穿心棒在方墩蓋梁施工中的應(yīng)用

穿心棒在方墩蓋梁施工中的應(yīng)用董建文鄭州黃河公鐵兩用橋項目部摘要：穿心棒作為蓋梁施工中支撐模板的一種方式，在公鐵兩用橋公路引橋蓋梁施工中得到了應(yīng)用與改進。本文介紹穿心棒的結(jié)構(gòu)受力計算、荷載試驗、應(yīng)用效果等方面的情況。關(guān)鍵詞：穿心棒 蓋梁施工 結(jié)構(gòu)受力計算 應(yīng)用效果1. 概述鄭州黃河公鐵兩用橋公路引橋墩柱高度由23m至27m不等，截面尺寸為200220，四角設(shè)計15的倒角，墩柱底部設(shè)承臺，中部設(shè)系梁。對于方墩蓋梁施工一般采用牛腿或滿堂支架，預(yù)埋牛腿對墩柱的破壞面積較大，有損于成品混凝土外觀質(zhì)量；若采用滿堂支架法，由于墩柱較高，支架的穩(wěn)定性不好；若采用抱箍方案，高空作業(yè)，安裝與拆卸不便?；谶@些原因，通過認真分析研究和比較。鄭州黃河公鐵兩用橋公路引橋蓋梁施工采用了穿心棒法。圖1 蓋梁結(jié)構(gòu)尺寸示意圖（單位：cm）本橋蓋梁施工在傳統(tǒng)穿心棒施工方法的基礎(chǔ)上進行改進與創(chuàng)新，即使用兩根鋼棒分別從墩柱預(yù)留孔的兩端穿入，均穿至墩柱中心處，其墩柱外側(cè)懸出部分作為蓋梁模板的支撐點。與一根通穿鋼棒比較，此法似將一根鋼棒在中點處截斷。這種穿心棒的施工方法有效的避免了在結(jié)構(gòu)尺寸較大的方形墩柱中因預(yù)留孔變形而導(dǎo)致通穿鋼棒無法穿過的情況發(fā)生。圖2 改進后的穿心棒2. 結(jié)構(gòu)受力計算針對鋼棒的受力特點，主要結(jié)構(gòu)計算分為鋼棒的抗剪計算、抗彎計算和撓度計算。其中鋼棒的直徑為10 。2.1 抗剪計算作用于鋼棒上的荷載為2.2 抗彎計算取荷載作用于鋼棒位置距墩柱支點距離為2（實際施工中小于2）2.3 撓度計算取上部荷載作用于鋼棒上的有效寬度為200所以撓度變形僅為1.2mm 3. 荷載試驗3.1試驗方法預(yù)壓場地為鋼筋加工場墩柱首件是施工的試驗柱，荷載采用整捆鋼筋。具體預(yù)壓步驟為先將鋼棒安裝在試驗柱上，然后搭設(shè)橫梁（由321型貝雷片拼裝而成），在橫梁上堆載試壓。圖3 荷載試驗情況3.2 試驗情況在加載過程中，鋼棒未發(fā)生變化，撓度變形均在容許范圍內(nèi)。加載后，進行24小時觀測，鋼棒仍未發(fā)生變化，試驗成功。4. 細節(jié)優(yōu)化在預(yù)壓過程中發(fā)現(xiàn)以下問題（1） 鋼棒撓度變形雖在容許范圍內(nèi)，但不利于蓋梁施工中標(biāo)高控制（2） 應(yīng)采取鋼棒防滑落措施具體采取以下措施（1） 鋼棒懸出部分加固支架。如圖所示，材料采用12槽鋼與=20mm鋼板。圖4 鋼棒支架加工圖（單位：mm）（2） 橫梁間加固24道22拉桿，拉桿承受的拉力為： ，而砼豎向荷載為1600KN，可有效防止鋼棒向外側(cè)滑移。5. 穿心棒的施工5.1施工順序5.2施工方法5.2.1 安裝（1）在墩柱模板安裝前，預(yù)埋PVC管，兩端用膠帶封堵，嚴格控制高程。（2）墩柱澆注，待混凝土強度達到規(guī)范要求，模板拆除后及時清理管內(nèi)雜物。（3）采用兩點吊法，用吊車將鋼棒吊起，在管口處由人工輔助將鋼棒穿入，如遇到穿入受阻時，可由人工晃動鋼棒，并用錘子敲打鋼棒，直至支架側(cè)板與墩柱靠緊（此時鋼棒已穿至墩柱中心處）。