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摘要：在公路橋蓋梁支架臨時結構設計和施工中，通常在施工前對支架進行設計和方案選取，決定結構和施工的安全性，文章利用MIDAS/CIVIL有限元軟件建模并配合手算，經過施做過程檢驗，從而得出選用材料、最優搭設方案和構造措施，從而做到工藝簡單、安全可靠、成本較低、方便適用，可在類似的工程中推廣和應用。

關鍵詞：公路橋梁；圓柱墩蓋梁；支架設計；施工組織

1引言

隨著工程規模和橋梁建設事業的飛速發展，我國交通路網越來越發達。幾十年中，修建了大量跨谷、江河、既有線等高墩橋，在國內外產生了重要的影響，同時在設計和管理以及選用材料、縮短工期、提高效益等方面都總結出一定的經驗。

2工程背景

國道302線三岔至阿爾山段公路是國家路網規劃的組成部分，線路起點位于興安盟科右前旗寶格達山東側，順接阿力得爾至三岔段終點，終點位于興安盟阿爾山市，路線在大興安嶺南麓總體呈南北走向，路線長85.672km。在河道、山谷和既有交叉路處均采用簡支梁橋跨越，上部結構為預制梁板先簡支后連續、基礎采取鉆（挖）孔樁基礎、下部結構為雙圓形柱和蓋梁，其中柱高在6m～29m范圍。

3支架對比分析及設計計算

3.1支架的選用及對比分析

蓋梁也稱帽梁，通常設置于樁頂、雙柱或多柱頂部，在鋼筋混凝土預制簡支梁橋中起著承上啟下作用，是下部結構承重和主要受力構件。現澆蓋梁常用的施工方法有：自落地支架式、抱箍挑架式和埋設托架式等，其優缺點對比如表1所示：對支架的形式的選擇還應考慮如下幾點：①現場的施工場地和柱的高度；②施工進度、質量和安全風險；③經濟合理和盡量就地取材。綜上所述，經對比分析并結合屬地情況，本項目選用抱箍挑架式方法施工。

3.2抱箍挑架結構設計

本示例選取查干郭勒河特大橋3#蓋梁進行計算，設計圖中蓋梁為長×寬×高，即：11.2m×2.2m×1.9m；下設直徑2.0m柱，雙柱間距為6.8m。抱箍挑架結構自上而下為：現澆蓋梁→底板為10cm厚組合鋼模→方木尺寸為10cm×10cm、縱向間距為30cm→橫向搭設兩根Ι40a工字鋼→鋼楔形墊→鋼抱箍（見圖1）

3.3荷載分析

通過查閱《路橋施工計算手冊》，結合支架材料，在設計計算時考慮的荷載有：①模板自重；②新澆混凝土或鋼筋混凝土重量；③施工人員和運輸工具重量；④支架自重；⑤傾倒混凝土時產生的沖擊荷載；⑥振搗混凝土產生的荷載。各項荷載按照相關規范取用。其中，模板及其他支撐體系按1kPa取值；施工人員和機具等荷載按1kPa取值；混凝土容重按26kN/m3計；混凝土澆筑時產生的沖擊荷載按2.0kPa取值；混凝土振搗荷載按2.0kPa取值。由于蓋梁面較寬，混凝土不可能同時澆筑和振搗，故施工荷載可適當減小。3.4支架結構檢算計算采用極限狀態法，用電算配合手算進行，計算軟件采用MIDAS/CIVIL。通過查詢木材采用TC13的A組木材，木材抗彎強度設計值13.0MPa，抗剪強度為1.5MPa，彈性模量10MPa×103MPa。①方木尺寸為10cm×10cm，間距30cm；其下為兩根I40a橫梁，橫梁落在抱箍上。將方木及橫梁建立計算模型（見圖2）。計算所得方木最大應力為5.6MPa，小于設計強度13MPa，滿足要求（見圖3）。②橫梁Ι40a工字鋼的應力計算結果如圖4所示。通過圖4可知兩墩柱中間部分工字鋼應力較大，計算應力為178MPa，小于設計強度215MPa。墩柱柱頂部分因模型與實際結構之間的差異，應力集中，應力超標部分全都在柱頂區域，在稍遠離點約束處，應力迅速降至76MPa左右，故實際該區域應力不超標，滿足要求。③橫梁Ι40a工字鋼的變形計算結果如圖5。由圖5可知，兩墩柱中間部分的最大豎向變形約4mm，小于限制值6800/400=17mm，滿足要求。④抱箍承受的荷載即如圖6所示。由圖6可知，一側的兩個反力點計算結果之和為268kN，即要求每個抱箍的承載力不小于268kN，可保證支架結構的安全。⑤根據抱箍所承受的荷載，經查閱臨時結構計算書籍，本示例經計算用8個M22的高強螺栓滿足要求，在制作抱箍時采用9個M22的螺栓對稱連接，滿足施工及安全要求。

4施工工藝概述

墩柱施工完成后測量柱頂高程，根據支架高度量測并劃線確定抱箍安裝高度，在已安裝抱箍上搭設橫向工字鋼，在工字鋼頂擺放縱向方木或工字鋼，鋪設底模和安裝防護設施、安裝鋼筋、側模和端模，澆筑蓋梁混凝土。

