盖梁抱箍法施工及计算

 第一部分  盖梁支架施工方案

一、工程概况

梅堰路三标5#桥结构形式为三跨13+13+13m先张法预应力砼简支空心板梁，其中1#、2#墩处于河道当中。墩柱上方为盖梁，共有4个盖梁。盖梁为长36.156m，宽1.6m，高1.2m的钢筋砼结构，如图所示。由于墩柱处于河道之中，盖梁施工拟采用抱箍法施工。每个盖梁砼浇筑量约69m3。

          5#桥盖梁正面图

二、主要施工方法

1、施工准备

桥墩在立柱施工完成后，根据盖梁设计标高反算出抱箍钢带下缘在墩柱的确切位置，并做好标记，以便抱箍正确就位。

2、测量放样

在盖梁施工前。对墩柱进行施工测量，作为安装盖梁底模的依据。墩柱施工测量与控制的内容包括：墩柱中心位置测量、立柱顶高程测量。墩柱坐标采用全站仪进行测量，高程采用施工中设立的临时水准点直接用水准仪进行测量。

3、抱箍

 采用两块半圆弧型钢板（板厚t=15mm）制成， M24的高强螺栓连接，抱箍高25cm，采用8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2～3mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。

4、钢筋的制作、运输与安装

 在盖梁底模安装，底模高程验收合格后，开始安装盖梁钢筋。钢筋的制作与安装严格按照设计图纸及验收规范进行施工。钢筋施工要注意垫块放置，确保混凝土保护层厚度。

5、模板支架、底模的制作与安装

盖梁承重支架采用两根28b槽钢作纵梁，槽钢搭接长度约80cm。中间水平方向采用Φ16对拉螺杆连接，槽钢上铺设间距为0.3m，长4m的Φ48*3.5钢管作横梁，在横梁上纵向铺设8cm*10cm方木，盖梁模板采用木模。

在立柱顶测量放样合格后，开始安装模板支架。在模板支架安装时，严格按照由下到上的顺序进行，即先安装抱箍，再吊装纵梁，待纵梁稳定后方可铺设横梁钢管。底模采用1cm厚九夹板，每两根立柱之间当中底模设置1cm预拱度。盖梁悬出端底模下设钢管三角支架支撑，三脚架支撑在纵梁上。

6、安装侧模

在盖梁钢筋安装验收合格后，严格按施工要求安装侧模。侧模采用1cm厚九夹板。在侧模上下部设置间距为40cm的Φ16的侧螺栓作拉杆。 侧模采用6cm*8cm方木间距40cm作立档，采用长6m的Φ48*3.5钢管作水平支撑。

7、混凝土浇筑及养护

   （1）、混凝土的浇筑

 模板安装完毕后，请监理单位现场检验模板的平面位置，顶部标高，节点联系及稳定性。经检验合格后，开始浇筑混凝土。盖梁混凝土采取泵车进行浇筑。混凝土进行连续浇筑，分层施工，一次性成型的方法。每层厚度不超过50cm,上下两层浇筑间隔时间不超过1.5小时，采用插入式振动器振动，振动时宜快插慢拔，振动棒移动距离不超过该棒作用半径的1.5倍，与模版保持5-10cm距离，避免振动棒触碰模板；混凝土的振动时间，以保持混凝土获得足够的密实度，当混凝土不再下沉，混凝土不出气泡，混凝土表面开始泛浆时，表示该层混凝土振捣适度。为了保证混凝土表面光洁度，防止气泡孔的出现，严格控制混凝土的塌落度。

   （2）、混凝土的养护

在盖梁混凝土浇筑完成约12小时后，立即用保养布覆盖，并进行洒水养护。在高温季节，保养布要始终保持湿润。

8、模板与支架拆除

当混凝土抗压强度达到3.0Mpa后，并保证不因拆模而使结构损坏时，可拆除盖梁侧模板。拆模时时可用锤轻轻敲击模板，使之与混凝土脱离，再用吊车拆卸，不允许用猛力的敲打和强扭等方法进行，并调运至指定地方堆放。

