摘 要:隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快,道路與橋梁工程作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分,其質(zhì)量和效率直接影響到交通運輸?shù)陌踩c暢通。在這一背景下,施工技術(shù)的革新成為提升工程質(zhì)量、縮短建設(shè)周期和降低總體成本的關(guān)鍵。抱箍技術(shù),作為一種經(jīng)典的非破壞性連接技術(shù),近年來在道路與橋梁工程領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,以其施工簡便、適應(yīng)性強、安全可靠等特性,解決了傳統(tǒng)施工方法中存在的一些難題,如施工復雜、對主體結(jié)構(gòu)損傷、維護困難等。本文旨在概述抱箍技術(shù)在道路與橋梁工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀,探討其技術(shù)原理、特點、施工方法及其在提高施工效率、荷載傳遞等方面的貢獻,為行業(yè)實踐提供理論參考與技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞:道路與橋梁工程 抱箍技術(shù) 施工工藝 基本原理及特點 技術(shù)要點
抱箍技術(shù)作為一種高效、靈活的連接與固定手段,在道路與橋梁工程施建中扮演著至關(guān)重要的角色。該技術(shù)通過緊固的環(huán)形或半環(huán)形夾具,利用摩擦力原理將上部結(jié)構(gòu)荷載安全地傳遞至支撐結(jié)構(gòu),顯著簡化施工流程,提高施工效率,并確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。抱箍技術(shù)的應(yīng)用涵蓋了從設(shè)計、材料選擇、安裝到維護的全過程,通過不斷創(chuàng)新,如采用高強度材料、模塊化設(shè)計、智能化監(jiān)測等,不斷提升施工的安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性。在橋梁蓋梁、橫梁安裝、模板固定等環(huán)節(jié),抱箍技術(shù)展現(xiàn)了其獨特的優(yōu)勢,成為現(xiàn)代橋梁建設(shè)不可或缺的一部分。
1 抱箍技術(shù)的基本原理及特點
1.1 抱箍技術(shù)的基本原理
抱箍技術(shù)的基本原理是利用機械緊固的方式,通過一個或多個環(huán)形或半環(huán)形的夾具,緊緊包裹并固定在目標結(jié)構(gòu)上,以實現(xiàn)對負載的支撐、固定或連接目的。抱箍通過螺栓或卡扣等緊固件加壓于目標結(jié)構(gòu)表面,產(chǎn)生徑向壓力,從而在抱箍與被固定物之間形成摩擦力。這個摩擦力是抱箍能夠承載上部結(jié)構(gòu)荷載的關(guān)鍵,它防止抱箍沿被固定物體滑動,確保荷載有效地從上部結(jié)構(gòu)傳遞到下部支撐結(jié)構(gòu)中。抱箍設(shè)計時會考慮力的分散原則,盡量增加抱箍與被固定物接觸面積,這樣可以更均勻地分配荷載,減少局部應(yīng)力集中,提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。抱箍通常由高強度鋼材或其它高性能材料制成,確保在承受較大荷載時不發(fā)生塑性變形或斷裂。
1.2 抱箍技術(shù)的特點
