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    福州蓋梁施工的幾種支撐體係!

    信息來源:sxylgc.cn | 發布時間:2021年03月02日

       jinnian,gongluqiaoliangzhongyoubushaoqiaoliangdexiabujiegoucaiyongjiandandegangjiajiegou,jiqiaoliangdexiabujichuweilianggenhuoduogenzhuangjichu,dunshenweilianggenyuanzhudun,zhuangjianxilianglianjie(或不設係梁),墩頂蓋梁聯結。例如,已經建成的京福高速公路大黃山特大橋、邵店鎮沭河大橋,以及正在興建中的京杭運河特大橋、高水河特大橋、潤揚大橋南北引橋等,均是采用這種結構。在這些橋梁的蓋梁施工中,采用了支架法、橫穿型鋼法、預埋鋼板法、抱箍法等等施工方法,有成功經驗也有失敗的教訓。下麵就這些施工方法的優缺點從施工質量、工期和費用影響等方麵進行一些簡單的探討。
       

    蓋梁


       1、橫穿型鋼法
       
       在墩柱內預先埋設預留孔,在孔中穿入型鋼並鎖定型鋼,由型鋼支撐支架、模板及整個蓋梁的重量。
       
       這種體係的優點是,支架、模mo板ban及ji整zheng個ge蓋gai梁liang的de重zhong量liang通tong過guo型xing鋼gang傳chuan至zhi墩dun柱zhu,由you墩dun柱zhu承cheng受shou,傳chuan力li途tu徑jing簡jian單dan明ming確que,不bu存cun在zai支zhi架jia下xia沉chen的de問wen題ti。但dan這zhe種zhong體ti係xi的de缺que點dian也ye是shi明ming顯xian的de,在zai墩dun柱zhu內nei埋mai設she留liu預yu孔kong,影ying響xiang墩dun柱zhu的de外wai觀guan質zhi量liang,其qi處chu理li不bu但dan費fei工gong費fei時shi而er且qie還hai很hen難nan領ling人ren滿man意yi;再次,這種體係一般不易取得監理、設計部門及業主的認同。因此,這種體係現已較少采用。
       
       2、預埋鋼板法
       
       在墩柱中預埋鋼板,拆模後在預埋鋼板上焊接鋼支撐,由它來承受支架、模板及整個蓋梁的重量。
       
       這種體係的優點與前一種體係一樣,支架、模(mo)板(ban)及(ji)整(zheng)個(ge)蓋(gai)梁(liang)的(de)重(zhong)量(liang)通(tong)過(guo)鋼(gang)支(zhi)撐(cheng)及(ji)預(yu)埋(mai)鋼(gang)板(ban)傳(chuan)至(zhi)墩(dun)柱(zhu),由(you)墩(dun)柱(zhu)承(cheng)受(shou),傳(chuan)力(li)途(tu)徑(jing)簡(jian)單(dan)明(ming)確(que),不(bu)存(cun)在(zai)支(zhi)架(jia)下(xia)沉(chen)的(de)問(wen)題(ti)而(er)且(qie)也(ye)不(bu)用(yong)破(po)壞(huai)鋼(gang)模(mo)。這(zhe)種(zhong)體(ti)係(xi)的(de)缺(que)點(dian)是(shi),一(yi),預(yu)埋(mai)鋼(gang)板(ban)要(yao)消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)鋼(gang)材(cai),很(hen)不(bu)經(jing)濟(ji);二er,鋼gang支zhi撐cheng的de焊han接jie工gong作zuo是shi相xiang當dang大da,對dui焊han接jie質zhi量liang的de要yao求qiu也ye比bi較jiao高gao,而er且qie蓋gai梁liang施shi工gong完wan後hou要yao對dui墩dun柱zhu外wai觀guan進jin行xing處chu理li,不bu但dan費fei工gong費fei時shi而er且qie還hai較jiao難nan保bao障zhang質zhi量liang。故gu這zhe種zhong體ti係xi隻zhi在zai迫po不bu得de已yi的de情qing況kuang下xia采cai用yong。
       