4.1蓋梁施工工藝流程

蓋梁施工工藝流程見為：施工準備→測量放樣→抱箍及挑架安裝→底模安裝→鋼筋加工及安裝→測量校核→側模安裝→混凝土澆筑→養護→模板及挑架拆除。

4.2施工方法

4.2.1測量放樣在抱箍安設前，利用精密全站儀對柱頂的高程和軸線進行測量，作為安設抱箍和懸挑支架的依據。如墩頂已澆筑混凝土高出規范誤差允許值，超出部分應用人工進行鑿除。

4.2.2抱箍及挑架安裝①抱箍安裝。依據測量結果，計算抱箍挑架需要的高度并在墩柱周圍標識，作為抱箍頂安裝控制線，用吊裝設備將抱箍調至安裝線進行拼裝，同一抱箍兩半頂面必須水平，用高強螺栓連接，高強螺栓必須全部擰緊，保證螺絲漏出螺母，并用扭矩扳手進行檢測，使抱箍和立柱之間接觸緊密。②挑架與底模安裝。在抱箍頂面橫向前后放置兩根I40a工字鋼橫梁，橫梁放置后根據工字鋼和抱箍間隙用楔形鋼墊墊實，并將工字鋼對拉固定，防止滑移。之后在橫向工字鋼頂鋪裝縱向分配方木，方木間距根據蓋梁荷載計算確定，最后鋪設底模。③鋼筋加工及安裝。鋼筋在工廠集中加工，加工前先仔細研究設計圖紙，對于彎起鋼筋等進行繪制CAD圖進行復核確認，加工成半成品運輸至墩柱旁，在設置的簡易架上進行綁扎，完成后采用吊裝機械調至已鋪設好的挑架底模上。④側模及預埋件安裝。根據蓋梁尺寸加工的定型鋼模板，首先進行打磨和涂刷脫模劑后吊裝就位，在正面較大塊模板分節吊裝，并用連接螺栓進行連接固定，同時校核模板尺寸并對拉桿拉緊固定。測量人員對安裝的模板進行校核，施工人員配合進行調整，確保中心線和高程符合設計及規范允許偏差。在模板安裝完成后依據測量放樣的點位和高程進行預埋件的安裝，預埋件主要有擋塊和墊石預埋鋼筋，防震錨栓和預埋鋼板等，預埋件安裝時必須嚴格控制平面位置和高程，且固定牢靠，保障在澆筑混凝土后不變形和位移。⑤混凝土的澆筑。本項目混凝土由自建站集中供應，混凝土生產嚴格按施工配合比拌合，罐車運輸至現場，同時使用泵車一次澆筑完成。在蓋梁鋼筋安裝時，頂面較密集和部分預埋鋼筋交叉。為防止混凝土下落時受鋼筋和高度影響而引起混凝土離析，下料口要避開鋼筋密集處。澆筑過程由低端按一定的順序、水平分層進行澆筑，振動要均勻，嚴格控制振搗時間和順序，防止過振或漏振。⑥混凝土的養護。混凝土澆筑完成后應及時養護，可根據外界氣溫等情況覆蓋灑水、包裹塑料布或直接灑水等措施進行養護。當混凝土強度達到設計及規范允許時對墊石位置進行鑿毛，把松散混凝土和浮漿全部清除，清理后漏出新鮮骨料不小于鑿毛面積的75%。⑦模板和抱箍的拆除。當混凝土強度達到2.5MPa以上方可拆除側模板，承重部位挑架和底模待混凝土強度達設計75%后方可拆除。模板拆解后及時清理和涂刷脫模劑，平放并堆碼整齊，以備后用。

4.3質量注意事項

①抱箍、模板等工具必須在具有相應資質的廠家加工，其拼縫、剛度和強度必須滿足使用要求。②抱箍安裝位置必須經計算確認，螺栓連接緊固并滿足計算要求。③橫向工字鋼搭設時在柱旁設置防滑移連接件。④鋼筋必須有出廠合格證，鋼筋進場后按規范要求進行取樣檢測，合格后方可使用。⑤鋼筋使用前表面清理干凈、調直，對設計尺寸復核后進行下料。焊接前要進行試焊工藝試驗，合格后方可大量的焊接。⑥鋼筋骨架外部捆綁保護層墊塊，數量不少于4個/m2，其強度和厚度同設計。

4.4安全注意事項

①高處作業人員必須具備登高作業的相關資質，進入現場必須經培訓和考核合格。②吊裝作業人員和專職指揮人員必須持證。③澆筑混凝土期間，派專職質量員檢查挑架、模板、鋼筋骨架等，當發現有異常時，應暫停澆筑并及時處理后繼續實施。④挑架搭設時需在四周設置防護作業平臺和安全保證措施。⑤嚴格按照“先安的后拆、后安的先拆”，拆除過程中嚴禁猛烈敲打、死拽硬拉和直接向下拋扔。

5結語

通過在國道302線橋梁中蓋梁采用抱箍法挑架法施工，驗證了挑架臨時結構設計合理、受力明確、搭設方便、成本較低、不受墩高限制等優點。實踐表明，依據蓋梁和墩柱尺寸進行臨時結構設計方案，在施工應用方面是成功的，可供類似橋梁施工參考。

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作者：邵瑾琨 單位：中鐵十九局集團第六工程有限公司