鋼抱箍+工字鋼梁在蓋梁施工中的應用

1、鋼抱箍+工字鋼梁在蓋梁施工中的應用摘要：鋼抱箍+工字鋼梁是圓柱形門式墩蓋梁施工過程中的一種簡單實用的臨時支撐體系。鋼抱箍的使用，相對于其他可行的施工方法，既節(jié)省了人工及材料，又不需要破壞墩柱的整體性及外觀質量；工字鋼作為一種常見的型鋼，因為其結構特性，抗彎性能良好，常在工程施工過程中作為短跨度臨時支撐梁使用。鋼抱箍與工字鋼的結合，使蓋梁施工更為簡易可操作，省時、省料、省工。本文根據(jù)工程實例對鋼抱箍+工字鋼梁支撐體系作了簡單的受力計算，并闡述其工作原理及施工工藝。關鍵詞：蓋梁; 抱箍; 工字鋼; 臨時支撐一、引言蓋梁作為一種懸空鋼筋混凝土結構，施工時需相應的臨時支撐體系，適用的方案：滿堂支架法、

2、鋼樁支撐法、預埋牛腿法、預留孔鋼棒法、抱箍法等。施工方案的選取決定了整個施工過程的人、材、機消耗及并最終影響工程質量，其中抱箍法因為其相對于其他方案的明顯優(yōu)勢，已在圓柱形墩蓋梁中得到廣泛的應用。二、各種方案的優(yōu)缺點滿堂支架法是可用于任何懸空混凝土結構施工的最普遍的方法，如現(xiàn)澆梁、板、蓋梁等；優(yōu)點在于任何結構均適用，且不需要大型設備，穩(wěn)定、安全；但缺點在于耗費的人工量大、支架消耗量大、占地面積大、耗時較長，且在處于地面不平整、墩高較大等情況時適用性受限。鋼樁支撐法是以螺旋鋼管樁作為支撐柱，立在承臺或符合承載力要求的基礎上，上搭設工字鋼或貝雷梁作為主承重梁形成的支撐體系，優(yōu)點在于占地小，相對滿堂支

3、架搭設速度較快，用材較少；但缺點在于墩身高度變化較大時鋼管樁高度調整不便且搭設完全依靠吊裝機械。預埋牛腿法是在墩柱澆筑時于預定位置預埋鋼板，后在預埋鋼板上焊接托架作為臨時主梁支撐的施工方法，具有省時省工省材料操作簡便等優(yōu)點；但缺點在于破壞了墩身的外觀，且預埋鋼板無法取出。預留孔鋼棒法是在澆筑墩柱時預留孔道，施工蓋梁時將符合受力要求的鋼棒穿過預留孔，臨時支撐主梁架設于鋼棒兩頭形成的支撐體系；擁有預埋牛腿法的所有優(yōu)點，且鋼棒能循環(huán)使用；缺點在于不僅破壞了墩身的外觀，且對墩身結構的整體性有一定的損害。綜合以上方法優(yōu)缺點，抱箍法得以提出，此方法是在墩柱上安裝鋼抱箍，在抱箍上架設工字鋼作為承重主梁，整個

4、支撐體系所受的豎向力通過墩柱與抱箍摩擦力傳導至墩柱；抱箍法擁有牛腿法預留孔法的省時、省材、省工、適用性強、占用場地少等優(yōu)點，同時也能保證不破壞墩柱的結構及外觀質量?，F(xiàn)鋼抱箍+工字鋼梁法已廣泛應用于圓柱形門式墩蓋梁的施工中，下面對鋼抱箍+工字鋼法計算應用及施工工藝作簡單的敘述。三、工程實例及計算某高速公路特大橋引橋部分下部結構采用圓柱形門式墩，最大蓋梁長11.45m，寬2m，高1.7m，圓柱墩直徑D=1.6m，蓋梁混凝土方量為37.7m3。擬采用鋼抱箍+工字鋼法施工蓋梁，施工方案示意圖如下： 圖1 蓋梁施工方案示意圖1工字鋼主梁設置及計算擬采用兩道主承重梁均擬采用12米長的單根I45b工字鋼；I

5、16工字鋼作為橫擔分配梁，長4m，間距40cm；主梁受力驗算如下：鋼筋砼重力密度26KN/m3,，砼體積為37.7m3，則砼總重力為980.2KN，蓋梁長11.45m，均布荷載;2根I45b工字鋼，自重均布荷載I16工字鋼分配梁，考慮均布荷載模板重量為9t，則均布荷載施工人員及設備荷載澆筑及振搗混凝土靜荷載安全系數(shù)取1.2，動荷載安全系數(shù)1.4；則總均布荷載為：則單根工字鋼按照均布荷載建模計算。建立受力模型為：如圖2所示圖2 工字鋼受力模型圖剪力V如下圖3所示，由圖可知：Vmax=227.92 KN圖3工字鋼剪力圖彎矩M如下圖4所示，由圖可知：Mmax=245.23 KN·m圖4 工

6、字鋼彎矩圖查路橋施工計算手冊知:I45b工字鋼Wx=1500cm3, Sx=887.1cm3，Ix=17.4cm，Ix/Sx=38cm，d=13.5mm，I=33760cm4，根據(jù)鋼結構設計規(guī)范I45b工字鋼取215mpa，取125mpa，E取210Gpa ， f 取，則：最大抗彎應力值：抗彎強度滿足要求。最大剪應力值：抗剪強度滿足要求。最大撓度：撓度滿足要求。故使用兩根I45b工字鋼分設于墩柱兩側做受力主梁是安全的。2抱箍的應用及計算鋼抱箍，就是兩塊鋼板彎制成與墩柱直徑相匹配的半弧形，在鋼板兩端焊接連接板和牛腿，用螺栓通過連接板將兩塊半弧形鋼板連接后卡與墩柱上，支承梁架設于鋼抱箍外伸牛腿上，