       3、支架法
       
       采cai用yong支zhi架jia法fa施shi工gong,這zhe是shi目mu前qian用yong得de較jiao多duo的de一yi種zhong方fang法fa。支zhi架jia可ke用yong杆gan件jian也ye可ke采cai用yong鋼gang管guan支zhi架jia搭da設she。蓋gai梁liang施shi工gong的de所suo有you臨lin時shi設she施shi重zhong量liang及ji蓋gai梁liang重zhong量liang均jun由you支zhi架jia承cheng受shou,直zhi接jie傳chuan到dao地di麵mian。這zhe種zhong方fang法fa的de優you點dian是shi,一yi,支zhi架jia的de形xing式shi及ji高gao低di可ke根gen據ju墩dun周zhou圍wei的de地di形xing和he墩dun柱zhu的de高gao度du等deng隨sui機ji變bian化hua,方fang法fa靈ling活huo;二,不用在墩柱上設置預埋件,不會對墩柱外觀造成影響。但這種方法也有不少缺點,一,支架法施工對地基的承載力要求比較高 ,一(yi)般(ban)均(jun)要(yao)求(qiu)對(dui)地(di)基(ji)進(jin)行(xing)壓(ya)實(shi),對(dui)軟(ruan)土(tu)地(di)基(ji)還(hai)需(xu)要(yao)澆(jiao)築(zhu)砼(tong)地(di)坪(ping)。因(yin)此(ci),對(dui)地(di)基(ji)的(de)處(chu)理(li)要(yao)花(hua)費(fei)較(jiao)多(duo)人(ren)力(li)物(wu)力(li)。如(ru)果(guo)對(dui)地(di)基(ji)的(de)處(chu)理(li)稍(shao)有(you)不(bu)慎(shen),即(ji)可(ke)造(zao)成(cheng)支(zhi)架(jia)整(zheng)體(ti)下(xia)沉(chen),嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)蓋(gai)梁(liang)的(de)施(shi)工(gong)質(zhi)量(liang)。二(er),墩(dun)柱(zhu)較(jiao)高(gao)時(shi),必(bi)須(xu)對(dui)支(zhi)架(jia)進(jin)行(xing)預(yu)壓(ya)以(yi)消(xiao)除(chu)非(fei)彈(dan)性(xing)變(bian)形(xing),這(zhe)需(xu)要(yao)消(xiao)耗(hao)大(da)量(liang)人(ren)力(li)物(wu)力(li)。三(san),由(you)於(yu)墩(dun)柱(zhu)高(gao)度(du)的(de)變(bian)化(hua)而(er)調(tiao)整(zheng)底(di)模(mo)高(gao)度(du);對dui於yu鋼gang管guan支zhi架jia,從cong經jing濟ji上shang講jiang都dou是shi不bu合he算suan的de,而er且qie還hai要yao大da量liang不bu必bi要yao的de人ren力li。四si,墩dun柱zhu較jiao高gao時shi,支zhi架jia龐pang大da,需xu要yao巨ju額e投tou入ru而er且qie安an裝zhuang支zhi架jia費fei時shi耗hao力li。五wu,水shui中zhong施shi工gong無wu係xi梁liang橋qiao墩dun時shi,支zhi架jia法fa很hen難nan用yong得de上shang。由you此ci可ke知zhi,支zhi架jia法fa施shi工gong雖sui然ran方fang便bian靈ling活huo,但dan該gai法fa有you其qi自zi身shen固gu有you的de缺que點dian,在zai施shi工gong時shi尤you需xu注zhu意yi支zhi架jia的de穩wen定ding性xing、非彈性變形及地基沉降等方麵的問題。
       
       4、抱箍法
       
       其力學原理:是利用在墩柱上的適當部位安裝抱箍並使之與墩柱夾緊產生的較大靜摩擦力,來克服臨時設施及蓋梁的重量。
       
       抱箍法的關鍵是要確保抱箍與墩柱間有足夠的摩擦力,以安全地傳遞荷載。下麵就此問題進行討論。
       
       4.1 抱箍的結構形式
       
       抱箍的結構形式涉及箍身的結構形式和連接板上螺栓的排列。
       
       4.1.1 箍身的結構形式
       
       抱(bao)箍(gu)安(an)裝(zhuang)在(zai)墩(dun)柱(zhu)上(shang)時(shi)必(bi)須(xu)與(yu)墩(dun)柱(zhu)密(mi)貼(tie),這(zhe)是(shi)個(ge)基(ji)本(ben)要(yao)求(qiu)。由(you)於(yu)墩(dun)柱(zhu)截(jie)麵(mian)不(bu)可(ke)能(neng)圓(yuan),各(ge)墩(dun)柱(zhu)的(de)不(bu)圓(yuan)度(du)是(shi)不(bu)同(tong)的(de),即(ji)使(shi)同(tong)一(yi)墩(dun)柱(zhu)的(de)不(bu)同(tong)截(jie)麵(mian)其(qi)不(bu)圓(yuan)度(du)也(ye)千(qian)差(cha)萬(wan)別(bie)。因(yin)此(ci),為(wei)適(shi)應(ying)各(ge)種(zhong)不(bu)圓(yuan)度(du)的(de)墩(dun)身(shen),抱(bao)箍(gu)的(de)箍(gu)身(shen)宜(yi)采(cai)用(yong)不(bu)設(she)環(huan)向(xiang)加(jia)勁(jin)的(de)柔(rou)性(xing)箍(gu)身(shen),即(ji)用(yong)不(bu)設(she)加(jia)勁(jin)板(ban)的(de)鋼(gang)板(ban)作(zuo)箍(gu)身(shen)。這(zhe)樣(yang),在(zai)施(shi)加(jia)預(yu)拉(la)力(li)時(shi),由(you)於(yu)箍(gu)身(shen)是(shi)柔(rou)性(xing)的(de),容(rong)易(yi)與(yu)墩(dun)柱(zhu)密(mi)貼(tie)。
       
