抱箍法盖梁施工方案

一、工程概况

横河大桥位于魏家滩西北，东庄村东北，残丘间冲洪积小平原地貌， K34+020至线路终点均为残丘地貌，两侧为虾塘。地形低洼，地面标高1.6~4.7m。

全桥总长365米，起点桩号为K34+465.5，终点桩号K34+830.5，交角为1150，上部结构为18孔20米预应力砼装配式连续板梁，4至5孔一联，全桥共四联（5-4-4-5），下部结构墩柱采用桩基础、柱式墩，桥台采用桩基础、坐板台。

考虑到桥位处原地面地基承载力不高，而采用抱箍法施工盖梁可以克服满堂支架对地基承载力要求较高的缺点。我合同段拟对所有的圆柱墩盖梁采用抱箍法施工。抱箍承重原理：在盖梁施工时，用半圆形钢带抱紧墩柱，在钢带两端焊接牛腿，将盖梁底模的承重横梁架在牛腿上，利用钢带抱紧墩柱所产生的摩擦力来承担盖梁自重、模板自重、施工荷载等。

二、施工方法：

2.1凿除柱顶浮浆：

将柱顶砼浮浆全部凿除，裸露新鲜砼。并冲刷干净，以保证墩柱与盖梁砼联接牢固。

2.2安装盖梁承重挂篮：

首先安装承重抱箍, 利用抱箍握紧墩柱产生的磨擦力来承担盖粱自身重量和施工荷载。抱箍与墩柱之间加一层10mm厚的橡胶垫，目的是增加抱箍与墩柱之间的磨擦力, 不啃伤墩柱砼。抱箍在每次使用前需经过认真检查，必须保证所有焊缝均饱满、不开焊，否则应加焊。抱箍用高强螺栓在紧固时必须保证每个螺栓受力均匀且达到设计拉力强度，确保抱箍与墩柱之间有充分的摩擦力以及承受上部荷载。在施工时，现场管理人员必须对每个螺栓的紧固情况进行认真检查。

在每承重抱箍下端加装一副抱箍，两抱箍间以方木、木楔支撑，以提高承载力，增加抱箍可靠性，抱箍上为承重横梁。

承重横梁采用36号工字钢, 与承重包箍牛腿之间以一对木楔支撑, 工字钢内侧用钢丝绳拉紧，中部设方木支撑在地面，地面承载力不足时在地面上加铺砼垫板或钢板；工字钢上放一排长2.5米10号工字钢，垂直36工字钢布置，工字钢间距50cm，并与36号工字钢绑扎牢固；10号工字钢上铺6×4.5cm方木，间距30cm，垂直10号工字钢，用铁丝固定在工字钢上；盖梁底模坐在方木上面, 调整到位后，用钉子固定在方木上，底模板两边搭设木板,利于施工操作。

2.3施工放样：

测量人员将盖梁轴线放出后，施工人员按盖梁轴线和盖梁标高安装底模, 并调整盖梁底模达到设计高标。

2.4盖梁底模安装：

盖梁底模采用15mm的木模，两端悬出端底模下设三脚架支撑，三脚架至于方木上，绑扎牢固，三脚架及方木搭设完毕后，将盖梁底模安装就位，用钉子与下面方木固定，盖梁底模标高安装施工误差不应大于±5mm, 轴线偏位误差不应大于±10mm, 模板接缝间要垫双面胶条,表面用腻子补实刮平，防止接缝漏浆造成砼面色差或麻面。

2.5安装盖梁钢筋：

底模经检测合格后，测量放线，将钢筋位置标在模板上，随后进行盖梁钢筋安装，盖梁骨架钢筋在加工车间先加工成骨架片，每片骨架经检查合格后，成组运至施工现场，用吊车整体吊装就位绑扎成型。绑扎同时加垫垫块，保证保护层厚度，垫块位置应尽量远离模板接缝。吊装应注意吊点位置, 并采取必要的加固措施, 防止骨架变形。钢筋绑扎过程中必须严格安装规范和施工图进行，定位要准确, 确保钢筋保护层厚度误差不大于5mm，钢筋施工的允许偏差见下表1、附表2.

