蓋梁鋼管支架法施工應用分析

李盟盟

（廣州市公路工程公司，廣東廣州 510075）

蓋梁鋼管支架法施工應用分析

李盟盟

（廣州市公路工程公司，廣東廣州 510075）

結合廣東平興（平遠—興寧）高速公路3標徑背高架橋的蓋梁施工，介紹了鋼管支架法的施工方法和支架架設方法，對鋼管支架的結構、受力進行了驗算，為類似工程提供參考。

橋梁；鋼管支架；蓋梁；受力驗算

在橋梁施工中，蓋梁支架具有重要作用。蓋梁施工的支架方法中，常用的方法有滿堂支架法、抱箍法、穿鋼棒法及鋼管支架法等。下面結合廣東平興（平遠—興寧）高速公路3標徑背高架橋，介紹蓋梁鋼管支架法施工技術。

1　工程概況

廣東平興（平遠—興寧）高速公路3標徑背高架橋起始樁號為K1601+821.97，終點樁號為K1601 +928.03，中心樁號為K1601+875，平面位于R =1060m的右偏圓曲線上。設計為單墩預應力橋面連續小箱梁，橋跨組合為5×20m預應力砼小箱梁（左右幅相同），下部結構采用板墩及柱式臺、肋板臺，樁基均為鉆孔灌注樁。1#、2#、3#、4#墩均為板式墩，采用預應力砼蓋梁，蓋梁長11.34m，中心蓋梁高1.8m到段頭梁高0.8m之間變截面，梁寬1.7m（如圖1所示）。橋墩所處地面地形復雜，地基承載力不足，考慮項目工期及生產成本，不適合采用普通的滿堂支架法施工，故選用鋼管支架法進行蓋梁施工。

圖1　蓋梁形式示意圖（單位：cm）

2　鋼管支架法施工部署

2.1測量放樣及柱頂鑿毛

蓋梁施工前必須測放立柱中心，即蓋梁中心線，使用全站儀測量。將墩柱中心點用鐵釘及紅漆標記在柱頂上。

墩柱拆模后即可進行柱頂砼鑿毛，鑿除柱頂水泥浮漿，直至露出碎石。然后掃凈柱頂砼渣和松散碎石。柱頂鑿毛后，柱頂標高不得超過規范允許偏差（±10mm），柱頂面與蓋梁底面保持平行。

2.2鋼筋工程

鋼筋進場后按牌號、規格、產地、級別分批堆置于鋼筋加工場內。鋼筋機械性能和可焊性試驗檢測合格后，在鋼筋加工場內集中進行鋼筋下料和彎制，并將鋼筋骨架焊接成型，然后進行蓋梁鋼筋籠綁扎成型，最后使用起重機整體吊裝蓋梁鋼筋。

2.3模板工程

蓋梁模板采用整體鋼模拼裝，保證模板連接平順和外觀合格。模板的架立要精確，特別是模板的幾何尺寸、軸線位置、模板牢固及美觀程度，在砼灌注時設專人經常檢查模板及預埋鋼筋位置和保護層尺寸，確保其位置正確、不發生變形，做到不跑模、不漏漿、不錯位。澆筑砼時需經常觀察模板、支架等的情況。

2.4砼澆筑

澆筑砼前對模板、鋼筋、預埋件、腳手架及各機具、設備等進行檢查，各項條件符合要求、各項施工準備安排就緒后，才能開始澆筑砼。砼澆筑過程中必須做到分層振搗、布料，同時嚴格控制振搗時間和插搗間距。

2.5鋼管支架搭設方法

（1）在橋梁承臺設4個φ325×10mm鋼管支撐，鋼管底部與承臺面保持水平，鋼管長度計算中考慮承臺頂標高和蓋梁低標高之間的高差及貝雷片桁架及貝雷片上工字鋼的高度。

（2）鋼管支撐安裝完成后，為提高鋼管支撐的穩定性，用16b槽鋼將4根鋼管支撐連接成整體，然后在鋼管頂設置雙排25#工字鋼及雙排貝雷片。

（3）貝雷梁固定后，其上鋪設12號工字鋼，間距為75cm。

3　鋼管支架受力驗算

3.1材料技術參數與施工荷載組合計算

A3鋼的的技術參數：彈性模量E=2.1×105MPa，彎曲強度［σ彎］=215MPa，［σ軸壓］=140MPa，剪應力［τ］=125MPa。

I12號工字鋼的技術參數：慣性矩I=488×104mm4，抵抗矩W=77.4×103mm3，半截面面積矩S =44.4×103mm3，E=2.1×105MPa，［σ］=145 MPa，［τ］=85MPa。

