高墩獨柱蓋梁的施工支架設計

1、<p>　　高墩獨柱蓋梁的施工支架設計</p><p>　　摘要：列舉了當前幾張常用的蓋梁施工方法，提出合適的變截面高墩獨柱蓋梁的施工方法，并對其進行了穩(wěn)定性和強度性驗算，結(jié)合我們的實踐，此種方法是實用性強，使用面廣，安全可行的一種施工方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變截面；高墩；獨柱；蓋梁；施工工藝；受力驗算 </p><p>　　Abstract

2、: lists the current a few pieces of commonly used cover beam construction methods, and puts forward appropriate variable cross-section high pier single column cap beam construction method, and analyses the stability and

3、strength property analysis, combined with our practice, this method is practical, the use of safe and feasible area wide, a construction method. </p><p>　　Keywords: variable cross section; High pier; Single

4、column; Cover beam; Construction process; Stress calculation </p><p>　　中圖分類號：TU71文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p>　　近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，高等級公路建設呈現(xiàn)飛速發(fā)展的形式，正在向市區(qū)、山區(qū)發(fā)展。橋梁墩柱高，環(huán)境復雜，材料、設備運輸困難尋求技術(shù)上安全可

5、靠，經(jīng)濟上成本低廉的施工方法是當前橋梁高墩蓋梁施工的一個值得研究的課題。下面就承德至唐山高速公路第七合同段的K38+353.82柳河大橋變截面高墩獨柱蓋梁施工方案做一介紹。 </p><p><b>　　1、工程介紹 </b></p><p>　　K38+353.82柳河大橋位于承德至唐山段高速公路第七合同段，由中鐵十七局三公司承建，上部結(jié)構(gòu)采用16-50m簡支T梁，

6、橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)形式，下部結(jié)構(gòu)為矩形空心墩，肋板及樁柱式橋臺，直徑1.5m鉆孔樁基礎(chǔ)和明挖基礎(chǔ)。其中有二跨跨柳河，一跨跨鐵路，一跨跨公路。 </p><p>　　本橋共有30個橋墩，采用的都是矩形變截面空心薄壁墩，最高的橋墩有64.98米，平均墩高45.2米，墩柱下寬為10×6.5米，上寬為10×2米，蓋梁長14.8米，寬2.5米，高2.2米，見圖1。 </p><p>&

7、lt;b>　　2、施工方案選擇 </b></p><p>　　蓋梁施工一般采用支架法，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。但是我們的墩柱較高，支架容易產(chǎn)生非彈

8、性變形，且地形復雜，因此采取支架法施工不可取。 </p><p>　　抱箍法也是蓋梁施工中采取比較多的一種施工方法。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(guān)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。但是我們這里的墩柱全部是變截面，且是但柱，無法統(tǒng)一抱箍的尺寸，成本太高，此方法也不可取。 </p><p>　　預

9、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)點是支架、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，也不用在墩柱上預留孔洞，且支撐支架和施工平臺可以循環(huán)利用，是一種比較理想的蓋梁施工方法。 </p><p>　　通過以上比較，結(jié)合我們的現(xiàn)場情況，預埋鋼板發(fā)適用于本工程。 <

10、/p><p>　　3、蓋梁支撐系統(tǒng)的設計 </p><p>　　施工到最后一節(jié)墩身時，距墩頂50公分左右，在墩柱正面埋設3塊鋼板，側(cè)面埋設2塊鋼板，鋼板尺寸為500×500×15mm，再用兩塊鋼板焊在預埋鋼板上作為牛腿，再在牛腿上的鋼板上放置I45工字鋼，再在工字鋼上搭設蓋梁施工平臺。如圖1所示。 </p><p>　　圖1 蓋梁施工平臺平面圖 &l

11、t;/p><p>　　圖2 蓋梁托架力學簡化圖 </p><p>　　3.1、蓋梁支撐系統(tǒng)的驗算 </p><p>　　模板重n1=0.5×1×1.4×3+2.2=4.3KN/m </p><p>　　鋼筋混凝土重n2=2.2×2.5×2.4×10/2=66KN/m </p>

12、<p>　　施工人員及設備n3=2.3KN/m </p><p>　　振搗時產(chǎn)生振動力n4=6.5KN/m </p><p>　　=n1+n2+n3+n4=79.1KN/m </p><p>　　取1.4的安全系數(shù)，均布荷載q=79.1×1.4=110.74KN/m，蓋梁托架受力如圖2所示。 </p><p>　　3.

