中交一航局第三工程有限公司 辽宁大连 116001
摘要：在建筑行业迅速发展的基础之上，对施工标准的要求也变得非常严格，由此对工程构件的质量也提出了很高的要求，而人们在对构件质量提高较高的标准之外对其外观也提出了一定的标准，也已然已经成为了业内人士关注的重点。而在诸多工程构件施工中，桥梁圆柱墩盖梁穿心钢棒法是最为常见的一种施工技术，并且应用范围也是非常的广泛。穿心钢棒法盖梁施工不仅节省了人力，而且节约了大量材料及时间，并且使外观更加美善。
关键词：穿心钢棒；盖梁施工；施工验算
1概述
1.1工程位置及简述
中交一航鹤大高速公路ZT07标段位于吉林省东南部山区，处于鹤大高速公路的中段，起点位于延边州敦化市大蒲柴河镇，终点为白山市沿江乡，本工程线路全长20.54km。
1.2结构形式
本标段共有大桥10座，高架桥1座，中桥1座。
大桥下部结构墩柱直径分为1.2m、1.3m、1.4m、1.5m、1.6m、1.8m、1.9m及2.0m八种。墩柱高度从3.7m至28.5m不等。其中 12座桥中均采用了现浇混凝土盖梁，安装预制梁板的结构形式。
1.3施工工艺比较
盖梁施工方法主要包括三种，一种是穿心钢棒法，一种是满堂支架法，另一种是钢抱箍法。在盖梁施工中所承受其荷载的是支架，而这种荷载的传递时通过底模来传送的。因此这就对底模的质量提出了较高的要求，此外，支架的稳定性以及刚度的质量也是非常严格的。
表1 盖梁施工工艺比较
通过与本工程的实际情况相互结合，发现本工程的墩柱高度能够达到28.5米，而这种情况与满堂支架法的施工条件是不相符合的。在实际的施工中，墩柱的直径有很多种类型，大约从1.2米到2米之间，所以如果在进行盖梁施工时，如果选择钢抱箍法进行，那么就会需要很多种形式，同时所需要的数量也是极多的，因此就会大幅度增加了施工的成本。而如果使用穿心钢棒法时，则能够充分对场地的问题进行解决，而且在墩柱施工时还能够预留同等大小的孔洞，因此就可以使用直径相同的钢棒来进行盖梁施工，不仅提高了施工的效率，而且还节省了一定的施工成本，因此在本文中我们就采用了穿心钢棒法来进行盖梁施工。
2施工工艺流程
2.1施工工艺
在实际施工时，要在墩柱与桥的纵向位墩柱位置预埋一根pvc管，而这个位置要控制在距离墩顶1米的位置，同时PVC管的直径也要控制为110mm，此外就是标高要以PVC管的底部为标准进行测量。为了在安装支架时进行穿钢棒使用，所以一定要在盖梁的支架预留一定的空洞。其中承重的穿心钢棒的规格要使用两根φ100mm的。并且在钢棒上假设两根I50b的工字钢，随后才能对支架的平整性进行调整，调整完成以后在进行底模的安装，钢筋的制作以及混凝土的浇筑工作。
盖梁底模厚度为105mm，I16工字钢高160mm，I50b工字钢高500mm，以φ100mm钢棒底部计算，总高度为865mm，考虑楔型块尺寸，则柱顶下反高度约为1000mm（具体根据楔型块实际尺寸确定）。
传力途径为：
2.2荷载设计验算
2.2.1设计荷载
⑴砼自重按11.1m*2.2m*1.7m盖梁高为计算荷载，砼方量V=51.8m3，钢筋混凝土按25KN/m3计算；
砼自重：G1=51.8*25=1295KN
盖梁长11m，均布每延米荷载：q1=G1/11=1295/11=117.73KN/m
⑵组合钢模板及连接件重量：（S为盖梁模板总面积）
G2=120*S*10/1000=120*（11*2.2+11*1.7*2+2.2*1.7*2）*10/1000=82.9KN
均布每延米荷载：q2=G2/11=82.9/11=7.54KN/m
⑶I16工字钢按照50cm间距布置，剔除立柱本身位置宽度，需放置I16工字钢17根，I16工字钢重量：
G3=17*3.5*20.5*10/1000=12.2KN
均布每延米荷载：q3=G3/11=12.2/11=1.11KN/m
⑷I50b工字钢共两根，单根长12m；
工字钢重：G4=2*12*101.46*10/1000=24.35KN
均布每延米荷载：q4=G4/11=24.35/11=2.21KN/m
⑸施工荷载（按受均布荷载2.5KN/m2考虑）
q5=2.2×2.5=5.5KN/m
⑹振捣混凝土时产生的荷载
q7=2.2×2=4.4KN/m
2.2.2荷载组合
在对盖梁和支架的自重系数进行考虑时要依据恒载组合系数取1.2，而施工荷载则需要按照活载的组合系数取1.4.
