“钢抱箍托架法”盖梁施工法.doc

1、“钢抱箍托架法”盖梁施工法摘要：介绍宁波象山港大桥及接线工程 1 标云龙公铁立交桥盖梁抱箍法施工，抱箍的设计计算，具体施工过程等。 关键词：抱箍 盖梁 牛腿 柔性 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 引言 宁波象山港公路大桥及接线工程是浙江省水路交通“十一五”期间规划建设的沿海高速公路（甬台温复线）和宁波市高速公路网的重要组成部分。路线起点位于鄞州区云龙镇，与宁波绕城高速公路云龙枢纽互通立交相接。 桥梁施工过程中，常用的盖梁支撑方法有满堂支架法，柱中预埋牛腿法等。但前述施工方法均存在不可克服的弊端，综合起来，抱箍施工法结构轻便，加工制作简单，占用空间小，经济安全，已经普遍运用于墩

2、柱盖梁施工的过程中。 抱箍法简介 抱箍法，就是在盖梁施工时，用两端对称的半圆形钢带卡于其下墩柱上，钢带两端焊以牛腿，牛腿用高强螺栓连接，将横梁架于外伸牛腿上，利用钢带与墩柱混凝土的摩擦力支撑横梁传下的上部荷载-盖梁自重、模板、施工荷载等。 施工工艺 3.1 钢抱箍的制作 箍身采用 Q235 规格 14mm 厚钢板卷制而成，连接板、牛腿盖板、加劲板采用 20mm 厚钢板，焊缝采用坡口焊接，焊接时采用有效措施防止抱箍体变形。钢抱箍不设环向加劲肋，以增加柔性。 3.2 施工流程 钢抱箍制作承重试验安装横梁支架搭设盖梁模板、钢筋、砼等工序的施工卸除抱箍，进入下一个循环施工。 3.3 钢抱箍验算、施工过

3、程 3.3.1 盖梁模板 模板均为钢模，厚度 6mm。模板加工不再赘述。盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，横梁上设钢垫块以调整盖梁底 2%的横向坡度与安装误差。3.3.2 横梁 盖梁底模下部采用间距 1.0m 长度为 2.0m 的16 型钢作横梁。 3.3.3 纵梁 纵梁采用两根长度为 12.0m 的 I45 型钢，纵梁与抱箍牛腿采用 U 型螺栓连接，纵梁之间用 8 根 20 圆钢做拉杆或者现场加固。 3.3.4 抱箍 采用两块半圆弧型钢板（板厚 14mm，半径 700mm）制成，抱箍高度50cm，由 12 根 M24 高强螺栓连接。为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍

4、之间设一层 23mm 厚的橡胶垫。 3.3.5 模板计算 假定砼浇筑时的侧压力由拉杆和竖带承受，模板不再验算。 3.3.6 横梁计算 采用间距 1.0m 工 16 型钢作横梁，横梁长 2.0m。横梁计 12 个，盖梁悬出端底模下设特制三角支架。 1、荷载计算 （1）砼自重：G1=31.96m325kN/m3=799kN （2）模板自重：G2=54kN (根据模板设计资料，包含底模、侧模、端模) （3）横梁及纵梁：G3=5.33+19.3=22.2kN （4）施工荷载与其它荷载：G4=20kN 横梁上的总荷载：GH=G1+G2+G4+=799+54+20=873kN， qH=873/12=72.

5、75kN/m 作用在单根横梁上的荷载 GH=72.751=72.75kN 则作用在单根横梁上的均布荷载为：qH= GH/lH=72.75/1.9=38.3kN/m(式中：lH 为横梁受荷段长度，为 1.9m) 2、横梁抗弯与挠度验算 横梁的弹性模量 E=2.1105 MPa，惯性矩 I=1127cm4，抗弯模量Wx=140.9cm3。 最大弯矩：Mmax= qHlH 2/8=38.31.92/8=17.3kN?m = Mmax/Wx=17.3/(140.910-6)=122782122.8MPaw=160MPa 满足要求 最大挠度：fmax= 5 qHlH 4/384EI=538.31.94/

6、(3842.1108112710-8)=0.00275mf=l0/400=1.9/400=0.00475m 满足要求 3、纵梁计算 两个纵梁支承上部荷载 G=799+54+5.33+20=878.33kN，单个纵梁需承受的竖向压力 N 为 875.87/12/2=36.6kN/m。 结构力学计算： 1） 、工 45a 纵梁 E=2.1105MPa，惯性矩 I=32240cm4，抗弯模量Wx=1430cm3。根据力学计算得知，最大弯矩出现在跨中，代入 q 后，M 中=1.8q=1.836.5=65.7kN?m = Mmax/Wx=65.7/(143010-6)=45.9MPaw=160MPa 满

