空心薄壁墩高墩蓋梁施工

文/肖隆河 廣西路橋工程集團有限公司 廣西南寧 530001

在橋梁上部構造建設中，由于預埋鋼棒、懸臂支架施工方法相對簡便，可以減少工期又方便施工，因此在蓋梁施工，尤其是在空心薄壁高墩蓋梁施工中得到了廣泛的應用。

當采用懸臂支架施工方法現澆空心薄壁高墩蓋梁時，由于蓋梁懸臂長，蓋梁總混凝土方量大，并且懸臂牛腿處往往需要高空施焊；并且蓋梁施工完畢，強度足夠拆除支架時需要切割牛腿，使其與墩身預埋件分離；導致懸臂支架施工序繁瑣復雜，高空施焊增加了人員風險，且焊縫質量也無法得到保障。

本文現以云南省保山市東南繞城高速公路1標，橫巷大橋空心薄壁高墩實際工程施工為依托，對空心薄壁高墩蓋梁高空免焊懸臂支架這一簡便、高效、安全的支架施工方法進行論述。

1、工程概況

該橋空心薄壁墩共有18 個，其中左幅3#墩蓋梁懸臂最長，混凝土方量最大，施工難度較大，現以該蓋梁作為典型闡述。

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2、支架設計

（1）支架材料及規格

本支架結構中除鋼棒為A45 材質外，其余型鋼均為Q235 材質。

1.主梁—— 56c 單工字鋼；

2.鋼棒——φ130mm A45 鋼棒；

3.三角斜撐—— 雙拼20a 工字鋼；

4.三角斜撐頂橫梁—— 雙拼40a 工字鋼；

5.分配梁—— 單20a 工字鋼；

6.平臺鋼板—— 5mm 鋼板；

（2）施工方法：

①預留孔洞的位置：

預留孔洞底面高程參考值=從設計墩頂中心標高－（底模厚度＋橫分配梁厚度＋調整鐵楔厚度＋承重梁＋鋼棒直徑）-墩身截面長度/2×i%，（i%為蓋梁橫坡）。施工中應根據不同墩身蓋梁橫坡及縱坡的不同以及現場實際情況進行微調，要求定位準確。

②安裝φ130mm 圓鋼：

測量放線處墩頂標高,利用塔吊或吊車提升圓鋼水平至預留孔洞位置,穿入至兩頭外露長度一致并固定，圓鋼采用A45 材質,必須為正規廠家生產，并附帶合格證書，圓鋼兩端應穿孔插銷，以防止橫向脫落。

③三角斜撐架安裝：

由于蓋梁懸臂端較長，為改善結構受力，減少兩端變形位移，節約材料，擬在墩身側面預埋鋼板并焊接三角斜撐的方式，斜撐采用雙拼20a工字鋼結構，三角斜撐頂托梁采用雙拼40a 工鋼。三角斜撐（即牛腿）采用預埋鋼套筒和預埋對拉螺桿的方式與墩身連接。

④承重托梁安裝：

承重托梁采用56c 工鋼，采用吊機吊裝至承力鋼棒及三角托架上面，承重托梁位置調整完畢后，在托梁靠近墩身處兩側上下并按圖紙設計間距設置Ф20 對拉螺栓穿過托梁進行連接或采用型鋼進行連接，外側用雙根鋼管支撐，對拉螺栓穿過鋼管，使主梁緊夾在墩柱上，防止施工過程中發生橫向失穩引發意外。

⑤分配梁安裝：

托梁安裝緊固完畢后即進行20a 工字鋼分配梁的安裝，分配梁按50cm 間距布置，長度要能滿足作業平臺搭設寬度施工要求。

3、支架體系受力檢算

通過邁達斯計算軟件進行建模計算，計算內容為構件的軸向應力，剪切應力，彎曲應力，變形量等。

本模型中除鋼棒為A45 材質外，其余型鋼均為Q235 材質。容許應力值。

連接：各桿件用梁單元，面板為板單元；各層桿件相疊的采用彈性連接模擬，預埋點及鋼棒位置采用一般支撐。

荷載：砼荷載主要考慮蓋梁懸空部分砼，墩身范圍內砼不考慮，砼荷載按壓力荷載計，砼26KN/m3，人員機具及砼傾倒及振搗4.5KN/m3，模板托架結構自重由軟件自動計算。

計算工況：

蓋梁澆筑托架結構為臨時施工結構，本方案采用容許應力法進行計算分析。

蓋梁一構造為梁高為3m，最長蓋梁長度19.41m，因為蓋梁施工均采用相同的結構布置形式，故在此本方案計算根據墩身結構尺寸形式的不同以最不利蓋梁結構形式如下：

蓋梁：墩頂尺寸（11×1.6m）：蓋梁計算尺寸形式（梁高h=2.4m，梁寬b=2.1m，梁長l=19.41m）（蓋梁方量88.34m3）

荷載取值分析

鋼筋混凝土鋼筋荷載：取26N/m3

施工荷載取4.5 KN/m2（包括人員、施工器具等荷載）

荷載計算：根據雙拼20a 工字鋼布置分配到的面積計算線荷載取值。

各斷面線荷載：

支架分配梁橫梁布置間距35cm、50cm。相應分配梁上線荷載等于上方混凝土高度乘以混凝土重度乘以布置間距。

從中間向兩側的分配梁上荷載計算如下：（19.41m 蓋梁，取值偏保守，比實際值取得稍大。）

26 ×0.35 ×2.4=21.84kN/m

26 ×0.5 ×2.33=30.29kN/m

26 ×0.5 ×2.20=28.60kN/m

26 ×0.5 ×2.07=25.09kN/m

26 ×0.5 ×1.93=25.09kN/m

26 ×0.5 ×1.80=23.40kN/m

26 ×0.5 ×1.66=21.58kN/m

26 ×0.5 ×1.53=19.89kN/m

26 ×0.5 ×1.40=18.20kN/m

（1）Q235 鋼材應力計算：

經驗算，Q235 鋼材單元最大軸應力為49.6Mpa，小于允許值145 Mpa，滿足要求。

經驗算，Q235 鋼材單元最大剪應力為25.3Mpa，小于允許值85 Mpa，滿足要求。

經驗算，Q235 鋼材單元的最大彎曲應力為67.5 Mpa，小于允許值140Mpa，滿足要求。

經驗算，Q235 鋼材單元的最大應力為72.2Mpa，小于允許值145Mpa，滿足要求.

經驗算，19.41m 蓋梁支架最大位移在懸臂端為11.6mm，小于容許最大值5650/400=14.125mm，滿足要求。

結論：

采用預埋穿心棒牛腿支撐支架施工的主要優點是充分利用工字鋼的抗彎能力和較好和該施工方法避免高空施焊、拆除免切割材料再次利用性好等優勢，具有安全、高效、便捷的優勢，隨著近年來越來越多的大跨公路橋梁中高墩大懸臂蓋梁的施工，該支架施工應用也將更加廣泛。

本支架施工方法有效解決了施工中焊接質量及材料再利用的問題，在今后的該類型蓋梁施工中，本論文闡述的施工方法將對其有一定借鑒和指導的作用。