7、通過鋼板與墩柱間的摩擦力來承受上部荷載。圖5 抱箍示意圖鋼抱箍箍身采用10mm鋼板，內徑比墩柱直徑大1-2cm，以30mm鋼板作連接板，連接板與箍身夾角處使用多道10mm鋼板加肋，以加強連接板和箍身的連接強度，并可以連接板和加肋鋼板形成的整體作為外伸牛腿搭設支承梁。鋼抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力，其中s為鋼抱箍與墩柱間的靜摩擦系數(shù)，約為0.3-0.4，取0.3；N為鋼抱箍與墩柱間的垂直力，垂直力來自于螺栓的預緊力，螺栓的類別及個數(shù)決定了垂直力的大小。設一個墩柱上抱箍使用的螺栓總數(shù)為n，每個螺栓的預緊力為F，則鋼抱箍與該墩柱的正壓力。在以上工程實例中，擬采用4.8級M30螺栓，查螺栓容許拉力表得單

8、個螺栓容許拉力為F=101.7KN。 上部總荷載則單個抱箍承受的上部荷載為：最大靜摩擦力fs應大于抱箍承受的上部荷載G，既，則：，計算結果向上取整為：n>25;則取n=28，連接板上布置為每側3列，共6列，梅花形布置（見抱箍示意圖）。以螺栓間距為10cm，則抱箍尺寸可取為，高50cm，連接板外伸長度40cm。四、鋼抱箍+工字鋼梁施工蓋梁的施工工藝及注意事項。施工工序：抱箍試拼及預壓抱箍吊裝安放砂箱工字鋼主梁及分配梁安裝模板拼裝、鋼筋加工及安裝澆筑混凝土拆除側?；炷恋葟娎蒙跋洳鸪啄２鸪ぷ咒摷氨Ч俊?抱箍試拼及預壓承載力試驗在第一次蓋梁施工之前，需進行抱箍的試拼及對整個抱箍+工字鋼支

9、撐體系作預壓承載力試驗。抱箍試拼工作可以在墩底部進行，抱箍與混凝土接觸面需墊橡膠墊或者土工布；相鄰連接螺栓穿孔方向需按相反方向交錯布置，連接螺栓檢查確認無缺陷后，安裝并對稱擰緊螺栓至設計值，擰緊螺栓時必須使用扭力扳手，以確定螺栓擰緊至設計預緊力；安裝完畢并合格后，在抱箍安裝位置的下方作明顯標志，以便在預壓時觀測下沉情況。抱箍安裝合格后，按標準的施工方案安裝工字鋼主梁及分配梁，并安裝蓋梁底模。安裝完畢后，將蓋梁底?？缰袠烁咂叫袠擞浻诙罩希员阌陬A壓時觀測工字鋼主梁撓度。在施工現(xiàn)場可使用預制預壓塊或者沙袋放置于蓋梁底模上對支撐體系施壓，施加的總壓力大小為上部蓋梁及模板自重、施工荷載等所有理論荷載

10、乘以安全系數(shù)（靜荷載安全系數(shù)取1.2，動荷載安全系數(shù)1.4）。加壓后持續(xù)荷載72h，觀察并記錄抱箍下沉情況、變形情況及工字鋼最大撓度情況；若抱箍無下沉、無變形，且工字鋼實測最大撓度f小于允許撓度值 f ，則視為抱箍試拼及預壓承載力實驗合格。2抱箍吊裝抱箍試拼及預壓承載力實驗合格后，墩身混凝土齡期達28d，強度達到設計值后，可以進行抱箍吊裝。安裝方法為：在墩柱底部將兩半抱箍合攏扣住墩柱，安裝連接螺栓（不擰緊），然后通過吊裝設備順著墩柱將抱箍整體提升至計算標高位置，使用扭力扳手對稱擰緊全部連接螺栓至設計預緊力。安裝完成后在下方做好明顯標志，以便觀測。3砂箱及工字鋼的安裝砂箱的作用在于作為工字鋼主梁

11、的臨時支座，且在拆除底模及工字鋼時方便實用，砂箱安裝于抱箍外伸牛腿上。將砂箱安裝至設定標高后，吊裝工字鋼主梁安裝在砂箱頂部；工字鋼主梁與墩柱接觸處需加墊土工布，以保護墩身外觀質量；安裝就位后在柱體兩側用對拉桿將兩道工字鋼對拉固定，以防止其位移或傾覆，工字鋼主梁安裝固定后吊裝上部工字鋼橫擔分配梁。4模板拼裝、鋼筋加工及安裝、混凝土澆筑養(yǎng)護嚴格按照橋梁施工規(guī)范及圖紙設計進行，此處不作詳細論述。5底模及工字鋼的拆除混凝土達7d強度后，可進行底模及工字鋼的拆除，通過砂箱，先將工字鋼及蓋梁底模與蓋梁底部脫離，后通過吊裝設備，拆除底模與工字鋼。6抱箍的拆除抱箍拆除時應先用吊裝設備將抱箍吊住，通過工人在腳手架上松動抱箍連接螺栓（不拆除），所有螺栓松動后，通過吊裝設備，將抱箍沿墩柱緩緩放至地面，然后拆除所有連接螺栓，拆除抱箍。五、結語鋼抱箍+工字鋼梁的蓋梁施工工藝，相對其他可行的施工工藝，它很大程度