2.6安装盖梁侧模：

钢筋绑扎及预埋件施工经检查合格后，进行侧模施工。侧模采用定型钢模由专业模板厂设计制作，安装前必须打磨除锈，打磨干净后均匀涂刷脱模剂，侧模与侧模、侧模与底模之间的接缝要紧密，加垫双面胶条防止漏浆。侧模采用φ16的对拉螺栓进行加固，内设支撑，在侧模外侧采用φ50的钢管作为横带和竖带，并且在侧模和底模分配梁之间用滑栏螺丝连接，以便调节侧模的垂直度。模板各部位支撑、拉杆要稳固。安装完毕后，仔细检查各部位尺寸以及稳定性。立模具体要求见附表

             焊接网、焊接骨架的允许偏差       附表1

砼浇注前，应报请监理工程师检查模板各部位尺寸是否正确，接缝是否严密，支撑、拉杆是否稳固以及钢筋、预埋件位置等是否正确。模板内的杂物、积水、钢筋上的污垢应清理干净。以上各项全部符合设计要求后方可浇注砼。

砼拌合站集中拌合、砼罐车运输、吊车吊运砼入模。在入模前检查混凝土的坍落度及均匀性。浇注顺序从与墩柱联接部位开始向两端分层且对称浇注，每层厚度不超过40cm，砼振捣以砼面停止下沉,并无明显气泡上升、表面平坦一致为宜（约30S~40S）。在灌注上层砼时，要将振捣棒插入下层砼内不少于10cm。砼振捣时严禁碰撞钢筋和模板，浇注砼时要留足够数量的砼试件。混凝土必须一次浇注完成，浇注应连续进行，如因故间断时，间断时间应小于混凝土的初凝时间。

在浇注过程中或完成时，若混凝土表面泌水较多，需在不扰动混凝土的条件下采取措施将水排除。继续浇注时，应查明原因，采取措施，减少泌水。浇注完成后，混凝土顶面应修整抹平，待定浆后再抹第二遍并压光。浇注期间，应设专人检查抱箍、支架、模板、钢筋及预埋件的稳固情况，当发现有松动、变形、移位时，应及时处理。

