摘要：桥梁盖梁通常采用满堂支架法施工，当满堂支架搭设困难或者受到场地限制时，常采用预留洞口法施工。城市桥梁的建设常常与现有道路交叉，为保证现有道路交通顺畅，限制了满堂支撑架的使用，当对墩柱外观要求较高时，需要采用抱箍法进行盖梁施工。本文就抱箍法倒三角支撑盖梁施工的设计和计算进行了探讨，并通过工程实践验证了其可行性，为同类型工程提供了经验参考。
关键词：盖梁 满堂支架 抱箍 螺栓
1工程概述
1.1工程背景
金山大桥新建工程，其中：金山大桥主线方向桥长1701m，包括立交桥的长度桥梁总长2020m，金山大桥北桥标准横断面的桥宽31.5m，双向6车道，并在两侧设立交集散车道。北桥标段工程范围包括：东湖路立交、金山大桥北桥、B匝道北桥，G、H匝道桥、金山立交、环岛高架桥等为北桥标段。
金山大桥北桥为跨越东湖路、新开河的桥梁，在东湖路设菱形立交与本项目连接，东湖路全宽36.0m，由于东湖路日车流辆在65000～7O000次，交通繁忙。目前道路交通情况与新建桥梁关系如图1所示。
1.2工程重点和难点
东湖路墩柱墩柱盖梁施工时，盖梁设计有单向2%横坡，特殊地段有5%单向横坡。如果在施工中采用满堂脚手架，支架会占用行车道，造成交通拥挤，车流不顺。施工中道路保畅要求高，必须是双向四车道，断交、改道在此段根本行不通，况且施工基本上在晚上11:00～7:00进行，施工有效时间受限。另外，考虑到墩柱外形较为特殊，新修墩柱表面有110×2cm的凹槽施工完后作为城市一道风景线，施工中严禁在墩柱上预留孔洞，因此，本段墩柱盖梁支架采用何种搭设方式成为本工程施工的重点和难点。
2抱箍法倒三角支撑盖梁施工技术
2.1 施工方法的确定
在墩柱上下安装方形抱箍，抱箍上连接倒三角架支撑，支撑上设置U型顶托，U型顶托一方面用来在拆除底模时卸荷用，另一方面用来调节盖梁底模横坡。
2.2施工工艺流程：
测量、定出抱箍安装位置→抱箍安装→U型顶托设置→测量校正→铺底模→钢筋笼吊装→安装侧模→混凝土浇筑→模板支架拆除
2.3 双抱箍倒三角架支撑
每个抱箍依墩柱外形，由4个箍身组成，箍身用20mm钢板焊接而成，并设加劲肋，箍身与箍身用高强螺栓连接每个倒三角架支撑由2根主梁组成，每根主梁由2根[12号槽钢俩俩对扣接焊，每根主梁长12米，上下主梁之间采用[12连接每根斜向拉压杆由两根[6槽钢俩俩对扣焊接，斜向拉杆与主梁之间用节点（见图2）。
图2双抱箍倒三角架支撑结构简图
2.4 抱箍的结构形式
抱箍的结构形式涉及箍身的结构形式和连接板上螺栓的排列。
(1)箍身的结构形式。抱箍安装在墩柱上时必须与墩柱密贴，这是个基本要求由于方形墩柱截面的特殊性．为保证抱箍与墩柱紧密贴，在墩柱凹处用一块厚20cm、宽45cm的钢板加强，与箍身焊接，长度满足墩柱凹槽长度。抱箍的箍身采用设加劲板的20cm钢板作箍身。这样，在螺栓连接口后施加力时，既容易与墩柱密贴，又加强了抱箍的支承强度。
(2)连接板上螺栓的排列。抱箍上的连接螺栓，其预拉力必须能够保证抱箍与墩柱间的摩擦力能可靠地传递荷载。因此，要有足够数量的螺栓来保证预拉力.如果单从连接板和箍身的受力来考虑，连接板上的螺栓在竖向上最好布置成一排。但这样一来，箍身高度势必较大。尤其是盖梁荷载很大时，需要的螺栓较多。抱箍的高度将很大，将加大抱箍的投入，且过高的抱箍也会给施工带来不便。因此，只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板，一般均将连接板上的螺栓在竖向上布置成两排。
(3)连接螺栓数量的计算。抱箍与墩柱间的最大静摩擦力等于正压力与摩擦系数的乘积，即：F=f×N。式中，
F-抱箍与墩柱间的最大静摩擦力；N-抱箍与墩柱问的正压力；
f-抱箍与墩柱间的静摩擦系数。
而正压力N与螺栓的预紧力是对平衡力，根据抱箍的结构形式，假定每排螺栓个数为n，则螺栓总数为4n。
若每个螺栓预紧力为F1，则抱箍与墩柱问的总正压力为N=4×n×F1。