抱箍技術(shù)作為一種廣泛應(yīng)用的工程連接手段,具有以下特點。簡便快捷:抱箍安裝過程簡單,不需要復雜的工具或?qū)I(yè)技能,大幅縮短了施工時間,提高了作業(yè)效率。靈活性高:可以根據(jù)具體工程需求,選擇不同尺寸、形狀和材質(zhì)的抱箍,適用于多種直徑的桿件、不同形狀的結(jié)構(gòu)體,靈活性強。易于維護:抱箍固定結(jié)構(gòu)便于檢查和調(diào)整,當需要維修或替換時,可以輕松拆卸和重新安裝,降低了后期維護的難度和成本。適應(yīng)性強:抱箍技術(shù)不受氣候條件限制,適用于各種環(huán)境下的施工,以及在既有結(jié)構(gòu)上的增設(shè)或改造工程。
2 道路與橋梁工程施建中的抱箍技術(shù)的應(yīng)用
2.1 簡化施工流程
抱箍技術(shù)在道路與橋梁工程施工中是一種常用的連接與固定方法,主要用于固定和連接各種管道、桿件、支架等結(jié)構(gòu)部件。它的應(yīng)用能夠顯著簡化施工流程,提高施工效率,確保工程質(zhì)量。抱箍通常由可調(diào)節(jié)的螺栓或卡扣組成,能夠在現(xiàn)場快速安裝并根據(jù)需要進行微調(diào),無需復雜的焊接或定制加工,大幅縮短了安裝時間,提高了施工效率。相比于傳統(tǒng)的焊接或鉆孔固定方式,抱箍技術(shù)減少了對橋梁或道路主體結(jié)構(gòu)的損傷,避免了因熱影響區(qū)導致的金屬材質(zhì)性能下降問題,有利于保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和耐久性。采用抱箍固定的構(gòu)件,在未來需要維修或更換時,可以較為容易地拆卸和重新安裝,無需大規(guī)模的施工操作,降低了后期維護的成本和難度。
2.2 荷載傳遞
在道路與橋梁工程施建中,抱箍技術(shù)的應(yīng)用特別關(guān)鍵在于其對荷載的有效傳遞能力。抱箍通常是由高強度鋼材制成的環(huán)形或半環(huán)形構(gòu)件,通過螺栓緊密固定在墩柱或其他支撐結(jié)構(gòu)上,用于承載上部結(jié)構(gòu)傳遞下來的荷載。抱箍技術(shù)的核心在于利用抱箍與墩柱間的摩擦力來傳遞荷載。當上部結(jié)構(gòu)的重量及施工荷載作用于通過抱箍連接的橫梁或蓋梁時,這些荷載轉(zhuǎn)化為抱箍對墩柱的壓力,通過二者接觸面產(chǎn)生的摩擦力阻止抱箍沿墩柱滑動,從而實現(xiàn)荷載的有效傳遞至墩柱基礎(chǔ)。抱箍的設(shè)計需精確計算以確保足夠的摩擦系數(shù)和強度。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計能最大化抱箍與墩柱間的摩擦力,確保荷載安全傳遞。抱箍技術(shù)尤其適用于高墩和橋下有水流等復雜條件下的施工,因為無需設(shè)置大量支架或考慮地基處理問題,減少了施工難度和成本,同時不影響墩柱的外觀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。在施工過程中,對抱箍的安裝和荷載傳遞效果進行嚴格監(jiān)控是非常重要的。
2.3 技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用
隨著新材料技術(shù)的發(fā)展,抱箍所使用的鋼材不斷優(yōu)化,高強度、耐腐蝕的合金材料被廣泛應(yīng)用,提高了抱箍的承載能力和使用壽命。為了進一步提高施工效率和降低成本,抱箍技術(shù)逐漸向標準化和模塊化方向發(fā)展。在綠色建筑理念的推動下,抱箍技術(shù)的應(yīng)用也更加注重環(huán)保與可持續(xù)性。這意味著在設(shè)計和制造過程中減少資源消耗,施工中減少噪音和廢棄物產(chǎn)生,以及在使用壽命結(jié)束后便于回收利用。