2.8养生：

砼初凝后，用土工布或塑料布覆盖洒水养生，养生期不小于7天，养生期内必须保证混凝土表面经常处于湿润状态。

2.9拆侧模：

当盖梁砼强度达到2.5MPa时，在不损坏棱角的情况下拆除侧模，侧模拆除后，立即用土工布或塑料布覆盖洒水养生。

2.10拆底模：

当盖梁砼强度达到设计强度80%以上时，拆除承重底模。

三、施工工艺框图

四、质量标准

1、混凝土所用的水泥、河砂、碎石、水、外加剂及混合材料的质量和规格必须符合有关规范的要求，按规定的配合比进行施工。

2、不得出现露筋和空洞现象。

3、混凝土表面平整、光洁、棱角线平直。

4、实测项目应符合下表中的要求。

1、主要工程技术及管理负责人

技术负责人：杨新房       现场技术负责人：黄小龙

安全工程师：李  斌       试验负责人：张锦润

物资负责人：柏林星       质检工程师：李  斌

     测量负责人：李为儒       施工队负责人：娄丙柱、李永胜

   2、施工人员配备     

1、质量保证措施

（1）混凝土采用搅拌站集中拌制，混凝土罐车运送至现场，确保混凝土质量。

（2）混凝土振捣应指定专人负责震动，保证混凝土外美内实。

（3）混凝土浇注过程中，设专人检查抱箍、支架、模板，发现变形应及时纠正，确保结构外形美观。

（4）现场施工人员全程旁站，监督混凝土振捣过程，保证混凝土施工过程中不出现漏振、过振引起的蜂窝、麻面、水泡等混凝土缺陷。

2、安全保证措施

 （1）盖梁施工属高空作业，在底模周围要搭设4cm厚的脚手板和1.5m高的防落网，防止物件或人员坠落造成安全事故。

（2）施工人员在较高的盖梁上面施工必须戴安全帽和安全带。

（3）施工场地要有安全员巡视，发现隐患及时采取措施，避免安全事故的发生。

（4）施工现场必须悬挂安全警示标志，施工平台需设置栏杆，平台不能有探头板，作业人员必须系安全带。

（5）发现有不宜等高症，不得从事高空作业。

（6）严禁作业人员带酒作业。    

（7）夜间施工必须有足够的照明设备，灯光应明亮。

（8）起重吊装应指派专人统一指挥，其中工要掌握作业的安全要求，其他人员要分工明确。

（9）吊装前必须严格检查其中设备各部件的可靠性和安全性，并进行试吊，作业中遇有停电或其他特殊情况，应将重物放下，不得悬于空中。

八、抱箍设计计算

1、抱箍设计

采用两块半圆弧型钢板（板厚t=8mm）制成， M24的高强螺栓连接，抱箍高50cm，采用16根高强螺栓连接。抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层10mm厚的橡胶垫，使用千斤顶将横梁架起，两根横梁采用16拉杆进行固定。

2、受力检算

2.1上部荷载计算

盖梁砼自重：25.7×26＝668.2KN

盖梁模板重：4.5×9.8=44.1KN

工字钢自重：18×2×71.2×9.8÷1000＝25.12KN

荷载总重：668.2+44.1+25.12=737.42KN

施工荷载：按荷载总重的5％计   

上部荷载总重：Q=737.42×1.05＝774.29KN

每个盖梁按墩柱设二个抱箍体支承上部荷载，上部荷载通过45a工字钢传递给抱箍，按简支梁计算，抱箍受力为774.29/2=387.15KN

   以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。

2.2抱箍受力检算

（1）螺栓数目计算

抱箍体需承受的竖向压力N=387.15kN

抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：

M24螺栓的允许承载力：

[NL]=Pμn/K

式中：P---高强螺栓的预拉力，取225kN;

     μ---摩擦系数，取0.3；

     n---传力接触面数目，取1；

     K---安全系数，取1.7。

则：[NL]= 225×0.3×1/1.7=39.7kN

螺栓数目m计算：

m=N’/[NL]=387.15/39.7=9.8个，取计算截面上的螺栓数目m=10。而实际抱箍设计为16根M24高强螺栓，满足要求。

（2）螺栓轴向受拉计算

  砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算，

抱箍产生的压力Pb= N/μ=387.15kN/0.3=1290.5kN由高强螺栓承担。

则：N′=Pb=1290.5kN

抱箍的压力由16条M24的高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为

N1= N′/16=1290.5kN /16=80.66kN

查《路桥施工计算手册》第427页高强螺栓轴心受拉应力σ= N1（1-0.4n1/n）/A

式中：N1---轴心力

      n1---所有螺栓数目，取：16个

      n——所计算截面（最外列螺栓处）上高强螺栓数目

      A---高强螺栓截面积，A=4.52cm2

σ=N1（1-0.4n1/n）/A=80.66×(1-0.4×16/8)/4.52×10-4

 =35.7MPa＜[σ]=140MPa  

故高强螺栓满足强度要求。

 2.3 I36c工字钢检算       

（1） 荷载计算

施工荷载包括：平台及盖梁模板自重，钢筋混凝土重量，施工人员及设备重量，灌注砼时振捣产生的冲击力等。

模板重            n1 =44.1÷13.02 = 3.39KN

钢筋混凝土重      n2 = 1.4×1.4×26 = 51KN

工字钢自重             n3 = 1.93KN

其余施工荷载为：       n4 =（3.39+51+1.93）×0.05=2.82KN

    ∑ni = n1 + ~ +n4 =59.14KN/m

取1.1系数  q=59.14×1.1=65.06KN/m

（2）工字梁受力分析

工字钢取最不利受力组合状态进行分析，即跨中承受最大弯矩，工字钢受力计算模式见图5：

q

单位：厘米

706.2

图5：托架受力计算模式

每根工字钢跨中最大弯距：

    Mmax = ql2/8 = 65.06×7.062 ÷8÷2 =202.7×106 N · mm

每根工字钢最大剪力：

   V=65.06×7.062÷2÷2=114.9KN

I36C工字钢截面系数为：E=2.1×105Mpa ，WX＝9cm3，Ix=17351cm4

（3）强度检算

①抗弯强度检算

 Mx /γx·Wnx = 202.7×106/1×9×103  = 210.3＜f = 215N/mm2 

满足要求

②剪力验算

VSx/Ix·tw = 114.9×103÷（29.9×10×14） = 27.4N/mm2＜fv = 210 N/mm2

满足要求

    检算合格。

    ③刚度验算

    查规范挠度允许变形值为：L/400＝7.602/400=1.9(cm)