对于抱箍这样的结构，为减少螺栓个数，可采用材质为45号钢、直径30cm、10.9级的粗制大直径螺栓，每个螺栓的允许拉力为：[F]=As×[σ]。式中，
As-螺栓的横截面积．As=πd2/4；
[σ]-钢材允许应力(对于45号钢，[σ]=2000kg/cm2)。于是，[F]=[σ]πd2/4=2.0×3.14×32/4=14.13t；
取F1=14t，钢材与混凝土间的摩擦系数为0.3~0.4，取f=0.3。
抱箍与墩柱间的最大静摩擦力为F：f×N=f×4×n×F1=0.3×4×n×14=16.8n。
若临时设施及盖梁重量为G，则每个抱箍承受的荷载为Q=G/2。
取安全系数为λ=2，则有Q=F/λ即G/2=16.8n/2；
n=0.06×G。
故可取n为整数。
可见，抱箍法从理论上是完全可行的。
2.5 倒三角架主梁结构形式
倒三角主梁结构主要是受力验算，将两种斜撑简化为支点，计算在均布荷载作用下，可验算主梁的强度、刚度等。支座的支座反力即为上抱箍须承受的荷载，所以决定上、下抱箍分担荷载大小的关键因素是主梁支点分布的大小。由于在施工盖梁混凝土方量不大，只有32m3，所以支点分布不做控制，主要满足主梁的强度和刚度即可。若上部荷载较大，在计算中一定要进行控制计算。
2.6 盖梁横坡的调整
2.7 抱箍支架的拆除
抱箍支架必须周转使用，盖梁混凝土浇筑完成，强度达设计张拉强度后，方可进行抱箍支架的拆除在拆除时，先将U型顶托落架，利用落架后的空隙将底模拆除，三角架主梁拆除并吊运至安全地点。
3方形抱箍施工的注意事项
3.1 抱箍结构上应注意的问题
(1)箍身应有适当强度和刚度，以传递拉力、摩擦力并支承上部结构重量，可采用厚度为20cm的钢板。
(2)由于抱箍连接板是直接承受螺栓拉力的构件，要有足够的强度和刚度．根据理论计算及实践经验，若箍身为20mm，连接板一般也以20mm的钢板为宜。
(3)由于抱箍连接板上螺栓按双排布置，外排螺栓施压时对箍身产生较大的偏心力矩，对箍身传力有不利影响．因此，螺栓布置应尽可能紧凑，以能满足施工及传力要求为宜。
(4)为加强抱箍与混凝土之间的摩擦力，施工时可以在抱箍与混凝土墩柱之间垫一层土工布增大摩擦力。
3.2 施工中应注意的问题
(1)抱箍与墩柱间的正压力是由连接螺栓施加的，螺栓应首先进行预紧，然后再用经校验过的带响板手进行终拧预紧及终拧顺序均为先内排后外排，以使各螺栓均匀受力并确保螺栓的拉力值。
(2)浇筑盖梁混凝土时，由于抱箍受力后产生变形，螺栓的拉力值会发生变化。因此，在浇筑盖梁的全过程中应反复对螺栓进行复拧，即每浇筑一层混凝土均应对螺栓复拧一次。
4工程应用
金山大桥北桥合同段东湖立交，在跨越东湖路地段共有单立柱盖梁8个，盖梁长l1.Om，混凝土量32m3，墩柱平均高l1.0m，最大纵坡5%。盖粱施工共采用2套底模，1套侧模，共需2套抱箍支撑设备。如若采用支架法，支架为满堂支架，平均每个支架高1lm，支架宽2.4m，经计算得知，如用碗扣式脚手架，每套支架需杆件约7T，部分支架基底要进行处理。此外，每拼装完成支架要进行预压，至于消耗的人工就更不用说了。改为抱箍法，考虑模板、支架及临时荷载，施工时每套抱箍的总负荷G约为100t，于是n=Num(0.02×G+1)=Num(0.02×100+1)=Num(3)=3。
实际施工中每排螺栓个数为3，抱箍总高度450mm，每套支撑设备包括倒三角支撑和两个抱箍，共重1.4t；纵向分配梁与支架法相同。4个工人1天即可安装1个支架。两种施工方法材料及工期对比见表1：
由此可见，抱箍法倒三角支撑盖梁施工技术不仅结构轻便，制作简单，受力明确。而且节省了大量投资，缩短了施工周期，保证了桥梁墩柱的外观以及工程影响范围内的交通顺畅，是一种值得推广的盖梁施工技术。
论文作者:谭志成
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/21
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