淺析澆蓋梁支架的設(shè)計(jì)在橋梁施工中的運(yùn)用

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建筑工程中的蓋梁,也有帽梁的說法,是一種用鋼筋混凝土簡支梁橋中的構(gòu)件,主要受力是在下部結(jié)構(gòu),是梁板的支撐平臺(tái),一般情況下是設(shè)在墩柱頂部。如在墩柱頂蓋梁上采用現(xiàn)澆施工,混凝土配合比與澆灌方法以及采用的支架很大程度上決定著施工質(zhì)量。選擇了正確的支架,,能使操作人員能安全地進(jìn)行各種施工作業(yè),確保施工質(zhì)量和安全,為施工過程中支架能抵抗混凝土自重和施工荷載,杜絕因支架變形發(fā)生模板漏漿、結(jié)構(gòu)變形、混凝土開裂等的質(zhì)量通病,避免了因模板支架引發(fā)的安全事故等提供有力保證。

　　1施工方案的討論

　　目前,蓋梁現(xiàn)澆施工的支架形式多種多樣,但多數(shù)情況下所在施工過程用所采用的不外是自落地支架式、埋設(shè)托架式和抱箍挑架式等這幾種施工方案。

　　1.1三種常見施工方案

　　自落地支架式施工方案即把鋼管支柱立在蓋梁下部的地面上,通過搭成滿堂支架作輔助,從而在支架上設(shè)調(diào)托盤、方木及模板。而埋設(shè)托架式施工方案,待墩柱混凝土拆模并有一定的強(qiáng)度后,向預(yù)留孔中穿入鋼錠一般采用鋼棒,這樣就可以在墩柱頂部預(yù)留水平孔,搭設(shè)縱梁、橫梁、鋪設(shè)模板都通過使用型鋼兩端懸臂部分。,在蓋梁下的墩柱頂上套鋼抱箍,擰緊抱箍連接螺栓,然后利用抱箍牛腿搭設(shè)支架縱梁、橫梁、鋪設(shè)模板,這就是所謂的抱箍挑架式施工方案。

　　1.2對(duì)施工方案的討論

　　各種支架形式方案的選擇,應(yīng)考慮蓋梁的高度以及現(xiàn)場施工條件,同時(shí)在工程造價(jià)較高的今天,還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)成本,盡量能就地取材以節(jié)約運(yùn)輸成本。為了適應(yīng)墩柱施工方法,在柱頂安裝自制的吊架,完成貝雷桁架的吊裝工作的同時(shí),蓋梁的施工確定為在距柱頂2m處預(yù)埋工字鋼牛腿。1號(hào)墩和8號(hào)墩又在半山坡上,橋址處在深溝內(nèi)。加上征地范圍較小,僅為橋面投影面積,所需支架數(shù)量大,桿件變形、地基變形難以掌握等這樣是不合理的。由于關(guān)系到現(xiàn)澆蓋梁的施工質(zhì)量、操作安全和經(jīng)濟(jì)性,因此正確選擇支架方案,實(shí)現(xiàn)施工最大優(yōu)化,是在簡支梁橋施工過程中的一項(xiàng)重要的任務(wù)。

　　在討論選用橋蓋梁施工具方案時(shí),有明顯的兩個(gè)不利因素:一方面受地形條件限制,另一方面由于墩柱高度大,不利工作的開展。這樣就由于地形條件所限大型起重設(shè)備,在施工過程中難以到達(dá)墩位。為化解以上制約,在討論蓋梁的施工方案時(shí),我們首先考慮的是利用墩柱施工的爬升平臺(tái)提模施工工藝,改造爬升平臺(tái)為蓋梁施工平臺(tái),當(dāng)墩柱施工到距柱頂2m時(shí)預(yù)埋工字鋼牛腿,隨后轉(zhuǎn)換承重裝置于牛腿支承。這一施工方案免去了吊裝貝雷桁架這一作業(yè),比較安全且質(zhì)量可以更加保證。但其缺點(diǎn)是墩柱每次只能澆注2m左右,使得墩柱施工工期加長。雖對(duì)蓋梁施工有利,因下部工期所限,這也不是一個(gè)最秀的方案。另外,墩柱利用支架提升模板施工的方案可保證墩柱每次澆注高度達(dá)6m,墩柱施工進(jìn)度明顯加快。

　　2計(jì)算要點(diǎn)在各種支架中表現(xiàn)不同

　　2.1計(jì)算托架鋼錠的要點(diǎn)

　　在施工過程中,橋梁的支架要充分結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備,考慮現(xiàn)場的施工條件,掌握蓋梁的高度。在確保選用現(xiàn)澆蓋梁的操作安全和施工質(zhì)量的前提下,根據(jù)施工設(shè)備的具體條件,自落地支柱可以選用多種材料,例如鋼管、型鋼或門式架等;在施工時(shí),不要綜合考慮各方面的因素,按計(jì)算撓度值,并應(yīng)搭設(shè)足夠?qū)挾鹊牟僮髅?不管是采用哪種支架,在工程的實(shí)踐中,一般周高度不小于1.2m且每邊不小于1m。各種支架做好防止高空墜落工作,設(shè)置護(hù)欄邊以及滿掛密目安全邊護(hù)欄。結(jié)合施工現(xiàn)場的設(shè)備和各種不同的條件,考慮到蓋梁的高度,支架型式選用時(shí)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備各種因素。而且除考慮經(jīng)濟(jì)成本,提高效益外,還應(yīng)對(duì)現(xiàn)澆蓋梁的施工質(zhì)量以及施工的操作安全作出保證。

