1、变截面薄壁高墩双墩盖梁施工方法【摘要】通过对盖梁施工不同支撑方法比较，结合工程的实际应用，从影响工程质量、进度、费用的不同侧面入手，提出适合变截面高墩双墩盖梁的施工新方法，并对其进行稳定性和强度性验算。 【关键词】 变截面 高墩 盖梁 施工新方法 受力验算 中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A 文章编号：近年，我国国民经济的高速发展，高等级公路建设呈现飞速发展的趋式，已经扩延到山区发展。在山区施工，环境复杂，材料、设备运输困难。寻求技术上的安全可靠，经济上成本低廉的施工方法是当前山区桥梁施工重点研究方向。下面针对贵州仁怀至赤水高速公路 13 合同段的 K73+678 石板田大桥变截面薄壁
2、高墩双墩盖梁施工方案做一专题研究。 工程介绍 K73+678 石板田大桥位于贵州仁怀至赤水高速公路第 13 合同段，由中交一公局第二工程有限公司承建，上部采用 1340m PC T 梁，全桥共分四联，采用先简支后连续刚构体系，2#、3#、5#、6#、8#墩墩梁固结，下部构造桥墩采用双柱墩配桩基础或门架墩配桩基础，桥台采用重力式 U 台配扩大基础。其中第 13 孔上跨 S208。 本桥共有 28 个桥墩，其中圆柱墩 12 个，薄壁门架墩 16 个，门架墩最高 68.457m，门架墩是变截面，盖梁长 20.85m，顶宽 2.7m，底宽1.7m，高 2.5m。 施工方案盖梁施工一般采用支架法，这是目
3、前较为常用的一种方法。支架可选用万能杆件，也可选用钢管支架搭设。盖梁施工的所有临时设施及盖梁自身重量均有支架承受，直接传载到地面。这种方法的优点是：第一、支架的形式及高低可根据墩周围地形和墩柱高度等随机变化，方法灵活；第二、不需在墩柱上设置预埋件，不会对墩柱外观造成影响。但是我们这里的墩柱较高，支架容易产生非弹性变形，且地形复杂，因此采用支架法施工不可取。抱箍法也是盖梁施工中采取比较多的一种施工方法。其力学原理是利用在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧产生的最大静摩擦力，来克服临时设施及盖梁的重量。抱箍法的关键是确保抱箍与墩柱间有足够的摩擦力，以安全的传递荷载。抱箍法在圆柱墩优点是施工简
4、单，适应性强，节省投资，施工周期短。但是我们的门架墩全部是变截面，无法统一抱箍的尺寸，成本较高，此方法也不可取。预埋钢板法在墩柱中预埋钢板，拆模后在预埋钢板上焊接钢支撑，由它来承受支架、模板及整个盖梁的重量。优点是支架、模板及整个盖梁的重量通过钢支撑及预埋钢板传至墩柱，由墩柱承受，传力途径简单明确，不存在支架下沉的问题而且也不用破坏钢模。但是我们的盖梁跨径较大，预埋盖板要需大量的钢材，投资大，盖梁施工完后要对墩柱外观进行大面积处理，不但费时费工而且还较难保证质量，此方法也不可取。横穿型钢法在墩柱内预先埋设预留孔，在孔中穿入型钢并锁定型钢，由型钢支撑模板及整个盖梁的重量。优点是模板及整个盖梁的重
5、量通过型钢传至墩柱，由墩柱承受，传力途径简单明确。但由于我们门架墩盖梁跨径比较大，仅横穿型钢无法满足受力要求，故我们对此方法进行改进，在盖梁中间由两根钢管来支撑受力，门架墩预留一节模板，作为斜撑受力点，这样避免了对混凝土外观的影响。这种方法相比其他方法节约成本，加快施工进度，保证施工质量，是针对山区变截面高墩双墩盖梁施工较为理想的一种施工方法。 盖梁支撑系统的搭设 施工完成最后一次浇筑前，在距门架墩墩顶 1.2m 预埋两个预留孔，浇筑完毕后，门架墩预留一节模板作为牛腿，在预留孔中放 I28b 工字钢，在工字钢上放千斤顶，在千斤顶上放 I45b 工字钢，再在工字钢上搭设盖梁施工平台，在两墩之间用
6、两根直立的直径 37?，壁厚为 1?钢管支撑盖梁施工平台。如下图所示： 3.1、盖梁支撑系统的验算施工荷载包括：平台及盖梁模板自重，工字钢重量，钢筋混凝土重量，施工人员及设备重量，灌注砼时振捣产生的冲击力等。模板重（底板是竹胶板，其他采用组合式钢模） ，查材料表木头的密度为 0.50.8，考虑到方木均为干燥木头，密度取 0.5，支撑平台采用 10?10?200?方木，按 30?布置，需 68 根，竹胶板取 0.6。 方木重量：n1=0.10.12680.510=6.8KN 模板重量：n2=2.414.950.020.610910=94.3 KN 工字钢重量：n3=710=70 KN 钢筋混凝土
7、重量：n4=94.52.610=2457 KN 施工人员及设备重：n5=2.2 KN 振捣砼时产生的冲击力重：n6=3 KN n=n1+n2+n3+n4+n5+n6=2633.3 KN 取 1.2 的安全系数，每根工字钢受到的均布荷载： q=2633.320.8521.2=75.77 KN 3.2、托架工字钢受力分析托架取最不利受力组合状态进行分析，因为是五支点，是超静定结构，最不利弯矩左右悬挑部分引起，先取一侧进行分析。 Mmax=ql2/2=75.772.922=318.61106 KN.? 需要截面抵抗弯矩为WxMmax/rf=318.61106/1315=1.01106?3 （式中 r