       4.1.2 連接板上螺栓的排列
       
       baogushangdelianjieluoshuan,qiyulalibixunenggoubaozhangbaoguyudunzhujiandemocalinengkaopudichuandihezai。yinci,yaoyouzugoushuliangdeluoshuanlaibaozhangyulali。ruguodanconglianjiebanhegushendeshoulilaikaolv,lianjiebanshangdeluoshuanzaishuxiangshangjiaohaobuzhichengyipai。danzheyangyilai,gushengaodushibijiaoda。youqishigailianghezaihendashi,xuyaodeluoshuanjiaoduo,baogudegaodujianghenda,jiangjiadabaogudetouru,qieguogaodebaoguyehuigeishigongdailaibubian。yinci,zhiyaocaiyonghouduzugoudelianjiebanbingweiqishezhibiyaodejiajinban,yibanjunjianglianjiebanshangdeluoshuanzaishuxiangshangbuzhichengliangpai。zheyangzuozaijishushangshikexingde,shijianyezhengmingshichenggongde。yinci,baogucaiyongrutu4所示的結構形式。
       
       4.2 連接螺栓數量的計算
       
       抱箍與墩柱間的較大靜摩擦力等於正壓力與摩擦係數的乘積,即F=f×N
       
       式中 F-抱箍與墩柱間的較大靜摩擦力;
       
       N-抱箍與墩柱間的正壓力;
       
       f-抱箍與墩柱間的靜摩擦係數。
       
       而正壓力N與螺栓的預緊力是對平衡力,根據抱箍的結構形式,假定每排螺栓個數為n,則螺栓總數為4 n,若每個螺栓預緊力為F1,則抱箍與墩柱間的總正壓力為N=4×n×F1。
       
       對於抱箍這樣的結構,為減少螺栓個數,可采用材質為45號鋼,直徑30mm的大直徑螺栓或M27高強度螺栓。但采用M27高強度螺栓有兩個缺點:一是高強度螺栓經過一次加力鬆弛循環後一般不能再用,這與抱箍需多次重複使用的要求不相符;再次安裝抱箍時需更換新螺栓,加大了投入;二是市場上沒有M27高強度螺栓,必須到專門的廠家購買,不能滿足隨時更換的要求。因此,一般均采用材質45號鋼的M30大直徑螺栓。每個螺栓的允許拉力為[F]=As×[σ]
       
       式中As —螺栓的橫截麵積,As=πd2/4
       
       [σ]—鋼材允許應力。對於45號鋼,[σ]=2000kg/cm2。
       
       於是,[F]=[σ]πd2/4=2.0×3.14×32/4=14.13 t;取F1=14 t
       
       鋼材與混凝土間的摩擦係數為0.3~0.4,取f=0.3
       
       抱箍與墩柱間的較大靜摩擦力為F=f×N=f×4×n×F1=0.3×4×n×14=16.8n
       
       若臨時設施及蓋梁重量為G,則每個抱箍承受的荷載為Q=G/2。
       
       取安全係數為λ=2,則有Q=F/λ即G/2=16.8n/2;n=0.06×G
       
       故可取n為整數。
       
       可見,抱箍法從理論上是完全可行的。
       
       4.3 抱箍法施工的注意事項
       
       4.3.1 抱箍結構上應注意的問題
       
       (1)箍身應有適當強度和剛度,以傳遞拉力、摩擦力並支承上部結構重量,可采用厚度為10mm~20mm的鋼板。
       
       (2)由於抱箍連接板是直接承受螺栓拉力的構件,要有足夠的強度和剛度,根據理論計算及實踐經驗,以采用厚度為24mm~30mm的鋼板為宜。
       
       (3)youyubaogulianjiebanshangluoshuananshuangpaibuzhi,waipailuoshuanshiyashiduigushenchanshengjiaodadepianxinliju,duigushenchuanliyoubuliyingxiang,yinci,luoshuanbuzhiyingjinkenengjincou,yiganghaonengmanzushigongjichuanliyaoqiuweiyi。
       
