浇盖梁支架的设计在桥梁施工中的运用

建筑工程中的盖梁,也有帽梁的说法,是一种用钢筋混凝土简支梁桥中的构件,主要受力是在下部结构,是梁板的支撑平台,一般情况下是设在墩柱顶部。如在墩柱顶盖梁上采用现浇施工,混凝土配合比与浇灌方法以及采用的支架很大程度上决定着施工质量。选择了正确的支架,,能使操作人员能安全地进行各种施工作业,确保施工质量和安全,为施工过程中支架能抵抗混凝土自重和施工荷载,杜绝因支架变形发生模板漏浆、结构变形、混凝土开裂等的质量通病,避免了因模板支架引发的安全事故等提供有力保证。

1施工方案的讨论

目前,盖梁现浇施工的支架形式多种多样,但多数情况下所在施工过程用所采用的不外是自落地支架式、埋设托架式和抱箍挑架式等这几种施工方案。

1.1三种常见施工方案

自落地支架式施工方案即把钢管支柱立在盖梁下部的地面上,通过搭成满堂支架作辅助,从而在支架上设调托盘、方木及模板。而埋设托架式施工方案,待墩柱混凝土拆模并有一定的强度后,向预留孔中穿入钢锭一般采用钢棒,这样就可以在墩柱顶部预留水平孔,搭设纵梁、横梁、铺设模板都通过使用型钢两端悬臂部分。,在盖梁下的墩柱顶上套钢抱箍,拧紧抱箍连接螺栓,然后利用抱箍牛腿搭设支架纵梁、横梁、铺设模板,这就是所谓的抱箍挑架式施工方案。

1.2对施工方案的讨论

各种支架形式方案的选择,应考虑盖梁的高度以及现场施工条件,同时在工程造价较高的今天,还应考虑经济成本,尽量能就地取材以节约运输成本。为了适应墩柱施工方法,在柱顶安装自制的吊架,完成贝雷桁架的吊装工作的同时,盖梁的施工确定为在距柱顶2m处预埋工字钢牛腿。1号墩和8号墩又在半山坡上,桥址处在深沟内。加上征地范围较小,仅为桥面投影面积,所需支架数量大,杆件变形、地基变形难以掌握等这样是不合理的。由于关系到现浇盖梁的施工质量、操作安全和经济性,因此正确选择支架方案,实现施工最大优化,是在简支梁桥施工过程中的一项重要的任务。

在讨论选用桥盖梁施工具方案时,有明显的两个不利因素:一方面受地形条件限制,另一方面由于墩柱高度大,不利工作的开展。这样就由于地形条件所限大型起重设备,在施工过程中难以到达墩位。为化解以上制约,在讨论盖梁的施工方案时,我们首先考虑的是利用墩柱施工的爬升平台提模施工工艺,改造爬升平台为盖梁施工平台,当墩柱施工到距柱顶2m时预埋工字钢牛腿,随后转换承重装置于牛腿支承。这一施工方案免去了吊装贝雷桁架这一作业,比较安全且质量可以更加保证。但其缺点是墩柱每次只能浇注2m左右,使得墩柱施工工期加长。虽对盖梁施工有利,因下部工期所限,这也不是一个最秀的方案。另外,墩柱利用支架提升模板施工的方案可保证墩柱每次浇注高度达6m,墩柱施工进度明显加快。

2计算要点在各种支架中表现不同

2.1计算托架钢锭的要点

在施工过程中,桥梁的支架要充分结合现场设备,考虑现场的施工条件,掌握盖梁的高度。在确保选用现浇盖梁的操作安全和施工质量的前提下,根据施工设备的具体条件,自落地支柱可以选用多种材料,例如钢管、型钢或门式架等;在施工时,不要综合考虑各方面的因素,按计算挠度值,并应搭设足够宽度的操作面,不管是采用哪种支架,在工程的实践中,一般周高度不小于1.2m且每边不小于1m。各种支架做好防止高空坠落工作,设置护栏边以及满挂密目安全边护栏。结合施工现场的设备和各种不同的条件,考虑到盖梁的高度,支架型式选用时应当准备各种因素。而且除考虑经济成本,提高效益外,还应对现浇盖梁的施工质量以及施工的操作安全作出保证。