13、2、托架工字鋼受力分析 </p><p>　　托架取最不利受力組合狀態(tài)進行分析，因為是三支點，是超靜定結(jié)構(gòu)，最不利彎矩由左右懸挑部分引起，先取一側(cè)進行分析。 </p><p>　　Max=ql2=×110.74×3.52=678.28×106 KN.mm </p><p>　　需要截面抵抗彎矩為Wx≥Max/Vxf=678.28

14、5;106/310=2.188×106mm3 </p><p>　　我們選用兩根I45a工字鋼，查結(jié)構(gòu)手冊，其截面特性為慣性矩Ix=32240×106mm3，Ix/Sx=38.6cm,Wx=1430×103mm3，腹板厚11.5mm，截面寬度B=150mm，自重0.804KN/m。 </p><p>　　考慮自重后，每根工字鋼的最大彎矩為： </p>

15、;<p>　　Max=×ql2=××（110.74+1.2×0.804）×3.52=342.1×106KN.mm </p><p>　　每根工字鋼最大剪力： </p><p>　　V=（110.74+1.2×0.804）×5.75/2=321.15KN </p><p>&

16、lt;b>　　3.3、強度驗算 </b></p><p>　　3.3.1、抗彎強度驗算： </p><p>　　Mx/.Wnx=342.1×106/1.05×1430×103=228<f=310N/mm2 滿足要求 </p><p>　　3.3.2、剪應力驗算： </p><p>　　VS

17、x/Ix.tW=321.15×103/38.6×10×11.5=73.2<fv=180N/mm2滿足要求 </p><p>　　3.3.3、支座局部壓應力驗算： </p><p>　　支座反力為F=111.71KN,支撐長度a=150mm，hy=R+t=18+13.5=31.5mm </p><p>　　局部壓應力c=φF/tw.

18、Ix </p><p>　　=1×321.15×103/11.5×(150+31.5)=153.9N/mm2<f=310N/mm2 滿足要求 </p><p>　　經(jīng)各項受力驗算，所選擇的工字鋼形式滿足受力要求。即每側(cè)布置1根I45工字鋼。 </p><p>　　3.3托架的穩(wěn)定性驗算 </p><p>　

19、　整個托架全靠牛腿的支撐，下面對牛腿進行受力驗算，牛腿鋼板焊接如下圖3所示。 </p><p>　　圖3 牛腿鋼板焊接示意圖 </p><p>　　采用兩塊50×50×15mm的鋼板和墩身預埋的10mm的鋼板焊接，查鋼結(jié)構(gòu)設計手冊，用側(cè)面角焊縫焊接公式，焊縫長度為50cm，焊縫厚度為12mm。 </p><p>　　下面我們?nèi)∫粭l焊縫進行驗算：

20、</p><p>　　因為焊接板邊緣厚度為15mm，所以hfmin=1.5=6mm, hfmax=14mm,取hf=12mm滿足要求 </p><p>　　τf=Ny/(helw)≤fwf，其中Ny=321.15/6=53.5KN，he =0.7hf=8mm，lw=50mm，fwf=200N/mm2 </p><p>　　取1.3的安全系數(shù)τf=1.3×5

21、3.5×103/(50×8)=173.9< fwf=200N/mm2滿足要求 </p><p>　　所以，蓋梁托架整體穩(wěn)定。 </p><p>　　4、施工托架的搭設 </p><p><b>　　4.1施工流程 </b></p><p>　　墩身預埋鋼板→安裝牛腿→吊裝工字鋼→鋪設蓋梁平臺→安

22、裝蓋梁底模→蓋梁鋼筋綁扎→安裝蓋梁側(cè)?！w梁砼澆筑→養(yǎng)護→拆模 </p><p>　　4.2搭設蓋梁施工平臺 </p><p>　　在澆筑最后一節(jié)墩身的時候，在墩身的正面和側(cè)面分別預埋3塊和2塊500×500×15mm的鋼板，和墩身主筋焊接一起。用兩塊鋼板豎向和墩身預埋鋼板焊接，再在兩塊豎向500×300×15mm鋼板山焊接一鋼板，作為支撐工字鋼的牛

23、腿。再用塔吊將工字鋼吊裝至牛腿上，再在墩身側(cè)面的鋼板上用槽鋼焊一斜撐至工字鋼上。再在工字鋼上鋪設方木和竹膠板，形成蓋梁施工平臺。 </p><p><b>　　4.3蓋梁施工 </b></p><p>　　在平臺上鋪設蓋梁底模，因為蓋梁太大，塔吊無法一次吊起，因此我們是在下面焊接好單片的蓋梁鋼筋骨架，然后在平臺上進行組合焊接。待骨架焊接完成，進行測量放樣，再安裝側(cè)模。

24、 </p><p>　　混凝土澆筑采用托泵澆筑，為了減小彎矩和變形采取先澆筑中間后兩邊的順序來施工。施工平臺見下圖4。 </p><p>　　圖4 蓋梁施工平臺 </p><p><b>　　5、小結(jié) </b></p><p>　　該施工方法在承唐高速公路中得到了很好的運用，我項目部施工的兩座大橋的45個空心薄壁高墩蓋梁

25、均采用此種施工方法，節(jié)約了大量的人力，物力，得到了監(jiān)理和業(yè)主的一致認可和表揚。此種施工方法充分克服了蓋梁底模對地基承載力、及施工現(xiàn)場的要求，尤其適用于高墩變形截面墩柱和流水河道中的獨柱型蓋梁施工，既節(jié)省了大量的鋼管支架材料的投入又有利于施工的安全，同時還可大大壓縮施工工期。 </p><p><b>　　參考資料： </b></p><p>　　[1]李承漢，馬天鵬，