浅谈公路桥梁支架设计与施工范文

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摘要：在公路桥盖梁支架临时结构设计和施工中，通常在施工前对支架进行设计和方案选取，决定结构和施工的安全性，文章利用MIDAS/CIVIL有限元软件建模并配合手算，经过施做过程检验，从而得出选用材料、最优搭设方案和构造措施，从而做到工艺简单、安全可靠、成本较低、方便适用，可在类似的工程中推广和应用。

关键词：公路桥梁；圆柱墩盖梁；支架设计；施工组织

1引言

随着工程规模和桥梁建设事业的飞速发展，我国交通路网越来越发达。几十年中，修建了大量跨谷、江河、既有线等高墩桥，在国内外产生了重要的影响，同时在设计和管理以及选用材料、缩短工期、提高效益等方面都总结出一定的经验。

2工程背景

国道302线三岔至阿尔山段公路是国家路网规划的组成部分，线路起点位于兴安盟科右前旗宝格达山东侧，顺接阿力得尔至三岔段终点，终点位于兴安盟阿尔山市，路线在大兴安岭南麓总体呈南北走向，路线长85.672km。在河道、山谷和既有交叉路处均采用简支梁桥跨越，上部结构为预制梁板先简支后连续、基础采取钻（挖）孔桩基础、下部结构为双圆形柱和盖梁，其中柱高在6m～29m范围。

3支架对比分析及设计计算

3.1支架的选用及对比分析

盖梁也称帽梁，通常设置于桩顶、双柱或多柱顶部，在钢筋混凝土预制简支梁桥中起着承上启下作用，是下部结构承重和主要受力构件。现浇盖梁常用的施工方法有：自落地支架式、抱箍挑架式和埋设托架式等，其优缺点对比如表1所示：对支架的形式的选择还应考虑如下几点：①现场的施工场地和柱的高度；②施工进度、质量和安全风险；③经济合理和尽量就地取材。综上所述，经对比分析并结合属地情况，本项目选用抱箍挑架式方法施工。

3.2抱箍挑架结构设计

本示例选取查干郭勒河特大桥3#盖梁进行计算，设计图中盖梁为长×宽×高，即：11.2m×2.2m×1.9m；下设直径2.0m柱，双柱间距为6.8m。抱箍挑架结构自上而下为：现浇盖梁→底板为10cm厚组合钢模→方木尺寸为10cm×10cm、纵向间距为30cm→横向搭设两根Ι40a工字钢→钢楔形垫→钢抱箍（见图1）

3.3荷载分析

通过查阅《路桥施工计算手册》，结合支架材料，在设计计算时考虑的荷载有：①模板自重；②新浇混凝土或钢筋混凝土重量；③施工人员和运输工具重量；④支架自重；⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载；⑥振捣混凝土产生的荷载。各项荷载按照相关规范取用。其中，模板及其他支撑体系按1kPa取值；施工人员和机具等荷载按1kPa取值；混凝土容重按26kN/m3计；混凝土浇筑时产生的冲击荷载按2.0kPa取值；混凝土振捣荷载按2.0kPa取值。由于盖梁面较宽，混凝土不可能同时浇筑和振捣，故施工荷载可适当减小。3.4支架结构检算计算采用极限状态法，用电算配合手算进行，计算软件采用MIDAS/CIVIL。通过查询木材采用TC13的A组木材，木材抗弯强度设计值13.0MPa，抗剪强度为1.5MPa，弹性模量10MPa×103MPa。①方木尺寸为10cm×10cm，间距30cm；其下为两根I40a横梁，横梁落在抱箍上。将方木及横梁建立计算模型（见图2）。计算所得方木最大应力为5.6MPa，小于设计强度13MPa，满足要求（见图3）。②横梁Ι40a工字钢的应力计算结果如图4所示。通过图4可知两墩柱中间部分工字钢应力较大，计算应力为178MPa，小于设计强度215MPa。墩柱柱顶部分因模型与实际结构之间的差异，应力集中，应力超标部分全都在柱顶区域，在稍远离点约束处，应力迅速降至76MPa左右，故实际该区域应力不超标，满足要求。③横梁Ι40a工字钢的变形计算结果如图5。由图5可知，两墩柱中间部分的最大竖向变形约4mm，小于限制值6800/400=17mm，满足要求。④抱箍承受的荷载即如图6所示。由图6可知，一侧的两个反力点计算结果之和为268kN，即要求每个抱箍的承载力不小于268kN，可保证支架结构的安全。⑤根据抱箍所承受的荷载，经查阅临时结构计算书籍，本示例经计算用8个M22的高强螺栓满足要求，在制作抱箍时采用9个M22的螺栓对称连接，满足施工及安全要求。