施工荷載：蓋梁砼重=24m3×26kN/m3=624 kN，模板重=（4.61×1.7×2+11.34×1.13×2）× 0.75kN/m2=30.98kN，振搗砼產生的荷載=1.7 m×11.34m×2kN/m2=38.56kN，泵送砼產生的沖擊荷載=1.7m×11.34m×4kN/m2=77.11 kN，施工人員和施工材料、機具或堆放荷載=3m× 15m×1kN/m2=45kN，貝雷片=6×4×270kg =6480kg，12號工字鋼=（15/0.75+1）×3× 14.21kg/m=895.23kg。荷載總重量P=624+ 30.98+38.56+77.11+45+（6480+895.23）× 9.8/1000=887.93kN。

3.2鋼管支撐驗算

φ325×10mm臨時支撐共4根，每根鋼管承受的荷載P=887.93/4=221.98kN。按最高墩柱，鋼管最大長度12m，查《五金手冊》，鋼管截面積A =98.96cm2，回轉半徑i=11.142cm。強度為：

驗算結果表明鋼管支撐強度滿足要求。

構件長細比為：

驗算結果表明鋼管支撐的長細比滿足要求。根據長細比，查《路橋施工計算手冊》附表3-26，得鋼管的穩定系數φ=0.469。穩定性檢算：

P/（φA）=221.98×1000/（0.469×9896×

10-6）=47.83MPa＜［σ］=215MPa

鋼管的穩定性滿足要求。

3.3貝雷梁受力驗算

單層雙排貝雷片桁架的技術參數如下：I =5009944cm4，E=2.1×105MPa，容許彎矩為1576.4kN·m，容許剪力為490.5kN。

作用在貝雷梁上的荷載P=887.93kN，考慮到均布荷載作用貝雷梁上的荷載q=887.93/（2× 11.34）=39.15kN/m。受力計算見圖2。

圖2　貝雷梁受力計算示意圖（單位：cm）

結合圖2，根據《路橋施工計算手冊》，得：

AC段剪力為：

AB段剪力為：

AC段彎矩為：

AB段彎矩為：

貝雷片桁架懸臂處的撓度最大，為：

貝雷梁的剪力、彎矩和撓度均滿足要求。

3.412號工字鋼受力驗算

作用在工字鋼上的荷載P=887.93-64.8= 823.13kN。考慮到荷載作用主要由蓋梁底21 根1.7m長工字鋼承擔，作用在工字鋼上的均布荷載q=823.13/（21×1.7）=23.06kN/m。

工字鋼按簡支梁進行受力計算，根據《路橋施工計算手冊》，彎矩為：Mmax=ql2/8=23.06×1.72/8=8.33kN·m剪力為：

彎矩應力為：

剪應力為：

撓度為：

12號工字鋼的剪力、彎矩應力和撓度全部滿足要求。

4　結語

傳統的蓋梁滿堂支架施工法對地基承載力要求較高，對軟土地基還需澆筑砼，需花費較大的人力、物力，需對支架進行預壓，并且不適合山區或地形起伏較大、較復雜的地區，存在一定的局限性。而蓋梁鋼管支架法對地基承載力沒有要求，可直接設置在承臺上，更具安全性；節省投資，可大大降低工程成本；操作性強，特殊要求少，施工簡便，施工周期短；對地形適應性強，可明顯縮短工期。因此，鋼管支架法是值得大力推廣的蓋梁施工支撐體系，在橋梁工程施工中具有很好的應用前景。

［1］ JTG/TF50-2011，公路橋涵施工技術規范［S］.

［2］ 周水興.路橋施工計算手冊［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［3］ 王屹山.獨塔斜拉橋疊合梁施工支架安全性能分析［J］.公路與汽運，2015（2）.

［4］ JTGD60-2004，公路橋涵設計通用規范［S］.

［5］ 李際貴.高墩柱蓋梁鋼抱箍支架施工探討［J］.公路與汽運，2015（4）.

［6］ 滿前.鋼管支架在預應力蓋梁施工中的應用［J］.公路與汽運，2015（3）.

［7］ 趙艷峰.大懸臂蓋梁施工階段受力監測與分析研究［D］.西安：長安大學，2013.

U445.1

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