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(xiàng)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(jìn)。本文介紹穿心棒的結(jié)構(gòu)受力計(jì)算、荷載試驗(yàn)、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(jì)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(jì)15的倒角，墩柱底部設(shè)承臺(tái)，中部設(shè)系梁。對(duì)于方墩蓋梁施工一般采用牛腿或滿堂支架，預(yù)埋牛腿對(duì)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(rèn)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(jìn)行改進(jìn)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(diǎn)。與一根通穿鋼棒比較，此法似將一根鋼棒在中點(diǎn)處截?cái)?。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(jìn)后的穿心棒2. 結(jié)構(gòu)受力計(jì)算針對(duì)鋼棒的受力特點(diǎn)，主要結(jié)構(gòu)計(jì)算分為鋼棒的抗剪計(jì)算、抗彎計(jì)算和撓度計(jì)算。其中鋼棒的直徑為10 。2.1 抗剪計(jì)算作用于鋼棒上的荷載為2.2 抗彎計(jì)算取荷載作用于鋼棒位置距墩柱支點(diǎn)距離為2（實(shí)際施工中小于2）2.3 撓度計(jì)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(yàn)3.1試驗(yàn)方法預(yù)壓場(chǎng)地為鋼筋加工場(chǎng)墩柱首件是施工的試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)情況3.2 試驗(yàn)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(jìn)行24小時(shí)觀測(cè)，鋼棒仍未發(fā)生變化，試驗(yàn)成功。4. 細(xì)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(yán)格控制高程。（2）墩柱澆注，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求，模板拆除后及時(shí)清理管內(nèi)雜物。（3）采用兩點(diǎn)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(shí)，可由人工晃動(dòng)鋼棒，并用錘子敲打鋼棒，直至支架側(cè)板與墩柱靠緊（此時(shí)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(shí)連接拉桿固定。（5）在橫梁上鋪設(shè)底模并調(diào)整標(biāo)高進(jìn)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(shí)封堵預(yù)留孔。5.3 施工情況首件蓋梁施工時(shí)，設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)變形，觀測(cè)數(shù)據(jù)如表1。適當(dāng)延長(zhǎng)澆筑時(shí)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(hào)觀測(cè)點(diǎn)1（靠近墩柱端）觀測(cè)點(diǎn)2（遠(yuǎn)離墩柱端）11.52.022.03.531.53.042.54.0表1 沉降觀測(cè)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(jì)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(yàn)估算，一套支架投入情況如表2。項(xiàng)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(gè)7.2kg/根=1872kg可調(diào)底托260個(gè)7.2kg/根=1872kg合計(jì)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(duì)穿心棒與滿堂式碗口支架進(jìn)行經(jīng)濟(jì)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(gè)人工40元25t吊車0.5臺(tái)班1000元）28次=15120元3.支架安裝：70個(gè)人工4028次=78400元4.鋼棒拆除：（1個(gè)人工40元25t吊車0.5臺(tái)班1000元）28次=15120元4.支架拆除：70個(gè)人工4028次=78400元5.材料場(chǎng)內(nèi)倒運(yùn)（共倒運(yùn)7次，30元/t次）：2.32t210元/t=487.2元5.材料場(chǎng)內(nèi)倒運(yùn)（共倒運(yùn)7次，30t/次）：60.14210元/t=50484元合計(jì)：35440.8元合計(jì)：元表3 與滿堂式碗口支架經(jīng)濟(jì)比較通過以上比較，穿心棒的經(jīng)濟(jì)成本不足滿堂式碗口支架的5%，具有可觀的經(jīng)濟(jì)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(shí)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(jì)效益。參考文獻(xiàn)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(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè).北京：中國建筑工業(yè)出版社，1