2.2计算抱箍的要点

从物理学角度看,摩擦力的计算是:F=Nμ。而在式中,“N”表示抱箍对墩柱的垂直压力,这个压力是由螺栓的拧紧程度来确定。而式中的“μ”表示摩擦因数,作为一个重要的参考指标,由墩柱的表面决定的,一般情况下,摩擦因数μ=0.3～0.5是最常用的取值范围。考虑抱箍与墩柱之间的摩擦力处于一种相对的平衡,就要求在设计时应选择拧紧螺栓的数量,并且检验抱箍所能承受的荷载。在设计时,还应该验算抱箍钢板的局部抗剪强度,保证建筑的质量。而抗挤压强度的验算也是一个重要的参考因素,比较有实践的意义。

2.3计算自落地支柱的要点

自落地支柱可以先初选构件类型,如钢管、型钢或门式架等,然后根据最大轴力的数据要求,按公式A=N/a来计算值选择构件型号及截面,构造要求设计扫地杆、剪刀撑、间距抛撑和缆风绳。对两端简支的轴心受压构件计算,应当考虑盖梁的高度问题,同时还要考虑当地的常年的气候特点等。如果地区常年的风力较大,可以考虑风荷载。同样的方法用于对两端简支的轴心受压构件计算。最后通过公式H=πEI/Aδa来验算抗压稳定性和水平联系杆的竖向间距。

3各种支架的优缺点以及改进方法

3.1各种支架的优缺点

在工程实践中,采用抱箍挑架式作为支架,方便在盖梁施工中下人员的流通,而且有比较宽松的地面工作空间,对于工程管理是很有利的,但这种方法也存在它的缺点与不足,主要表现在抱箍挑梁中施工中钢箍与墩柱之间存在着摩擦,而且摩擦系数的取值也很难掌握,依墩柱表面的平整度和粗糙度都存在着较大的差异,而且在施工的实践过程中,常常有抱箍滑脱的事故发生,一般支架都不能承受过高的荷截。自落地支架式作为支架,这种方式结构简单,但与采用抱箍挑架式相比,这种方式的缺点更突出,主要有支架在荷蒙的作用下,变形较大,消耗大量的材料,而且施工过程中比较难达到文明施工的要求,管理困难。还有一种方式叫埋设托架式,这种方式下部可以通行,可以离开地面的工作面,节省空间,能承受较大的荷载,而且文明施工管理也比较方便,但是埋设钢锭和施工受载比较大时,墩柱需要具有一定强度的混凝土,工程结果后会在墩柱中残留一些小孔,需要再用混凝土填塞小孔以避免对外观的影响。

3.2各种支架的改进方法

经过多年的施工经验,系梁的强度必须经过计算,根据施工现场需要,可以加大系梁截面和加配钢筋。在埋设托架式中,改用型钢如槽钢等必须经过计算,可以代替实心钢锭。为预防施工荷载过大造成钢板箍滑脱,在使用抱箍挑架式时,宜采用高强度螺栓和双螺母拧紧抱箍,也在抱箍底部预埋钢筋或者采用两层抱箍互相支撑的方法,以协助支撑。但预埋的钢筋在使用后应割除,并妥善处理,以免影响墩柱外观质量。

施工过程中常常遇到水上与土质条件都比较差的地面上,加上盖梁与系梁的高度相关不大,实施起来比较有难度。这种情况下,可以采用系梁作为受力底座的方法,因为一般简支梁桥中,在桩基与墩柱间都设计有水平系梁。根据具体的施工条件提出不同的要求,对于如土质条件较差的地面现浇盖梁,可采用自落地支架;对于水上现浇盖梁,可利用万能杆件拼装成桁式支架,这样可以减少沉降,大大提高支架承受荷载的能力。另一种桁式支架可设计也称为满堂式设计,在施工荷载比较小的情况下可以使用。它一个比较突出的特点是要保证操作平台的稳定性和沉降量满足要求,一般可以在墩柱中埋设型钢,充分利用埋设的型钢来搭设支托架。