2.2.3受力模型
⑴I16工字钢
在盖梁的受力组合中，对底模以上的荷载进行承载的就是I16工字钢分布梁，并且与I40b工字钢紧密结合，紧贴圆柱，此外圆柱之间的距离要按照200厘米来计算，也就是说I16工字钢其跨径为200厘米，底宽则为220厘米，为了使跨中受力比较均匀，要在梁的两边悬臂75厘米，而在对其进行计算时要依据简支梁确定其安全性。
⑵I50b工字钢
要对I16工字钢分布梁的重力予以承受的就是工字钢主梁，并且两根工字钢所承受的力是均衡的，而对其跨境的距离计算时要依据6.9米来计算。
⑶钢棒的受力计算
钢棒的结构为悬臂结构，并且工字钢会紧紧与圆柱贴近，所以在实际受力计算时只考虑钢棒受剪，而且对于上面所传来的重力是由4个支点抗剪截面来分别承担的。
2.2.4计算结果
⑴I16工字钢
荷载Q=1.2*（q1+q2）+1.4*（q5+q6）
=1.2*（117.73+7.54）+1.4*（5.5+4.4）
=164.184KN/m
10cm槽钢分布梁布设间距0.5m，单根承受0.5×164.184=82.092KN，单根均布荷载q=82.092/2=41.046KN/m
计算跨径取2m，跨中弯矩：
M=1/8ql2=0.125×41.046×22=20.523KN.M
σ=M/W=20.523*103/140.0*10-6=145.7MPa≤［σ］=215Mpa。
在对钢材型号的选择上要使用Q245钢，并且其抗拉和抗压、抗弯的设计值为215Mpa。
⑶钢棒计算
=11*1.2*（117.73+7.54+1.11+2.21）+1.4*（5.5+4.4）
=1849.848KN
单个受剪面抗剪强度值：
τ=Q/4A=1849.848*103/（4*7850）=58.91MPa<[τ]=125Mpa 满足设计要求。
3施工方法
3.1施工准备
⑴组织相关施工人员做好技术及安全施工交底，明确各班组人员职责。
⑵掌握各大桥不同盖梁尺寸，根据各盖梁特点配备相应模板。
⑶墩身施工时，通过测量放线，在墩身顶标高以下约1000mm处预埋Φ120mmPVC管。
3.2支架搭设
⑴墩身模板拆除后用吊车加吊篮把两根直径φ100mm长2.5m钢棒穿入左右两个墩柱预埋孔内（顺桥方向）。
⑵通过吊车将两根长12m的I50b工字钢吊放在墩柱两边穿出的钢棒上，作为主梁（按1110mm长标准盖梁考虑）。
⑶为了使支架的稳固在墩柱处用手拉葫芦使两工字钢夹紧墩柱形成整体。
⑷在I16工字钢上铺设底模，盖梁斜角部分采用方木进行支垫，用木楔调平。
3.3底模安装
⑴首先放出两墩柱中心点，再调整使底模板中线与两柱中心点间直线重合。
⑵底模吊装时，先从墩柱处的两个半圆模板开始安装，向盖梁跨中依次安装，最后安装两端的斜板。
⑶先用水准仪从水准点把标高引到任意一个柱顶上，然后把仪器架在另一个柱顶上调校底板标高。调校时从一端到另一端底的顺序依次调校（测量时应测每两块模板接缝处），底板调校完毕后应再复测一次，且为了桥面铺装标高控制及T梁安装施工，底板标高应比设计标高低1～1.5cm。
3.4钢筋制绑
钢筋笼吊点设置在临时支撑的钢管上（吊点沿钢筋笼的纵轴线分布），钢筋笼就位后，使用吊线锤和钢卷尺检查钢筋笼纵轴线是否与盖梁中心线重合、钢筋笼与立柱中心的相对位置是否符合设计要求。检查合格后，及时安装钢筋保护层垫块，然后拆除临时钢管支撑。
3.5侧模安装
3.5.1侧模安装
⑴本工程中模板是侧包底的形式，也就是把侧模之间放在底板的侧面，然后由一侧向着另一侧进行吊装，并且使用螺栓将侧模和底板仅仅锁紧。