待混凝土强度达到100%时，才能拆除模板支架，支架拆除时，严格按照由上而下的顺序进行。

三、施工注意事项

1、模板支架、底模安装时严格按照施工图纸进行，严禁随意变更施工图纸尺寸，纵梁与立柱之间的联系一定要确保牢固；

2、抱箍安装必须在立柱砼强度达到设计强度的75%以上才能进行，为增加钢抱箍与立柱之间的摩擦力，在抱箍与立柱之间增设一道橡胶皮，以增加其摩擦力。

3、浇筑混凝土之前在模板内侧刷涂脱模剂，脱模剂宜使用同一品种，不得使用宜使混凝土变色的脱模剂；设置好钢筋保护垫块，确保有足够的钢筋保护层。

4、浇筑混凝土期间，应设有专人检查模板，钢筋及对拉螺杆等稳固情况，当发现有松动、变形、位移时要及时进行相应处理。

5、在混凝土浇筑期间，施工人员要正确使用插入式振捣棒，防止振捣棒与模板、钢筋及螺杆之间的接触，而引起的松动、变形计移位等情况发生。

6、施工前应对机具设备、材料、混凝土配合比及施工布置等进行检查，以保证混凝土拌合质量良好，浇筑过程中不发生故障等情况。

四、安全保证措施

1、钢筋调直时，禁止非施工人员进入施工场地，两端设安全挡板或挡护墙，调直设备事先要检查是否安全可靠。

2、起吊钢筋要做到稳起稳落，在安装就位并稳妥后脱钩，吊装要严格遵守相关安全操作规程。

3、工序施工前，必须对各工序施工人员进行安全及技术交底，施工时设置各种防护措施，墩上操作人员必须穿好救生衣、带好安全帽。

4、电力及照明线路要经常检查，防止发生漏电事故；遇大风、雷雨天气要切断电源，保护好各种机械设备。

5、模板安装前必须检查好支架的牢固程度，施工荷载必须均匀、对称并不得超过其计算荷载。

    第二部分  盖梁支架施工计算

1、抱箍计算

    抱箍采用两片半圆弧形钢板（板厚t=15mm）制成，采用16根M24的高强螺栓连接，抱箍高25cm.抱箍紧固在立柱上产生摩擦力提供上部结构的支反承力，是主要的支承受力结构。为了提高墩柱与抱箍的摩擦力，同时对墩柱表面进行保护，在墩柱与抱箍之间设一道10mm 的橡胶垫，使用吊车将槽钢横梁架起，两根横梁采用钢管扣件进行固定。

  1.1抱箍受力计算：

盖梁钢筋砼自重：68m3×24KN=1632KN

盖梁模板自重：1.5m3×600Kg=9KN

槽钢自重：75m×35.823Kg=26.9KN

钢管自重：120根×4m×3.84Kg=18.4KN

上部荷载总重：Q=1632KN+9KN+26.9KN+18.4KN=1686KN

每个盖梁按墩柱设6个抱箍体支撑上部荷载，上部荷载通过28b槽钢传递给抱箍，按简支梁计算，每个抱箍受力为1686KN/6=281KN。

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

1.2抱箍受力计算

（1）螺栓数目计算

根据抱箍需承受的竖向压力N=281KN。

抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生。

M24螺栓的允许承载力：

【N1】=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【N1】=Pµn/K=225×0.3×1/1.7=39.7KN

     螺栓数目m计算

     m=N´/[NL]=281/39.7=7,取计算截面上的螺栓数目m=7，而实际抱箍设计为8个M24高强螺栓，满足要求。

   （2）螺栓轴向受拉计算

    混凝土与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩察系数µ=0.3计算，抱箍产生的压力Pb=N/µ=281/0.3=936KN由高强螺栓承担。

     则：N´=Pb=936KN

抱箍的压力由8根高强螺栓的拉力产生。即每条螺栓拉力为：N1=N´/8=936KN/8=117

高强螺栓轴心受拉应力σ=N1（1-0.4n1/n)/A

式中： N1------为轴心力

       n1-------所有螺栓数目 取8个

       n------所计算截面（最外列螺栓处）上高强螺栓数目

       A-----高强螺栓截面面积，A=4.52cm2

       σ=N1（1-0.4n1/n)/A=117×(1-0.4×8/4)/4.52×10--4=51.8MPa<【σ】=140MPa

     （3）抗剪承载力计算

       Nvb=0.9nfµP=0.9×1×0.3×225=60.75KN    

       Nv=N/8=281KN/8=35KN       故高强螺栓满足要求。

2、槽钢验算

  槽钢采用[28b型号作为盖梁的纵梁。

（1）荷载计算

   施工荷载包括：模板自重，钢筋混凝土重量，施工人员及设备重量，混凝土浇筑时产生的振动力等。

   钢筋混凝土每米重：n2=1.2m×1.6m×24KN=46KN/m

   施工荷载：n3=46KN×0.05=2.3KN/m

   总重：46+2.3=48.23KN/m

   取1.1系数：q=48.23KN/m×1.1=53KN/m

槽钢取最不利受力组合状态进行分析，即跨中承受最大弯矩。

每根槽钢跨中最大弯矩：

    MX=ql2/8=53KN×6.32/8/2=20.5×106N/mm

每根槽钢最大剪力：

   Q=qL/2=53×6.3/2/2=83.5KN

    [28b槽钢截面系数为：WX=365.6cm3     IX=5118cm4

（2）强度验算

  ①、抗弯强度验算：

  σmax=MX/(rxWnx)=20.5×106/1×365.6×103=56.1<ƒ=215N/mm2  满足要求。

 ②、剪力验算：

     受压翼缘板对x轴的面积矩及x轴以上截面对x轴的面积矩：

      Sx=8.4cm×1.25cm×（14cm-1.25/2）=140cm3

      Sx=140+0.8×（14-1.25）2×1/2=205cm3

      d=VS/(Ixtw)=(83.5KN×103×205×103)/(5118×104×12.5)=26.7MPa<125MPa

  ③、挠度计算

  υ≤【υ】=1/400

υ=（5qkL4）/(384EIx)=（5×53×(6.3×103)4）/(384×2.1×106×2×5118×104)=10.11mm

  υ/L=10.11/6300=1/625<1/400

    满足要求。验算合格。

3、侧模拉杆拉力计算

（1）力学模型

  假定混凝土浇筑时侧压力由拉杆承受，Pm为混凝土浇筑时的侧压力，T1、T2为拉杆承受的拉力。

（2）荷载计算

 混凝土浇筑时侧压力：Pm=Krh=1.2×24×1.2=34.6KPa/m

 式中：K----外加剂影响系数,取1.2；

      r----为混凝土重量，取24KN/m3；

      h----有效压头高度,1.2米；

（3）拉杆拉力计算

   拉杆（Φ14圆钢）间距0.4m范围内混凝土浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆受力，则：σ=(T1+T2)/A=0.4P/2×3.14×r2=(0.4×34.6)/(2×3.14×0.0072)=44976KPa=45MPa<【σ】=140MPa  满足要求。

                                             中科建设开发总公司

                                 梅堰路（环城北路--北外环路）工程Ⅲ标段项目部

                                               2012年7月1日