【摘 要】 現(xiàn)代公路施工中,蓋梁的支撐體系的選擇對工程質(zhì)量、進度、安全及其經(jīng)濟性尤為重要,本文列舉了蓋梁施工的幾種支撐體系,并舉例闡述了滿堂式支架與抱箍法施工的工期與經(jīng)濟性比較。
【關鍵詞】 支架法 抱箍 工程應用
抱箍法具有施工簡單,適應性強,節(jié)省投資,施工周期短等優(yōu)點。由于其他支撐體系的優(yōu)點抱箍法都有,而其它支撐體系的缺點抱箍法幾乎都沒有。因此,抱箍法是值得大力推廣的蓋梁施工支撐體系。下面我們詳細的說說蓋梁施工有哪幾種幾種支撐體系?
近年來,公路橋梁工程中有不少橋梁的下部結(jié)構(gòu)采用簡單的剛架結(jié)構(gòu),即橋梁的下部基礎為兩根或多根樁基礎,墩身為兩根圓柱墩,樁間系梁聯(lián)結(jié)(或不設系梁),墩頂蓋梁聯(lián)結(jié)。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(jīng)驗也有失敗的教訓。下面就這些施工方法的優(yōu)缺點從施工質(zhì)量、工期和費用影響等方面進行一些簡單的探討。
1、橫穿型鋼法
在墩柱內(nèi)預先埋設預留孔,在孔中穿入型鋼并鎖定型鋼,由型鋼支撐支架、模板及整個蓋梁的重量。這種體系的優(yōu)點是,支架、模板及整個蓋梁的重量通過型鋼傳至墩柱,由墩柱承受,傳力途徑簡單明確,不存在支架下沉的問題。但這種體系的缺點也是明顯的,在墩柱內(nèi)埋設留預孔,影響墩柱的外觀質(zhì)量,其處理不但費工費時而且還很難領人滿意;再次,這種體系一般不易取得監(jiān)理、設計部門及業(yè)主的認同。因此,這種體系現(xiàn)已較少采用。
2、預埋鋼板法
在墩柱中預埋鋼板,拆模后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。這種體系的優(yōu)點與前一種體系一樣,支架、模板及整個蓋梁的重量通過鋼支撐及預埋鋼板傳至墩柱,由墩柱承受,傳力途徑簡單明確,不存在支架下沉的問題而且也不用破壞鋼模。這種體系的缺點是,第一,預埋鋼板要消耗大量鋼材,很不經(jīng)濟;第二,鋼支撐的焊接工作是相當大,對焊接質(zhì)量的要求也比較高,而且蓋梁施工完后要對墩柱外觀進行處理,不但費工費時而且還較難保證質(zhì)量。故這種體系只在迫不得已的情況下采用。
3、支架法
采用支架法施工,這是目前用得較多的一種方法。支架可用萬能桿件也可采用鋼管支架搭設。蓋梁施工的所有臨時設施重量及蓋梁重量均由支架承受,直接傳到地面。這種方法的優(yōu)點是,第一,支架的形式及高低可根據(jù)墩周圍的地形和墩柱的高度等隨機變化,方法靈活;第二,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,第一,支架法施工對地基的承載力要求比較高 ,一般均要求對地基進行壓實,對軟土地基還需要澆筑砼地坪。因此,對地基的處理要花費較多人力物力。如果對地基的處理稍有不慎,即可造成支架整體下沉,嚴重影響蓋梁的施工質(zhì)量。第二,墩柱較高時,必須對支架進行預壓以消除非彈性變形,這需要消耗大量人力物力。第三,由于墩柱高度的變化而調(diào)整底模高度;對于鋼管支架,從經(jīng)濟上講都是不合算的,而且還要大量不必要的人力。第四,墩柱較高時,支架龐大,需要巨額投入而且安裝支架費時耗力。第五,水中施工無系梁橋墩時,支架法很難用得上。由此可知,支架法施工雖然方便靈活,但該法有其自身固有的缺點,在施工時尤需注意支架的穩(wěn)定性、非彈性變形及地基沉降等方面的問題。
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并使之與墩柱夾緊產(chǎn)生的最大靜摩擦力,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。下面就此問題進行討論。
5、工程應用
我公司修建的共茶高速公路然去乎大橋墩柱直徑1.3m,中心距6.002m;蓋梁長13.86m,寬1.6m,高1.4m,混凝土量31.2m3,墩柱平均高3.0m;跨度20m,最大縱坡0.00%。共16個墩柱,8個蓋梁。蓋梁施工共采用2套底模1套側(cè)模,共需2套支撐設備。最初擬定的方案為支架法。支架為滿堂支架,平均每個支架高3.0m,長15.6m,支架寬4.8m,經(jīng)計算得知,如用萬能桿件,每套支架需桿件約15T,橫向分配梁需方木約2.2m3,縱向分配梁需方木為2.3m3;支架基底硬化砼共需約40m3,此外,每拼裝一個支架至少4d,且支架法需要進行預壓,至于消耗的人工就更不用說了。后改為抱箍法,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110t,于是n=Num(0.03×G+1)=Num(0.03×110+1)=Num(4)=4。
在施工中,抱箍采用6mm厚鋼板制作,高500mm,背面采用槽鋼作為豎楞,豎楞間距200mm,抱箍內(nèi)徑大于柱徑15mm,每個抱箍由兩個半圓形鋼箍組成,兩個半圓型鋼箍在柱上安裝后相接面有50mm空隙,以保證鋼箍之間用高強螺栓連接好后能與墩柱擠壓緊密,抱箍內(nèi)壁用萬能膠粘貼8mm厚橡膠墊,用以增加抱箍與墩柱的摩擦力。
由于蓋梁的全部施工荷載均由抱箍承受,所以抱箍與混凝土柱摩擦力是否能承受以上荷載,是確定抱箍是否能夠安全使用的關鍵,必須經(jīng)試驗確定后方可使用。試驗方法是先將抱箍安放在距地面約80cm處,每個抱箍的2個半圓鋼箍之間用16個Φ16高強螺栓連接牢固,擰螺栓時兩邊對稱擰緊。在抱箍下部兩側(cè)放置150t液壓千斤頂各一臺,千斤頂與油泵連接好后,同時打開兩臺油泵進油閥,使千斤頂向抱箍作用力,通過油表的讀數(shù)計算出作用力的大小,當抱箍開始滑移時,記下油表讀數(shù),算出作用力大小,即可得知抱箍所能承受的極限荷載。在然去乎大橋的抱箍承載力試驗中,抱箍極限承載力可達120t,實際所承受荷載為82t,施工安全系數(shù)達到1.46,完全滿足施工要求。安放抱箍前先在墩柱四周用鋼管搭設簡易操作架,計算好抱箍安放高度,用吊車將抱箍安裝到位,在抱箍連接處用高強螺栓擰緊,使抱箍與墩柱貼和緊密,橡膠墊被充分壓縮。在抱箍對稱兩側(cè)承接鋼梁處放置砂袋,為防止局部受壓過大,在抱箍貝雷片上均提前安裝δ20厚鋼板和橡膠墊。
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(jié)省了大量投資,縮短了施工周期(如表1)。
結(jié)語
利用鋼制抱箍作為懸空支承點的施工方法,施工簡便,使用周轉(zhuǎn)材料少,現(xiàn)場易于清理,材料不易丟失,便于現(xiàn)場管理,且能縮短工期,經(jīng)濟效益客觀,特別是在高墩施工或水中墩柱施工過程中更能顯示出其優(yōu)越性。