7、足要求 计算时按最大挠度在梁端部考虑，由于盖梁悬出端的砼量较小，悬出端砼自重产生荷载也相对较小，考虑到横梁、三角支架、模板等方面刚度作用，现场施工时，在最先施工的纵梁上的端部、支座位置、中部等部位设置沉降监测测点，监测施工过程中的沉降情况，据此确定是否需要预留上拱度。 3.3.7 抱箍计算 1、抱箍荷载计算 每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，单个抱箍体处的反力为 878.33/2=439.2kN，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。 a、抱箍对墩柱的压应力 1 公式： B D1=KG 式中 -摩擦系数，取 0.35 B-抱箍高度取 500?D-墩柱直径取 1400? K-荷载安全系数取 1.2

8、G-传于牛腿上部的荷载取 439.2KN c-墩柱抗压强度容许值，其值不大于 0.8 倍的轴心抗压强度，墩柱混凝土标号为 C30 所以 0.820=16 Mpa 代入相关量得 1=0.685Mpa?c= 16 Mpa 符合要求 b、抱箍受力计算 （1）螺栓数目计算 抱箍体需承受的竖向压力 439.2kN 由 M24 的高强螺栓的抗剪力产生，砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取 =0.3，计算M24 螺栓的允许承载力： NL=Pn/K 式中：P-高强螺栓的预拉力，取 225kN-摩擦系数，取 0.3 n-传力接触面数目，取 1K-安全系数，取 1.7 则：NL= 2250.31/1.

9、7=39.7kN 螺栓数目 m 计算：m=N/NL=439.2/39.7=11.112 个，取计算截面上的螺栓数 20 个。 则每条高强螺栓提供的施工预拉力： P=N/12=439.2/20=21.96KN225kN，故能承担所要求的荷载。 确定每个螺栓的初拧扭矩：T=K(P+P)dT-高强螺栓的终拧扭矩值 K-高强螺栓连接副的扭矩值系数平均值，一般区 0.13 d-高强螺栓的公称直径（mm）P-施工预拉力 T=K(P+P)d=0.13（21.96+2.196）24=75.37kN?mm 高强螺栓初拧扭矩值取 50%，则 Tc=0.575.37=37.69kN?mm （2）抱箍钢板高度 螺栓中

10、心间距： 最大允许距离 12d=1224=288mm 最小允许距离 3d=324=72mm 取螺栓中心间距为 72mm,80mm 螺栓中心至边缘距离： 最大允许距离 4d=424=96mm 最小允许距离 1.5d=1.524=36mm 取螺栓中心至边缘距离为 40mm,100mm因此，可以取抱箍钢板高度为500mm。 （3）抱箍钢板厚度 验算抱箍钢板的抗剪强度，拟取 3 号钢板，其抗剪强度设计值fv125MPa，螺栓最大设计拉力 p10p=1021.96=219.6 则螺栓产生的应力为： p/（t0.5）125MPa，则钢板厚度满足 t3.5mm。现取钢板厚度 t=14mm。 2、抱箍体的应力

11、计算： 1） 、抱箍壁受拉应力 P1=20N1/2=1021.96=219.6（KN） 抱箍壁采用面板 =14mm 的钢板，抱箍高度为 H=0.5m。 则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.0140.5=0.007(m2) =P1/S1=219.6/0.007=31.4MPa=215MPa 满足设计要求。 2） 、抱箍体剪应力 =（1/2RA）/（2S1）=（1/2219.6）/（20.007）=7.8MPa=125MPa 满足强度要求。 考虑到现场实际加工，螺栓竖向间距为 95mm，在每两个螺栓间再焊接 10mm 后的加劲板，增强抱箍牛腿的刚度。 施工注意事项 4.1 墩柱混凝土强度在养生到设计强

12、度 75%以上方可进行。 4.2 抱箍制作过程中，焊条采用 E43 型，但最好采用 E50 型。 4.3 钢抱箍连接板的螺栓是 2 排布置，外排螺栓施压时对箍身产生较大的偏心距，所以螺栓布置尽量紧凑，并且预紧螺栓一定按由里向外的顺序排列，确保螺栓受力。 4.4 螺栓应首先进行预紧，然后用带扭力矩扳手进行检测。 4.5 在施工过程中，必须配备专人对抱箍进行监测。发现异常，及时处理报告。 结语 此方法应用于宁波象山港 1 标双圆柱墩盖梁施工，得到一致好评，由于技术先进，管理有方，施工进度加快，取得了良好的经济和社会效益。 通过以上可以看到抱箍施工方法简单可行，效率高，虽然仍然存在一定的某些缺陷，但从各方面考虑此方法仍为一种比较理想的盖梁施工支撑方法。 参考文献 1宁波象山港公路大桥及接线工程第一合同施工图设计书辽宁省交通勘测设计院 2009 年 4 月 2钢结构用高强度大六角头螺栓、螺母、垫圈技术条件设计手册 GB/T 1231-84 3钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001 4钢结构设计规范 GB50017-2003 5 牛鸿武 抱箍法简单有效的盖梁施工支撑方法北京：公路运输文摘，2004-01