⑵在对模板上口进行连接时，所使用的是拉杆加钢管套，并且要严格按照设计的标准来对上口的尺寸来进行计算，并且为了确保安装的安全性，一定要使用链接锁将二者锁紧。
3.5.2侧模校正
⑴在对侧模进行校正时，所使用的方法使用花篮螺栓加手拉葫芦与底板伸出的工作平台进行连接的方式。
⑵用垂球进行垂直定位校正。
3.5.3支座垫石钢筋预埋
制作钢筋的预埋工作要在侧模调校完成以后才能进行，而且要从两侧模的内口边为基准来进行钢筋的拉广线预埋工作，在此需要注意的是，预埋的尺寸要进行科学的计算，不能过于大，而且要确保焊接的质量，同时要求高程的设计要严格符合要求。
3.6混凝土浇筑
混凝土的浇筑工作要在模板的侧模支立完成以后才能进行，为了确保混凝土的质量要由罐车将其运输到施工现场，并且使用吊车加料斗的方法进行混凝土的记住，在浇筑过程中一定要注意确保浇筑的连续性，并且分层浇筑，同时整个胶州过程必须要保障混凝土的及时供应。
在混凝土终凝完成以后，一定要对其进行科学的养护，可以通过覆盖土木不或者麻袋的方式进行，只有在混凝土的强度满足设计的强度时才能将模板进行拆除。
3.7模板拆除及养护
⑴在混凝土的终凝以后才能对侧模进行拆除，而且只有在其强度满足设计要求以后才能对底部的模板进行拆除，在拆除模板是一定要注意不能暴力拆卸，以免对混凝土的表面产生损坏，此外对于定型钢模的拆除可以借助于16吨的吊车来进行，而且在拆除时也要注意避免碰撞到混凝土。
⑵通常情况下，混凝土的养护的时间会控制在半个月左右，而且要使用土工布来对其进行覆盖，并且洒水保持其适当的温度以及混凝土表面的湿润性。
⑶底模拆及钢棒除后及时用小石子混凝土对墩柱预留孔进行封堵并捣实。
在对底模拆除时要立刻使用小石子混凝土来对所预留的空洞进行封堵以及捣实。
4施工优化
⑴穿心钢棒法传统方式采用一整根钢棒通长穿过墩柱，然而本工程墩柱直径最大达2.0m，预埋钢棒长度较大，施工过程中常出现钢棒穿插困难现象，故后期设计采用两根等长度钢棒分两侧穿入预留孔洞中，降低钢棒穿入难度，增加现场施工效率。
⑵穿心钢棒上方对称铺设两根I50b工字钢作为支架主梁，为避免主梁向外侧滑移，通过在两根工字钢之间穿入对拉螺栓，使主梁夹紧墩柱，增强支架整体稳定性。
⑶主梁上方等间距（避开墩柱位置）铺设I16工字钢作为施工作业平台底面。盖梁施工属于高处作业，施工作业平台四周需设置安全栏杆并架设安全防护网。通过在I16工字钢两端焊接钢套管，可直接将防护栏杆插入钢套管中，架设安全网直接形成安全防护，此方法减少栏杆支座的二次制作，且组装方便。
5结语
桥梁盖梁施工根据地形不同、墩柱形式不同，所采用的施工工艺亦不相同。本工程桥梁盖梁施工通过对各个细部施工方法的不断改进及优化，在进度、质量、安全及成本方面不断完善，形成一套成熟的、有可借鉴性的穿心钢棒法盖梁施工工艺。
参考文献：
[1]赵熙元.钢结构材料手册.北京：中国建筑工业出版社，1996.
[2]《钢结构设计手册》编辑委员会，钢结构设计手册（上册），第三版，北京：中国建筑工业出版社，2003.
[3]杨文渊，起重吊装技术手册，北京：中国建筑工业出版社，1986.
论文作者:张强,吕宝林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/18
标签：工字钢论文; 荷载论文; 混凝土论文; 支架论文; 钢筋论文; 标高论文; 模板论文; 《基层建设》2019年第6期论文;