2.4 節(jié)約成本和資源
與傳統(tǒng)支撐方法相比,抱箍技術(shù)大大減少了對額外支撐材料的需求。它直接利用橋墩作為支撐點,無需構(gòu)建龐大的支架系統(tǒng),從而節(jié)約了大量的木材、鋼材或其他支撐材料。抱箍的安裝相對簡單快捷,減少了人力需求。安裝過程中,不需要大量工人進行復雜的組裝作業(yè),降低了勞動成本和時間成本。由于抱箍的便捷安裝和拆卸,可以顯著加快施工速度,縮短整個項目的建設(shè)周期。這不僅減少了因長期占用場地而導致的成本增加,也加快了投資回報周期。抱箍技術(shù)有利于保護施工現(xiàn)場周圍的自然生態(tài),減少施工廢棄物,符合綠色施工的理念。著設(shè)計與施工技術(shù)的不斷進步,抱箍的設(shè)計更加精細化,能夠針對不同橋梁類型和施工條件定制化,進一步提高材料利用率和施工效率,達到資源的最優(yōu)配置。通過減少資源消耗和環(huán)境影響,抱箍技術(shù)促進了道路與橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展,符合當前對于可持續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求。
3 抱箍技術(shù)的施工方法
3.1 抱箍設(shè)計及材料選擇
首先,要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的重量、風荷載、地震荷載等進行詳細的荷載計算,確定抱箍需承受的最大荷載?;诤奢d計算結(jié)果,設(shè)計抱箍的內(nèi)徑、外徑、厚度和寬度,確保抱箍與被固定物之間的接觸面積足夠,以提供必要的摩擦力。選用高強度鋼材或不銹鋼材料,以滿足承載力和耐腐蝕性的要求。對于特殊環(huán)境,還需考慮材料的耐腐蝕性能。
3.2 安裝蓋梁承重氣抱箍
根據(jù)蓋梁的尺寸、重量、荷載要求及現(xiàn)場條件,選擇合適的氣抱箍型號,并進行詳細的設(shè)計計算,包括承重能力、膨脹力、所需壓力等。檢查安裝位置的墩柱或其他支撐結(jié)構(gòu)的平整度、強度和清潔度,確保安裝面無損傷、無雜質(zhì)。準備好氣泵或液壓泵、壓力表、安全閥、連接管路等必要的安裝設(shè)備和工具。將氣抱箍放置在預定位置,確保其與墩柱或其他支撐結(jié)構(gòu)對齊,使用臨時固定裝置保持位置。將氣抱箍與氣泵或液壓泵通過管路連接,檢查所有接口是否密封良好。
3.3 施工放樣
仔細研究設(shè)計圖紙,明確抱箍的種類、數(shù)量、規(guī)格以及它們在結(jié)構(gòu)中的具體位置和高度要求。實地考察施工現(xiàn)場,了解現(xiàn)場的具體條件,包括地形地貌、墩柱位置、現(xiàn)有障礙物等,確保放樣時能充分考慮現(xiàn)場實際情況。選取穩(wěn)固、不易變動的點作為基準點,通常會選擇橋梁的控制點或已知的精確坐標點。依據(jù)設(shè)計圖紙,在基準點上架設(shè)經(jīng)緯儀或全站儀,建立施工的垂直和水平基準線。根據(jù)設(shè)計高度和位置,使用經(jīng)緯儀或激光鉛垂儀,從基準線上向上或向下投射光束,標記出每個抱箍的中心位置。
3.4 蓋梁底模安裝
確保所有抱箍都已按照設(shè)計要求準備就緒,使用起重機將組裝好的底模吊至安裝位置,對準已經(jīng)安裝好的抱箍,小心調(diào)整位置,確保底模與設(shè)計標高、軸線相吻合。底模安裝應(yīng)在跨中預留5-8mm的上拱度,按拋物線布置,以消除由于承重工字梁受荷載作用后引起的下?lián)?,蓋梁底模標高安裝施工誤差不應(yīng)大于+5mm,軸線偏位誤差不應(yīng)大于+10mm,模板接縫間要墊3mm厚的橡膠條,防止接縫漏漿造成面色差或麻面。