A、按照剪支梁计算：fmax=5QL4/384EIx=5×65.06÷2×7.6024/(384×2.1×105×17351）=3.9cm＞1.9cm

验算不合格。

B、按照连续梁（如图所示）计算：

    由2.1可知，上部荷载总共为774.29KN，考虑安全系数为1.1，所要承受的荷载为：G=774.29×1.1=851.72KN

   钢筋混凝土占的荷载为：25.7×2.6×1.1=735.02KN

   则如下图所示：

    G3=851.72-735.02=126.7KN

   G1=735.02-2×150.37=434.28KN

则如图下图：

   G2y=G2×cosθ=150.37×0.946=142.25KN

   G2y’=G2y×cosθ=142.25×0.946=134.57KN

则如下图：  

则每根工字钢承受的荷载：

q1=71.23÷2=35.62KN/m

q2=54.÷2=27.45KN/m

按照图乘法计算跨中挠度为：

f端=(6×L22/L12+3L23/L13-1)q2L2L13/24EI

=(6×2.982/7.0622+3×2.983/7.0623-1)27.45×2.98×7.0623/24×2.1×105×17351×10-8=9.73×10-3m<19mm(满足要求)

施工时工字钢中部预留拱度9mm

2.4 外接1.0m10号槽钢强度进行验算

查钢结构规范知10号槽钢截面系数为：E=2.1×105Mpa ，WX＝39.7cm3，Ix=198cm4  tw=5.3mm

   按照最不利考虑，端头1m范围内的所有荷载全部加到10号槽钢上，由上图可知：

所以端头1m范围内钢筋混凝土体积：按照棱台体积计算

   S1=0.73×1.46=1.07m2

   S2=1.07×1.46=1.56m2

其余荷载按照混凝土的5%计，安全系数为1.1，则总共荷载为：

   G=1.31×26×1.05×1.1=39.34KN

则每根槽钢承担的荷载为：

   G1=39.34÷2=19.67KN=19.67×103N

剪力验算：

满足要求，验算合格。

2.5 6×4.5cm方木强度验算

方木横向放置于盖梁底模下部，间距30cm，下面放置10槽钢，间距40cm，方木所能抵抗最大剪力为3.5N/mm2

考虑最不利的位置应为跨中，由前面知顺盖梁方向每延米的荷载q=71.23KN/m，则方木承受的均部荷载为：

q1=71.23×（0.3÷1.46）=14.KN/m

方木上最大的剪力为：

应力为： 

满足要求，验算合格。

2.6 侧模拉杆拉力检算

1、力学模型

假定砼浇筑时的侧压力由拉杆承受，Pm为砼浇筑时的侧压力，T1、T2为拉杆承受的拉力，计算图式如图2-1所示。

2、荷载计算

     砼浇筑时的侧压力：Pm=Kγh 

式中：K---外加剂影响系数，取1.2；

     γ---砼容重，取26kN/m3；

      h---有效压头高度。

         砼浇筑速度v按0.3m/h，入模温度按5℃考虑。

        则：v/T=0.3/5=0.06》>0.035

        h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.035=1.09m

Pm= Kγh=1.2×26×1.09=34.05kPa

图2-1   侧模支撑计算图式

砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。

则：Pm=34.05+4=38.05kPa

盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）：    P=Pm×（H-h）+Pm×h/2=38.05×0.37+38.05×1.09/2=35kN

3、拉杆拉力验算

拉杆（φ16圆钢）间距0.7m，0.7m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。则有：

σ=（T1+T2）/A=0.7P/2πr2

=0.7×35/2π×0.0082=60957.40kPa=60.95MPa<[σ]=160Mpa

满足要求