8、 为钢材容许应力提高系数取 1.0，查材料表 f=315Mpa） 我们选两根 I45b 工字钢，查结构手册，其截面特性为：Ix=33759?4,Wx=1500.4?3,Sx=887.1?3,Ix/Sx=38?,腹板厚 d=13.5?,b=152?,自重=0.87 KN/m 考虑自重后，每根工字钢最大弯矩为： Mmax=ql2/2=（75.772.90.87）2.92/2=329.22106 KN.? 每根工字钢最大剪力： V=（75.77+2.90.87）2.9=227.05 KN 3.3、强度验算 3.3.1、抗弯强度验算 Mmax/r.Wx=329.22106 /1500.4103=219
9、315N/?2 满足要求 3.3.2、剪应力验算 V.Sx/Ix.tx=227.05103/381013.5=44.2125 N/?2 满足要求 3.3.3、支座局部压应力验算 支座反力为 F=227.05 KN，支撑长度 a=152?,h=18+13.5=31.5? 局部压应力为 c=F/tw. (a+h)=1227.05103/13.5(152+31.5)=91.6315N/?2 满足要求 经受力验算悬挑部分所选工字钢满足要求 3.4 取两墩之间盖梁托架受力分析施工荷载包括：平台及盖梁模板自重，工字钢重量，钢筋混凝土重量，施工人员及设备重量，灌注砼时振捣产生的冲击力等。模板重（底板是竹胶板
10、，其他采用组合式钢模） ，查材料表木头的密度为 0.50.8，考虑到方木均为干燥木头，密度取0.5，支撑平台采用 10?10?200?方木，按 30?布置，需 45 根，竹胶板取 0.6。 方木重量：n1=0.10.12450.510=4.5KN 模板重量：n2=2.49.950.020.6104.610=48.86 KN 工字钢重量：n3=4.610=46 KN 钢筋混凝土重量：n4=46.32.610=1204 KN 施工人员及设备重：n5=2.2 KN 振捣砼时产生的冲击力重：n6=3 KN n=n1+n2+n3+n4+n5+n6=1308.56 KN 取 1.2 的安全系数，每根工字钢
11、受到的均布荷载： q=1308.5610.7521.2=73.03 KN 跨中最大弯矩：Mmax=0.07ql2=0.0773.035.3752=147.69106KN.? 需要截面抵抗矩：WxMmax/rf=147.69106/315=0.468106?3 （式中 r 为钢材容许应力提高系数取 1.0，查材料表 f=315Mpa） 我们选两根 I45b 工字钢，查结构手册，其截面特性为：Ix=33759?4,Wx=1500.4?3,Sx=887.1?3,Ix/Sx=38?,腹板厚 d=13.5?,b=152?,自重=0.87 KN/m 考虑自重后，每根工字钢最大弯矩为： Mmax=0.07q
12、l2=0.07（73.035.3750.87）5.3752=157.15106 KN.? 每根工字钢最大剪应力： V=0.625ql=0.625（73.035.3750.87）5.375=261KN 每根工字钢跨中挠度： f=0.521ql4/100EI=0.521（73.035.3750.87）5.3754(1002.11083375910-8)=0.005m f/l=0.005/5.375=1/10751/400 满足要求 3.4.1、强度验算 3.4.1.1、抗弯强度验算 Mmax/r.w=157.15106/1500.4103=105315N/?2 满足要求 3.4.1.2 剪应力验算
13、 VSx/Ix.tx=261103381013.5=51125 N/?2 满足要求 3.4.1.3 钢管受力验算 采用直径 37?，壁厚 1?钢管 =N/A=2611033.14（3702-3502）4=23150Mpa 满足要求 所以盖梁托架整体稳定此施工方法在仁赤高速公路中得到了很好的运用，我项目部施工的四座大桥 16 个变截面高墩盖梁均采用此种施工方法，节约了大量的人力、物力，得到了业主和监理的一直认可和表扬。此种施工方法充分克服了盖梁底模对地基承载力及施工现场的要求，尤其适用于高墩变形截面双墩盖梁施工，即节省了大量的钢管支架材料的投入又有利于施工的安全，同时还大大缩短施工周期。 参考文献 周水兴，何兆益 路桥施工计算手册.人民交通出版社.2001 公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）人民交通出版社 邱鹤年，李承汉，马天鹏.新编结构设计手册.2005 徐超，男，1984 年 9 月出生，大学本科，助理工程师
