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“摩擦钢抱箍托架法”盖梁施工法“摩擦钢抱箍托架法”是一种用于桥梁盖梁施工的创新性支撑技术,具有高效、安全和经济的特点。该方法通过在墩柱上安装特制的钢抱箍作为托架基础,利用摩擦力原理承载盖梁模板及混凝土浇筑的荷载,从而实现盖梁施工的稳定性和安全性。
具体而言,摩擦钢抱箍由高强度钢材制成,其内侧设有橡胶垫或专用摩擦材料,以增强与墩柱表面的摩擦力。施工时,首先对墩柱表面进行清理和平整处理,然后将钢抱箍精确安装并紧固到设计位置。通过调整螺栓预紧力,确保抱箍与墩柱之间产生足够的摩擦力来承受施工荷载。随后,在抱箍上安装托架系统,并搭建盖梁模板及钢筋骨架,最后完成混凝土浇筑作业。
相比传统的支架法或落地式脚手架,摩擦钢抱箍托架法具有以下优势:一是无需额外的地基处理,减少了对周围环境的影响;二是安装拆卸方便快捷,可重复使用,降低了施工成本;三是适用性强,尤其适合高墩、复杂地形或跨线桥等特殊工况下的盖梁施工。此外,由于抱箍仅依靠摩擦力固定,不会对墩柱造成损伤,进一步提升了结构的安全性和耐久性。
总之,“摩擦钢抱箍托架法”以其独特的优势成为现代桥梁盖梁施工中的重要技术手段,为工程建设提供了更加科学合理的解决方案。
钢抱箍的结构形式如图1所示。
钢抱箍悬空支架施工盖梁,是利用钢抱箍与墩柱的磨擦 力承受盖梁、模板及贝雷架片的自重。在墩柱上定出钢抱箍 的标高,进行钢抱箍的安装。钢抱箍安装完成后进行贝雷架 梁安装,贝雷架梁紧贴墩柱,并与钢抱箍固定。贝雷架梁安装 完成后,进行槽钢与木枋的安装,槽钢的长度考虑施工通道 的宽度,通道外侧设置安全网。钢抱箍安装在圆柱上时,必须 与圆柱密贴。但由于墩身截面不可能绝对圆,各墩柱的不圆 度是不同的,即使同一柱身,不同截面的不圆度也不一样。为 适应各种不圆度的墩身,钢抱箍采用不设环向加劲肋的柔性
箍身,这样才能在预紧螺栓时与墩柱密贴。 钢抱箍上的连接螺栓,其预拉力必须能够保证钢抱箍与 墩柱间的摩擦力,以可靠地传递荷载。因此,要有足够数量的 螺栓来保证预应力。从传递力的概念及原理来说,连接板的 螺栓在竖向上最好布置成一排,但这样将使钢抱箍的高度较 高。尤其盖梁重量较大时,需要的螺栓比较多,必定形成较高 的钢箍,同时也增加了施工难度。因此,采用厚度足够的连接 板,设置足够的加劲板来加强刚度,并将连接板的螺栓在竖 向布置成2排或3排。
钢抱箍的箍身采用A3规格20mm厚钢板卷制而成,连 接板采用25~30mm厚钢板,连接板与箍身采用坡口焊接。力 加 劲板采用10~15mm厚钢板,其与连接板、箍身的焊接均采用 坡口焊接。
3.2钢抱箍承载力试验
钢抱箍在正式使用前必须先进行承载力的试验,试验采 用图2所示的体系进行测试
图2钢抱箍承载力试验图
抱箍安装前1d应先停止浇水养护。柱身应保持干燥、粗 糙。在嫩柱上定出钢抱箍的标高,进行钢抱箍的安装。抱箍螺
栓采用带扭力计的的扳手扭紧,预加应力为预先计算出的拉 力。安装时,左右两排螺栓应交错对称扭紧,预加拉应力应逐 颗逐渐递增,不能一颗已达到预加应力,而一颗还为零。钢抱 箍安装完成后进行贝雷架梁安装,贝雷架梁紧贴墩柱,并与钢 抱箍固定。贝雷架梁安装完成后,进行槽钢与木枋的安装,槽 钢的长度考虑施工通道的宽度,通道外侧设置安全网。安装 完成效果图见图3
图3盖梁支架结构形式
施工流程见图4所示,钢抱箍支架搭设完成后,进行底模 板安装、钢筋安装等下部工序。
(1)设计荷载 帽梁体积:1.5×1.8×26=70.2m3 每端牛腿受力:P=1.2×25×70.2/2=1053kN (2)牛腿剪应力验算 Q=1053kN 焊缝面积:A=10×750×3=2250mm² = Q/A =1053000/22500= 46.8MPa<110MPa
(3)每片柱箍对柱的压力F 钢材与砼的摩擦系数μ=0.4 F = P/μ = 1053/0.4 = 2632.5kN 柱箍每端的拉力 T = F/2 = 1316.25kN (4)每颗螺栓的拉力 Nt = T/8 = 1316.25/8 = 164.53kN 预加应力取Nt=164.53kN=16.453t 取高强M24螺栓,预拉力为200kN,满足要求。 (5)柱箍应力计算 A = 10 × 750 + 2 × 12×80= 9420mm² 8 = T/A = 1316250/9420 = 139.73MPa<[6]= 174MP 盖梁方架验算(略)
(1)钢抱箍箍身应有足够的强度和刚度,根据工程实际可 采用12~20mm的钢板。钢抱箍在正式施工前进行承载力检 验。试验荷载为盖梁及模板、贝雷架等的总重乘1.4系数。 (2)由于钢抱箍连接板的螺栓是2排或3排布置,外排螺 栓施压时对箍身产生较大的偏心矩,对传力产生不利,所以螺 栓布置应尽量紧凑,并且预紧螺栓一定要按由里而外的顺序 排列,最后重返回里排,确保螺栓受力。 (3)为能加强抱箍连接板的强度,在竖向方向没隔2排螺 栓加一道加劲板。 (4)钢抱箍与墩柱间的正压力是连接螺栓施加的。螺栓应 首先进行预紧,然后用带扭力矩的扭力扳手进行检测,确保螺 栓受力。 (5)钢抱箍须直接与砼接触,确保摩擦系数。 (6)在施工过程,必须配备专人对抱进行监测,发现异 常情况,及时报告。
通过该工程的施工实践,并与以往工程传统施工方法的 对比分析可见,采用钢制抱箍作为悬空支承点的施工方法不 会破坏墩身外观,避免修补,节省人力,且钢抱箍的安装高度 可随墩的高度改变而改变,不需要额外调节底模高度和分配 梁,方便施工,能缩短工期,经济效益明显会所精装修施工组织设计,特别是在高墩施工 或水中墩柱施工过程中更能显示出其优越性。
[1]交通部第一公路工程公司主编.桥涵.北京:人民交通 出版社.2004 [2]周水兴,何兆直,等.路桥计算手册.北京:人民交通出 版社.2001 [3]《建筑结构静力计算手册》编写组.建筑结构静力计 算手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社.1998 [4]《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册.北 京:中国建筑工业出版社.2004