抱箍法施工墩柱盖梁施工工艺研究
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摘要： 抱箍法无支架施工墩柱盖梁可操作性强，同时对地基要求不高，省略了对地基的硬化处理又可节省支撑钢管，辅助施工少，有效的节省了成本，缩短了工期，为工程带来了非常显著的效益。节省了能源，充分发挥了节能优势。
Abstract： Holding hoop method non-bracket construction of pier stud and bent cap has strong maneuverability and lower requirements for the foundation， omitting hardening treatment of the foundation and saving supporting steel tubes. There is less accessorial construction， which effectively saves cost， shortens the construction time and brings remarkable benefit to the project. It is also energy saving.
关键词： 抱箍法;盖梁施工;工艺研究
Key words： holding hoop method;bent cap construction;techniques research
中图分类号：U215.14 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）04-0136-03
0 引言
盖梁是混凝土梁桥下部结构的主要受力构件，盖梁施工的常规方法有支架法和预穿牛腿法。支架法要求地基具有一定强度的承载力，支架搭设完成后要求对支架进行预压。预穿牛腿法是在墩柱施工时在一定部位预埋钢管，墩柱拆模后在钢管中插入钢棒，进而搭设平台进行盖梁施工。针对在软弱地基、水田和河谷地段且多数墩柱高度都在20～44m之间，给盖梁施工带来施工难度，经研究决定全部采用抱箍法施工盖梁。
1 工法特点
①消除了地基条件对盖梁施工的约束;②安装高度不受高度的限制，适应性强;③适用面广。水中、岸上、有无系梁均可采用;④施工机具设备投入小、结构轻便、操作简单、便捷快速、节约工期;⑤节约了资金，降低施工成本;⑥墩柱外形美观。抱箍法施工避免因预留孔而造成墩柱混凝土外观差的弊病;⑦结构稳定，安全高效;⑧结构新颖、节能环保，优质快速。
2 适用范围
抱箍法适用于公路、铁路、市政等圆形墩柱盖梁施工。特别是适用于山区、交通不便软、土地基地区，地基承载力差、水上施工、墩柱较高、工程量较大的工程。对墩柱外观要求高等不宜采用支架法或预穿牛腿法等工程。
3 工艺原理
3.1 抱箍受力分析及力学模型建立
①荷载。荷载包括静荷载：盖梁自重、模板、工字钢及抱箍自重;动荷载：人员及小型机具荷载、混凝土浇筑时的冲击力风载等。②摩擦力。抱箍和墩柱混凝土间的法向压应力产生摩擦力。
μ？滓1？仔DBn=KG（1）
式中，μ―摩擦系数，一般可取0.3参见《钢结构工程施工质量验收规范》;
σ1―抱箍与墩柱间的法向压应力;
D―墩柱直径;
B―抱箍高度;
K―安全系数，一般可取2.0（试验参考值）;
n―抱箍的组数（每个墩柱上的两片抱箍为一组）。
③连接螺栓的拉力。两片抱箍间连接螺栓的拉力N1使抱箍与墩柱间产生压力。压力沿抱箍内侧径向分布，其竖向合力与连接螺栓的拉力平衡。受力图如图1所示。
根据该图可得：B？滓1rsin？兹d？兹=2N1（2）
式中，N1―两片抱箍间连接螺栓的拉力，N。
每个螺栓的允许拉力：[F]=AS[？滓]（3）
式中，[F]―螺栓的允许拉力，N