　　2.2計(jì)算抱箍的要點(diǎn)

　　從物理學(xué)角度看,摩擦力的計(jì)算是:F=Nμ。而在式中,“N”表示抱箍對(duì)墩柱的垂直壓力,這個(gè)壓力是由螺栓的擰緊程度來確定。而式中的“μ”表示摩擦因數(shù),作為一個(gè)重要的參考指標(biāo),由墩柱的表面決定的,一般情況下,摩擦因數(shù)μ=0.3～0.5是最常用的取值范圍。考慮抱箍與墩柱之間的摩擦力處于一種相對(duì)的平衡,就要求在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇擰緊螺栓的數(shù)量,并且檢驗(yàn)抱箍所能承受的荷載。在設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)該驗(yàn)算抱箍鋼板的局部抗剪強(qiáng)度,保證建筑的質(zhì)量。而抗擠壓強(qiáng)度的驗(yàn)算也是一個(gè)重要的參考因素,比較有實(shí)踐的意義。

　　2.3計(jì)算自落地支柱的要點(diǎn)

　　自落地支柱可以先初選構(gòu)件類型,如鋼管、型鋼或門式架等,然后根據(jù)最大軸力的數(shù)據(jù)要求,按公式A=N/a來計(jì)算值選擇構(gòu)件型號(hào)及截面,構(gòu)造要求設(shè)計(jì)掃地桿、剪刀撐、間距拋撐和纜風(fēng)繩。對(duì)兩端簡支的軸心受壓構(gòu)件計(jì)算,應(yīng)當(dāng)考慮蓋梁的高度問題,同時(shí)還要考慮當(dāng)?shù)氐某Ｄ甑臍夂蛱攸c(diǎn)等。如果地區(qū)常年的風(fēng)力較大,可以考慮風(fēng)荷載。同樣的方法用于對(duì)兩端簡支的軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。最后通過公式H=πEI/Aδa來驗(yàn)算抗壓穩(wěn)定性和水平聯(lián)系桿的豎向間距。

　　3各種支架的優(yōu)缺點(diǎn)以及改進(jìn)方法

　　3.1各種支架的優(yōu)缺點(diǎn)

　　在工程實(shí)踐中,采用抱箍挑架式作為支架,方便在蓋梁施工中下人員的流通,而且有比較寬松的地面工作空間,對(duì)于工程管理是很有利的,但這種方法也存在它的缺點(diǎn)與不足,主要表現(xiàn)在抱箍挑梁中施工中鋼箍與墩柱之間存在著摩擦,而且摩擦系數(shù)的取值也很難掌握,依墩柱表面的平整度和粗糙度都存在著較大的差異,而且在施工的實(shí)踐過程中,常常有抱箍滑脫的事故發(fā)生,一般支架都不能承受過高的荷截。自落地支架式作為支架,這種方式結(jié)構(gòu)簡單,但與采用抱箍挑架式相比,這種方式的缺點(diǎn)更突出,主要有支架在荷蒙的作用下,變形較大,消耗大量的材料,而且施工過程中比較難達(dá)到文明施工的要求,管理困難。還有一種方式叫埋設(shè)托架式,這種方式下部可以通行,可以離開地面的工作面,節(jié)省空間,能承受較大的荷載,而且文明施工管理也比較方便,但是埋設(shè)鋼錠和施工受載比較大時(shí),墩柱需要具有一定強(qiáng)度的混凝土,工程結(jié)果后會(huì)在墩柱中殘留一些小孔,需要再用混凝土填塞小孔以避免對(duì)外觀的影響。

　　3.2各種支架的改進(jìn)方法

　　經(jīng)過多年的施工經(jīng)驗(yàn),系梁的強(qiáng)度必須經(jīng)過計(jì)算,根據(jù)施工現(xiàn)場需要,可以加大系梁截面和加配鋼筋。在埋設(shè)托架式中,改用型鋼如槽鋼等必須經(jīng)過計(jì)算,可以代替實(shí)心鋼錠。為預(yù)防施工荷載過大造成鋼板箍滑脫,在使用抱箍挑架式時(shí),宜采用高強(qiáng)度螺栓和雙螺母擰緊抱箍,也在抱箍底部預(yù)埋鋼筋或者采用兩層抱箍互相支撐的方法,以協(xié)助支撐。但預(yù)埋的鋼筋在使用后應(yīng)割除,并妥善處理,以免影響墩柱外觀質(zhì)量。

　　施工過程中常常遇到水上與土質(zhì)條件都比較差的地面上,加上蓋梁與系梁的高度相關(guān)不大,實(shí)施起來比較有難度。這種情況下,可以采用系梁作為受力底座的方法,因?yàn)橐话愫喼Я簶蛑?在樁基與墩柱間都設(shè)計(jì)有水平系梁。根據(jù)具體的施工條件提出不同的要求,對(duì)于如土質(zhì)條件較差的地面現(xiàn)澆蓋梁,可采用自落地支架;對(duì)于水上現(xiàn)澆蓋梁,可利用萬能桿件拼裝成桁式支架,這樣可以減少沉降,大大提高支架承受荷載的能力。另一種桁式支架可設(shè)計(jì)也稱為滿堂式設(shè)計(jì),在施工荷載比較小的情況下可以使用。它一個(gè)比較突出的特點(diǎn)是要保證操作平臺(tái)的穩(wěn)定性和沉降量滿足要求,一般可以在墩柱中埋設(shè)型鋼,充分利用埋設(shè)的型鋼來搭設(shè)支托架。