员采用登高车上下，取消施工用脚手架。泵车浇筑混凝土。销棒法施工主要解决销棒的材料强度及稳定性问题，其次大悬臂结构对主梁的强度提出了较高的要求。
3．大悬臂盖梁销棒法施工主要承重构件受力验算
3.1 结构受力原理及设计要点
本工程销棒附着式无落地支架采用在立柱上预留孔穿高强销棒与牛腿支撑，选用高大型钢为主要受力构件，在其上搭设工字钢作为分布梁，再铺设底模系统。牛腿采用厚钢板制作。支架主梁及分配梁采用整体吊装、拆除工艺。大悬臂要求主梁有较大的强度和刚度，盖梁的大体积要求销棒原材的材质有较高的强度及稳定性。
3.2盖梁销棒、主梁设计验算
3.2.1主梁设计验算
主梁悬臂端的最大挠度<L/250，主梁跨中的挠度<L/400，主梁应力在容许应力范围内。主梁悬臂长度按9.5m验算，采用迈达斯软件对主梁支架进行验算。下部横梁梁高1.3m，梁长27m，中心线间距2.6m。横梁截面如图3所示。横梁支撑在牛腿上，牛腿通过销轴锚固于墩柱侧。上部横向分配梁采用22a工字钢，间距500mm。分配梁上部直接架设方木与底模板。
横梁分析，从应力云图上看，最大应力为124.1MPa＜310MPa，满足设计要求。
横梁悬臂端的最大挠度为34.9mm＜9500/250=38mm.满足钢结构设计要求。
横梁跨中的挠度为3mm＜6500/400=16.25mm，满足设计要求。
图3 横梁截面图 图4 横梁应力图
3.2.2销棒抗剪力验算
盖梁下为双柱结构，每个墩柱上设置一对牛腿，每对牛腿内穿入两根销棒。
采用Φ90的42CrMo高强钢棒，屈服强度930MPa，抗剪强度930*0.58=539MPa，
销棒容许抗剪强度 （容许抗剪强度可选择0.6，为增大安全系数，选用0.45，系数0.45取值根据装配式公路钢桥多用途使用手册参考取值）
则每根销棒可承剪力242.73*6.3585*0.001 =1543KN（45X45X3.14=63585）
盖梁支架左右两侧主梁独自承担上部荷载，4根销棒考虑每侧有3处支点共同承担剪应力，1543*3*2=9258KN。
销棒主要承受标准双柱盖梁砼为130M3，盖梁总重量为130*26=3380KN；主梁自重：2*190=380KN；模板、三角支架、分配梁、工作平台及其它附件重量458KN。
不考虑活载情况下总重为3380+380+458=4218KN，活荷载设计值（2+2）*5.5*27=594KN
此时剪应力安全系数9258/（1.35*4218+1.4*594）=1.42
4．盖梁支架总体构造设计及施工
4.1盖梁支架总体构造
盖梁侧模板采用厂家定制整体钢模，无内拉杆设计。
盖梁从上往下依次为盖梁钢侧模、底膜（方木+竹胶板）、装配式分配梁（带操作平台及定型护栏）、主梁（含剪刀撑、系杆）、砂箱、牛腿、销棒（承力构件）。具体详见图6。
4.3牛腿及砂箱
牛腿采用焊接牛腿，每根立柱大小里程各设计一个牛腿，牛腿内穿入2根销棒，牛腿采用40mm钢板，材质为Q345，钢板采用焊缝连接，双面焊，焊脚高度取30mm。砂箱设计为可调节型，即上下砂箱设计成相互垂直的长圆孔，可实现砂箱顺桥向、横桥向微调。
图6 销棒附着式支架横剖面图 图7“销棒法盖梁”砂箱调节装置效果图
可调节砂箱方案：在下砂箱上设置顺桥向的长螺栓孔，用于调节主梁与墩柱的间隙；在上砂箱设置横桥向的长螺栓孔，用于调整销棒预留产生的偏差；同时为了限制砂箱的相对位移，在上下砂箱侧模设置可拉结的固结装置。
4.2销棒体系