3.5 安裝蓋梁鋼筋
根據(jù)設(shè)計圖紙核對鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、長度和彎鉤形狀等,確保所有鋼筋符合設(shè)計要求。在場外或?qū)iT的加工區(qū),根據(jù)設(shè)計圖紙對鋼筋進行下料、彎曲成型,并做好標記,方便現(xiàn)場安裝定位。吊裝應(yīng)注意吊點位置,并采取必要的加固措施,防止骨架變形。就位要準確,確保鋼筋保護層厚度誤差不大于5mm。首先鋪設(shè)底層鋼筋網(wǎng),使用鋼筋墊塊或塑料墊片確保鋼筋與模板之間的保護層厚度符合規(guī)范要求,避免鋼筋直接接觸模板。使用扎絲或綁扎帶將鋼筋網(wǎng)固定,保證鋼筋網(wǎng)格尺寸和位置準確,同時確保鋼筋間有足夠的搭接長度和綁扎密度。
3.6 安裝蓋梁側(cè)模
側(cè)模安裝前均勻涂刷脫模劑,側(cè)模與側(cè)模、側(cè)模與底模之間的接縫要緊密,加墊橡膠條防止不漏漿。模板各部位支撐、拉桿要穩(wěn)固。根據(jù)設(shè)計圖紙,制作蓋梁側(cè)模,確保尺寸準確、強度足夠,表面光滑以利于脫模。在安裝前,對側(cè)模進行全面檢查,確保滿足施工要求。通過調(diào)節(jié)支撐系統(tǒng)的螺栓,精細調(diào)整側(cè)模的位置和標高,確保與底模、設(shè)計線型和尺寸完全吻合之后再進行安裝。
3.7 養(yǎng)護及拆模。
凝土澆筑完成后,立即在其表面覆蓋薄膜、麻袋或?qū)S灭B(yǎng)護布,保持混凝土濕潤,避免水分過快蒸發(fā)。拆模時需要確認混凝土已經(jīng)達到了設(shè)計要求的強度,通常通過回彈測試、拔出試驗或?qū)嶒炇以噳K強度測試等方式進行。只有當混凝土強度達到設(shè)計值的一定比例時,才可考慮拆模。遵循“先支后拆、后支先拆”的原則,先拆除非承重模板。拆下的模板應(yīng)及時清理干凈,檢查是否有損壞,必要時進行維修,為下一次使用做準備。同時,清理施工現(xiàn)場,保持整潔。
4 抱箍技術(shù)的技術(shù)要點
4.1 承重抱箍的安裝
根據(jù)橋梁設(shè)計荷載、結(jié)構(gòu)尺寸及使用條件,精確計算抱箍的尺寸、材質(zhì)、強度和所需摩擦力,確保抱箍能夠安全承載上部結(jié)構(gòu)重量。選擇高強度、耐腐蝕的鋼材或合金材料,對于特殊環(huán)境還需考慮抗腐蝕性能。根據(jù)應(yīng)用場景選擇合適的抱箍類型,確保被抱箍固定面的清潔、平整,去除銹蝕、油脂和其他雜質(zhì),必要時進行打磨處理。精確測量并標記抱箍的安裝位置和高度。施工前檢查所有工具、設(shè)備的安全性,確保施工人員穿戴適當?shù)膫€人防護裝備。將抱箍準確放置于預先標記的位置,使用臨時固定裝置確保位置穩(wěn)定。按照設(shè)計要求逐步緊固螺栓,使用扭矩扳手確保每個緊固點的力矩達到設(shè)計值,注意均勻緊固,避免偏心受力。安裝后,使用水平尺、經(jīng)緯儀等工具檢查抱箍的水平度、垂直度,必要時進行微調(diào)。在正式使用前,進行預加載測試,檢查抱箍的承載性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
4.2 鋼筋制安工程