[σ]―螺栓钢材的允许应力，Pa;
AS―螺栓钢材的横截面积AS=？仔d2/4，m2。
所需的螺栓个数为n=（4）
B ―抱箍的高度;
t―抱箍钢板的厚度;
E―钢材的弹性模量;
r ―抱箍的半径。
一片抱箍的加工长度：L=？仔r-？驻L+？驻（6）
（注：为保证抱箍与墩柱间的压应力，两片抱箍间设？驻=20mm的接头间距。）
由（1）～（6）式可计算出抱箍的制作长度，螺栓的个数等。
3.2 抱箍设计 对于圆形墩柱，抱箍应采用两个半圆形的钢板，通过连接板上的螺栓连接在一起，使钢板与墩身密贴，能够承受一定的重量而不变形。
3.3 受力计算 由（1）―（6）式可计算出抱箍的每个螺栓预紧力、抱箍的制作长度，螺栓的个数等，并对抱箍体进行验算。
3.4 抱箍制作 ①抱箍面板采用10～20的Q235钢板，卷制成设计要求半径大小的半圆，圆度要与墩柱外圆一致，抱箍必须与墩柱密贴，这是抱箍法施工的基本要求。②抱箍两侧缀板采用δ20厚Q235钢板，宽0.5m，缀板上共设置？准28高强螺栓孔，采用？准27×120mm高强螺栓单颗螺栓需用预拉力90kN;外排设？准26×120mm普通螺栓眼孔;缀板与面板间设置加强三角铁厚10mm。③抱箍的连接板承受螺栓的压力又承受来自工字钢的剪力，要有足够的抗压、抗剪强度，连接板与箍身间的焊缝要有足够的抗剪强度。④两片抱箍连接处由于承受工字钢传递的竖向荷载，对抗剪强度要求较高。⑤抱箍焊接完成后进行橡胶板安装，按照抱箍长度剪裁橡胶板（橡胶板要略大于抱箍长度），随后把橡胶板用胶或铆钉固定在抱箍内。⑥抱箍的试拼装，将制作完成的两片抱箍用吊车吊起在实验柱上进行简单拼装，检查各部位结合是否密实。
3.5 荷载预压 抱箍设计完毕后，应进行荷载预压试验。堆载重量为计算上部荷载。抱箍安装时必须与墩柱密贴，抱箍的箍身宜采用布设环向加劲的柔性箍身。
4 施工工艺流程及操作要点
4.1 工艺流程 设计抱箍型式（计算箍板宽度、紧固螺栓规格、数量等）制作抱箍抱箍承载力试验焊接及安装工作平台安装抱箍安装托梁、铺设定型钢底模复核底模、测定轴线绑扎盖梁钢筋支立侧模板浇筑盖梁混凝土、养护拆除抱箍及托梁（见图2）
4.2 施工操作要点
4.2.1 抱箍设计
①技术性能指标
抱箍的直径宜大于墩柱直径：1cm;
两片抱箍间设的接头间距为：20mm;
单个抱箍的试验承载能力应：大于200t;
抱箍是否有下沉现象，下沉量：小于5mm;
拧紧螺栓后要符合两抱箍间接头间隙：小于等于2mm。
②桥墩盖梁模型的侧模型采用厂制定型钢模2套，底模采用竹胶板，配两套抱箍及施工平台。采用16t轮胎式起重机安装钢模型、抱箍及型钢平台。
③成立作业班组：钢筋班、模型班、砼班、搅拌站。钢筋班负责原材料存放、保管，半成品堆码、标牌悬挂，成品制作、验收、运输、安装。模型班负责钢抱箍的安装、施工平台的架设及拆除模型维修、保养，模型安装、拆除，对模型的检查。砼班负责模型上浇筑平台的架设、拆除，配合砼运输车和吊车，砼的浇筑和养护，柱顶砼及支承垫石下砼凿毛在砼浇筑时，派试验员、施工员进行全过程管理、协调，以保证砼顺利的保质量、保安全完成。
4.2.2 抱箍制作 抱箍面板采用δ12mm厚的Q235钢板，直径？准1.5m高1.26m，面板内侧贴2-4mm厚的橡胶板;两侧缀板采用δ20厚Q235钢板，宽0.5m，缀板上共设置48个？准28高强螺栓孔，采用？准27×120mm高强螺栓单颗螺栓需用预拉力90kN;外排设12个？准26×120mm普通螺栓眼孔;缀板与面板间设置加强三角铁厚10mm。最后在现场进行抱箍加工制作。
4.2.3 抱箍承载力试验 把制作好的抱箍在试验柱上安装好按照预施工的总荷载制作试验砼块，把砼块用吊车吊装到抱箍上对安装好的抱箍进行试压，检查其下沉量是否在允许范围之内。抱箍加压后通过在抱箍下方作标志，检查抱箍是否有下沉现象下沉量要小于5mm（小于5mm施工中可忽略不计，如果下沉量较大就需要查找原因重新进行试验），并做好记录。