       (4)為加強抱箍連接板的剛度並靠譜地傳遞螺栓拉力,在豎直方向上,每隔2~3排螺栓應給連接板設置一加勁板。
       
       4.3.2 施工中應注意的問題
       
       (1)baoguyudunzhujiandezhengyalishiyoulianjieluoshuanshijiade,luoshuanyingshouxian,jinxingyujin,ranhouzaiyongjingxiaoyanguodedaixiangbanshoujinxingzhongning。yujinjizhongningshunxujunweixianneipaihouwaipai,yishigeluoshuanjunyunshoulibingquebaoluoshuandelalizhi。
       
       (2)jiaozhugailianghunningtushi,youyubaogushoulihouchanshengbianxing,luoshuandelalizhihuifashengbianhua。yinci,zaijiaozhugailiangdequanguochengzhongyingfanfuduiluoshuanjinxingfuning,jimeijiaozhuyicenghunningtujunyingduiluoshuanfuningyici。
       
       綜zong上shang所suo述shu,隻zhi要yao采cai取qu適shi當dang措cuo施shi,抱bao箍gu法fa是shi完wan全quan可ke行xing的de。抱bao箍gu法fa有you很hen多duo優you點dian,一yi,抱bao箍gu法fa是shi臨lin時shi荷he載zai及ji蓋gai梁liang重zhong量liang直zhi接jie傳chuan給gei墩dun柱zhu,對dui地di基ji無wu任ren何he要yao求qiu;二,抱箍的安裝高度可隨墩柱高度變化,不需要額外的調節底模高度的墊木或分配梁;三,抱箍法適應性強,不論水中岸上、有無係梁,隻要是圓形墩柱就可采用;四,抱箍法節省人力物力是顯而易見的,因此從經濟上講是較合算的;五,抱箍法不會破壞墩柱外觀,而且抱箍法施工時支架不存在非彈變形,不用進行預壓。
       
       5、工程應用
       
       正在修建揚州西北繞城高速公路京杭運河特大橋西岸引橋墩柱直徑1.4m,中心距7.2m;蓋梁長12.0m,寬1.7m,高1.6m,混凝土量31.2m3,墩柱平均高8.0m;跨度30m,較大縱坡2%。引橋共48個墩柱,24個蓋梁。蓋梁施工共采用4套底模2套側模,共需4套支撐設備。較初擬定的方案為支架法。支架為滿堂支架,平均每個支架高8m,長14.4m,支架寬4.8m,經計算得知,如用杆件,每套支架需杆件約13T,橫向分配梁需方木約2 m3,縱向分配梁需方木為2.1m3;支架基|考試大|底硬化砼共需約40 m3,此外,每拚裝一個支架至少 4d,且支架法需要進行預壓,至於消耗的人工就更不用說了。後改為抱箍法,考慮模板、支架及臨時荷載,施工時每套抱箍的總負荷G約為100t,於是n=Num(0.03×G+1)= Num(0.03×100+1)= Num(4)=4。實用中每排螺栓個數為4,抱箍總高度500mm。每套支撐設備包括兩根工字鋼和兩個抱箍,其中工字鋼重2.4t,兩個抱箍重0.8t,一套支撐設備共重3.2t;縱向分配梁與支架法相同:4個工人1d即可安裝1個支架;節省了大量投資,縮短了施工周期。兩種施工方法材料及工期對比見表1。
       
       表1   兩種施工方法材料及工期對比
       
       對比內容  施工方法
       
       支架法  “抱箍”法
       
       一個蓋梁施工周期     12 d 9 d
       
       全部蓋梁支撐杆件(租賃)   52 t 0
       
       設備所有鋼材(其中工字鋼租賃)  12.8t
       
       基礎硬化砼 40 m3 0
       
       分配梁方木 16.4m3 8.4 m3
       
       蓋梁支撐設備投入的資金 4.1萬元 2.7萬元
       
       6、總結
       
       通(tong)過(guo)上(shang)麵(mian)的(de)分(fen)析(xi)可(ke)知(zhi),抱(bao)箍(gu)法(fa)具(ju)有(you)施(shi)工(gong)簡(jian)單(dan),適(shi)應(ying)性(xing)強(qiang),節(jie)省(sheng)投(tou)資(zi),施(shi)工(gong)周(zhou)期(qi)短(duan)等(deng)優(you)點(dian)。由(you)於(yu)其(qi)他(ta)支(zhi)撐(cheng)體(ti)係(xi)的(de)優(you)點(dian)抱(bao)箍(gu)法(fa)都(dou)有(you),而(er)其(qi)它(ta)支(zhi)撐(cheng)體(ti)係(xi)的(de)缺(que)點(dian)抱(bao)箍(gu)法(fa)幾(ji)乎(hu)都(dou)沒(mei)有(you)。因(yin)此(ci),抱(bao)箍(gu)法(fa)是(shi)值(zhi)得(de)大(da)力(li)推(tui)廣(guang)的(de)蓋(gai)梁(liang)施(shi)工(gong)支(zhi)撐(cheng)體(ti)係(xi)。