同法將四根鋼棒分別安裝就位。（4）安裝橫梁并及時連接拉桿固定。（5）在橫梁上鋪設(shè)底模并調(diào)整標(biāo)高進行后續(xù)施工。5.2.2 拆除待蓋梁拆除底模及橫梁后，用吊車將鋼棒拉出，并及時封堵預(yù)留孔。5.3 施工情況首件蓋梁施工時，設(shè)置沉降觀測點，觀測變形，觀測數(shù)據(jù)如表1。適當(dāng)延長澆筑時間，并派專人檢查鋼棒變化。首件施工未見異常后展開后續(xù)正常施工。鋼棒編號觀測點1（靠近墩柱端）觀測點2（遠離墩柱端）11.52.022.03.531.53.042.54.0表1 沉降觀測數(shù)據(jù)（單位：mm）公路引橋共28座蓋梁，投入16根鋼棒。半數(shù)蓋梁施工過后，鋼棒的性能良好，未見任何異常情況。6. 與滿堂支架的經(jīng)濟比較根據(jù)施工要求，如不采用穿心棒施工，而采用傳統(tǒng)的滿堂式碗口支架，需投入四套支架，高度按照25m考慮。按照經(jīng)驗估算，一套支架投入情況如表2。項目規(guī)格及數(shù)量備注1.8m立桿2912根10.67kg/根=31071kg1.立桿采用131.8m+1.2m2.橫桿采用0.6m層距布置3.上下采用60cm可調(diào)托座1.2m立桿224根7.41kg/根=1660kg0.6m橫桿5460根2.82kg/根=15397kg0.3m橫桿5460根1.5kg/根=8190kg可調(diào)頂托260個7.2kg/根=1872kg可調(diào)底托260個7.2kg/根=1872kg合計60.1t表2 一套支架投入情況按照鄭州黃河公鐵兩用橋公路引橋蓋梁施工對穿心棒與滿堂式碗口支架進行經(jīng)濟比較，結(jié)果見表3。穿心棒滿堂碗口支架1.穿心棒（攤銷30%）：0.117t446000元/t0.3=3369.6元1.支架（攤銷35%）：60.146000元/t0.35=元2.加固支架（攤銷50%）：0.448t6000元/t0.5=1344元2.地基處理：9m3灰土30元/ m328=7560元3.鋼棒安裝：（1個人工40元25t吊車0.5臺班1000元）28次=15120元3.支架安裝：70個人工4028次=78400元4.鋼棒拆除：（1個人工40元25t吊車0.5臺班1000元）28次=15120元4.支架拆除：70個人工4028次=78400元5.材料場內(nèi)倒運（共倒運7次，30元/t次）：2.32t210元/t=487.2元5.材料場內(nèi)倒運（共倒運7次，30t/次）：60.14210元/t=50484元合計：35440.8元合計：元表3 與滿堂式碗口支架經(jīng)濟比較通過以上比較，穿心棒的經(jīng)濟成本不足滿堂式碗口支架的5%，具有可觀的經(jīng)濟效益，并且大大縮短了施工周期。7. 結(jié)語經(jīng)鄭州黃河公鐵兩用橋公路引橋蓋梁施工的實踐證明。穿心棒法是一種非?？煽?、高效的施工方法，并且又可觀的經(jīng)濟效益。參考文獻1 姚玲森. 橋梁工程. 北京：人民交通出版社，1985.2 江正榮，朱國梁.簡明施工計算手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1