通过受力计算，选用φ90销棒，销棒材质42CrMo，每根立柱上布置2根销棒，销棒两头车丝200mm，螺母外径200mm。
4.4主梁结构
主线钢主梁采用HN1300*600*28/30型钢，材质Q345，因单根主梁自重大，采用分节制作、现场拼装成整体，两根主梁及剪刀撑采用分别起吊、在墩柱上安装的方式。
图8 标准盖梁主梁分段图
4.5装配式分配梁
将分配梁、操作平台、栏杆等单独的构件整合到一起，实现装配式快速化施工。
定型分配梁、操作平台、栏杆设计理念：①将若干片分配梁（22a工字钢）通过10#槽钢横向连接成一个装配式构件，构件长度根据配置需要选择1.5~3.5m，方便分配梁整体安装及拆除；②在装配式分配梁上，根据设计的走道平台位置，在分配梁顶部铺设3mm花纹钢板，下部连接分配梁的10#槽钢兼做钢板支承构件，同时沿分配梁端部设置120mm高踢脚板；③采用标准化施工防护栏，竖向、横向连杆为Φ48钢管，防护栏高度1200mm，护栏长度与装配式分配梁的长度相匹配，在分配梁端部的踢脚板内侧上焊接与Φ48钢管配套的底座（Φ57*3钢管、10cm高），底座及定型护栏设置匹配的固定圆销孔，采用开口销拴紧底座及栏杆底部，保证临边防护与操作平台牢固连接。
图9装配式分配梁、操作平台效果图
4.6 支架安装
立柱施工时，预先将钢管安装到立柱的预定标高，控制好钢管的水平度及间距。销棒先在钢结构加工厂进行车丝等加工。销棒采用吊机起吊，人工站在升降车内安装。牛腿的安装包括牛腿的套装与销棒螺帽的安装。
砂箱在经过预压后阴阳两头分开，阴头与牛腿栓接，阳头与主梁栓接。
两片主梁分别吊装至砂箱上进行组装，主梁安装后，将装配式分配梁起吊放至主梁上拼装。
4.7钢筋笼加工
钢筋笼采用加工厂内制作，运输到现场整体安装的施工工艺，运输采用可伸缩式13m板车。
4.7钢筋笼吊装扁担
钢筋笼吊装采用80t吊车整体安装。钢筋笼吊装扁担采用18m长Φ609钢管（3根6m钢管拼接），扁担梁每隔2m设置一道吊环，采用钢丝绳与盖梁主筋连接进行吊装。
4.8模板及支架拆除
当混凝土强度达到设计强度85%且龄期满足7天，即可进行预应力张拉、压浆，待压浆浆液稳定后，拆除盖梁底模及盖梁支架体系。
盖梁支架采用整体落地后拆除的方式，采用一台大吨位汽车吊单机吊。支架的拆除时，首先将砂箱内的砂放空，吊机通过4根钢丝绳吊住主梁，保证砂箱和牛腿不受力后，将销棒抽出，最后吊机缓缓下放将主梁体系连同盖梁底模落至地面分解拆除。
5.结论
根据现场临河作业及盖梁大悬臂结构的情况，选择了高强度销棒及大尺寸焊接钢梁的无落地支架设计，解决了临河大体积盖梁施工的难题。保证了临河大体积盖梁施工安全，节约了工期。
图10 盖梁支架浇筑混凝土 图11盖梁支架整体落架实际照片
根据施工进行优化，引入了定型装配式分配梁、可调节砂箱、钢筋笼整体预制吊装等工艺，不仅节约了施工周期，也降低了施工安全风险。施工便捷的同时对现场施工的吊装安全管理、临时便道地基处理提出了较高的要求。
参考文献：
1.《高桥墩（盖梁）无支架施工技术探析》张华、张飞华、张国强.《科技创新导报》 2013年12期
2.《建筑工程技术与设计》郭国良.《市政桥梁现浇盖梁支架的优选方案研究》2015年11期
论文作者:黄国峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/20
标签：支架论文; 悬臂论文; 分配论文; 横梁论文; 强度论文; 构件论文; 钢筋论文; 《基层建设》2018年第32期论文;