仔細審核鋼筋布置圖,確認鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、長度、彎鉤形狀和綁扎方式等,確保符合設(shè)計要求和規(guī)范標準。對進場鋼筋進行質(zhì)量檢驗,確保材料合格。根據(jù)設(shè)計圖紙精確下料,利用自動或手動鋼筋切割機進行切割,確保長度準確。使用彎曲機按設(shè)計要求彎曲鋼筋,控制彎曲角度和彎弧平滑,避免鋼筋變形或斷裂。按照設(shè)計圖示進行鋼筋綁扎,確保主筋、箍筋和分布筋的位置準確,綁扎牢固,綁扎點間距符合規(guī)范,使用足夠的綁扎絲或綁扎帶,特別注意鋼筋交叉點和搭接長度的處理。在安裝鋼筋前,確保底模、側(cè)模等模板安裝完畢且位置準確,模板面清理干凈。在地面或平臺上先行組裝鋼筋骨架,使用支撐架穩(wěn)定,便于吊裝。使用吊裝設(shè)備將鋼筋骨架準確吊裝至設(shè)計位置,調(diào)整至完全貼合模板,確保鋼筋骨架的垂直度、水平度和標高符合設(shè)計要求。在鋼筋骨架與模板或墩柱連接處,使用抱箍技術(shù)固定鋼筋,確保鋼筋定位準確,抱箍緊固力度適中,避免鋼筋位移。鋼筋安裝完畢后,在澆筑混凝土前,需進行隱蔽工程驗收,確保所有鋼筋安裝滿足設(shè)計和規(guī)范要求。施工過程中,確保所有操作人員佩戴安全防護裝備,嚴格遵守安全生產(chǎn)規(guī)章制度,特別是在高處作業(yè)時。施工廢棄物應(yīng)分類收集,及時清理,減少環(huán)境污染,保護施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境。
4.3 混凝土澆筑工程
根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場條件,選擇合適的原材料,設(shè)計滿足強度、工作性、耐久性要求的混凝土配合比??紤]施工季節(jié)和環(huán)境溫度,調(diào)整配合比,確?;炷猎跐仓陀不^程中的性能。確認模板、抱箍、鋼筋安裝完畢且經(jīng)過質(zhì)量檢查,滿足設(shè)計要求。清理模板表面,確保無浮塵、油漬等污染物,為混凝土提供干凈的澆筑面。設(shè)置導流槽和排氣孔,確?;炷翝仓槙常懦諝?,減少氣泡。采用分層澆筑策略,每層厚度不宜過大,一般不超過振搗棒作用部分長度的1.5倍,以保證混凝土充分振搗。連續(xù)澆筑,避免冷縫產(chǎn)生,若需間歇,應(yīng)在前層混凝土初凝前繼續(xù)澆筑下一層,并做好接縫處理。使用合適的振搗設(shè)備,如插入式振搗棒,按照規(guī)范操作,確?;炷辆鶆蛎軐?。特別關(guān)注鋼筋密集區(qū)、角落和模板邊緣的振搗,防止混凝土空洞和蜂窩的形成。根據(jù)混凝土供應(yīng)能力和澆筑面積,合理控制澆筑速度,避免模板、抱箍承受過大的側(cè)壓力。澆筑完成后,及時進行抹面處理,消除表面缺陷,提高外觀質(zhì)量。開始養(yǎng)護后,覆蓋保濕,保持混凝土表面濕潤,根據(jù)混凝土類型和環(huán)境條件,進行適當時間的養(yǎng)護,通常不少于7天。
5 結(jié)語
總之,抱箍技術(shù)在道路與橋梁工程施建中的廣泛應(yīng)用,不僅是工程技術(shù)進步的體現(xiàn),更是對高效、可持續(xù)建設(shè)理念的踐行。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化,抱箍技術(shù)不僅簡化了施工流程,提高了工程效率,而且在確保結(jié)構(gòu)安全、延長使用壽命的同時,減少了對環(huán)境的影響,順應(yīng)了現(xiàn)代橋梁與道路建設(shè)綠色、智能的發(fā)展趨勢。未來,抱箍技術(shù)仍將持續(xù)演進,融合多領(lǐng)域成果,推動施工技術(shù)向更高效、更環(huán)保、更智能化的方向邁進。
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