4.2.4 工作平台焊接及安装 采用Ф28钢筋焊接操作挂篮，同时在抱箍两侧用螺栓连接，底部铺上4cm厚跳板两块并固定在操作挂起蓝上，作为工人操作平台。
4.2.5 抱箍安装 根据盖梁底设计标高反算出抱箍钢带下缘在墩柱上的位置，最好标记，以便抱箍准确就位。
4.2.6 安装托梁、铺设定型底模 取两根工字钢距两端30cm处钻孔用丝杆连接使其固定为一体，周边用Ф20钢筋焊接围挡并安装上安全防护网，用吊车吊装到已安装好的抱箍上，然后按照设计标高横向铺上间距20cm的10×10木方，木方两端都预留1m作为工作平台然后铺上竹胶板底模准备绑扎钢筋。
4.2.7 复核底模、测定轴线 用全站仪准确测定底模高程和轴线偏位使之控制在规范允许范围之内。
4.2.8 绑扎盖梁钢筋、支立侧模板 按照设计图纸要求吊装、绑扎盖梁钢筋，支立模板。
4.2.9 浇筑盖梁混凝土、养护 浇筑盖梁混凝土，并按规范要求进行养生。
4.2.10 抱箍拆除 拆除模板时先拆除侧模，然后用钢丝绳将纵梁工字钢、底模固定在盖梁上，松开抱箍连接板螺栓，用吊车配钢丝绳使抱箍沿墩柱缓慢滑下或是采用倒链将抱箍整体沿墩柱下滑，最后卸下工字钢及底模板。清理修整抱箍及橡胶板。
5 质量控制
5.1 执行标准
5.2 质量控制措施
①抱箍及零件必须严格按照技术交底制作，保证抱箍尺寸符合设计要求。②及时检查抱箍受力后的变形，必要时对抱箍螺栓进行复拧。③抱箍安装完毕后，检查安装高程是否满足规范要求，保证盖梁顶标高。④拆除抱箍及模板要轻拆、轻放，保证零件不破损，抱箍不变形。⑤每次安装前对抱箍的圆度进行效验，重新安装抱箍钢板内壁的橡胶板，保证抱箍与墩柱间的摩擦力。⑥安装前检查螺栓的磨损状况，及时换下磨损的螺栓，保证预压力的实施。
6 效益分析
每个抱箍制作需要钢材约2.5t，2.5t×6000元/t=15000元，螺栓胶皮1000元，每个抱箍制作工费需要5000元，合计：15000+1000+5000=26000元。临水寺大桥和巴中西互通立交桥、库娄河大桥三座大桥共制作抱箍12个（满足施工需要），26000元/个×12个=312000元。
采用支架法费用为（以一座盖梁计算）：
地基处理费用：5500元（均为软基）
支架租赁（或摊销）费用：4500元
支架安、拆费用：1500元
合计：11500元
临水寺大桥和巴中西互通立交桥、库娄河大桥三座大桥共有217座盖梁为：
217×11500=2495500元（按照平均计算）
则可得，采用抱箍法可节省资金：2495500-312000=2183500元。如果墩身较高，工程较大，节约的成本更加明显。
7 应用实例
公司承建临水寺大桥、巴中西互通立交桥和库娄河大桥三座大桥柱径都为1.5m所有盖梁都是通过抱箍法施工的，原因其一就是均处在软弱地基、水田和V字型河谷内，采用支架法现场条件不允许再者就是需要大量满堂支架投入成本较大，操作复杂。由于创新的施工工法得当，施工组织合理，用1天便全部拆除完毕，恢复下一个盖梁施工，保证作业安全。与支架法相比较，每次拆除作业可节约工期5-6天，实际施工过程中，大大缩短工期，共节约支架投入成本约218万余元，取得较好的经济效益，是值得推广的好方法。
参考文献：
[1]范立础主编.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2]JTG D60 2004，公路桥涵设计通用规范[S].
[3] JTGB01 2003，公路工程技术标准[S].
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作者简介：石广全（1980-），男，吉林白山人，毕业于吉林省建筑工程学院，从事公路工程施工工作。