4施工工艺概述

墩柱施工完成后测量柱顶高程，根据支架高度量测并划线确定抱箍安装高度，在已安装抱箍上搭设横向工字钢，在工字钢顶摆放纵向方木或工字钢，铺设底模和安装防护设施、安装钢筋、侧模和端模，浇筑盖梁混凝土。

4.1盖梁施工工艺流程

盖梁施工工艺流程见为：施工准备→测量放样→抱箍及挑架安装→底模安装→钢筋加工及安装→测量校核→侧模安装→混凝土浇筑→养护→模板及挑架拆除。

4.2施工方法

4.2.1测量放样在抱箍安设前，利用精密全站仪对柱顶的高程和轴线进行测量，作为安设抱箍和悬挑支架的依据。如墩顶已浇筑混凝土高出规范误差允许值，超出部分应用人工进行凿除。

4.2.2抱箍及挑架安装①抱箍安装。依据测量结果，计算抱箍挑架需要的高度并在墩柱周围标识，作为抱箍顶安装控制线，用吊装设备将抱箍调至安装线进行拼装，同一抱箍两半顶面必须水平，用高强螺栓连接，高强螺栓必须全部拧紧，保证螺丝漏出螺母，并用扭矩扳手进行检测，使抱箍和立柱之间接触紧密。②挑架与底模安装。在抱箍顶面横向前后放置两根I40a工字钢横梁，横梁放置后根据工字钢和抱箍间隙用楔形钢垫垫实，并将工字钢对拉固定，防止滑移。之后在横向工字钢顶铺装纵向分配方木，方木间距根据盖梁荷载计算确定，最后铺设底模。③钢筋加工及安装。钢筋在工厂集中加工，加工前先仔细研究设计图纸，对于弯起钢筋等进行绘制CAD图进行复核确认，加工成半成品运输至墩柱旁，在设置的简易架上进行绑扎，完成后采用吊装机械调至已铺设好的挑架底模上。④侧模及预埋件安装。根据盖梁尺寸加工的定型钢模板，首先进行打磨和涂刷脱模剂后吊装就位，在正面较大块模板分节吊装，并用连接螺栓进行连接固定，同时校核模板尺寸并对拉杆拉紧固定。测量人员对安装的模板进行校核，施工人员配合进行调整，确保中心线和高程符合设计及规范允许偏差。在模板安装完成后依据测量放样的点位和高程进行预埋件的安装，预埋件主要有挡块和垫石预埋钢筋，防震锚栓和预埋钢板等，预埋件安装时必须严格控制平面位置和高程，且固定牢靠，保障在浇筑混凝土后不变形和位移。⑤混凝土的浇筑。本项目混凝土由自建站集中供应，混凝土生产严格按施工配合比拌合，罐车运输至现场，同时使用泵车一次浇筑完成。在盖梁钢筋安装时，顶面较密集和部分预埋钢筋交叉。为防止混凝土下落时受钢筋和高度影响而引起混凝土离析，下料口要避开钢筋密集处。浇筑过程由低端按一定的顺序、水平分层进行浇筑，振动要均匀，严格控制振捣时间和顺序，防止过振或漏振。⑥混凝土的养护。混凝土浇筑完成后应及时养护，可根据外界气温等情况覆盖洒水、包裹塑料布或直接洒水等措施进行养护。当混凝土强度达到设计及规范允许时对垫石位置进行凿毛，把松散混凝土和浮浆全部清除，清理后漏出新鲜骨料不小于凿毛面积的75%。⑦模板和抱箍的拆除。当混凝土强度达到2.5MPa以上方可拆除侧模板，承重部位挑架和底模待混凝土强度达设计75%后方可拆除。模板拆解后及时清理和涂刷脱模剂，平放并堆码整齐，以备后用。

4.3质量注意事项

①抱箍、模板等工具必须在具有相应资质的厂家加工，其拼缝、刚度和强度必须满足使用要求。②抱箍安装位置必须经计算确认，螺栓连接紧固并满足计算要求。③横向工字钢搭设时在柱旁设置防滑移连接件。④钢筋必须有出厂合格证，钢筋进场后按规范要求进行取样检测，合格后方可使用。⑤钢筋使用前表面清理干净、调直，对设计尺寸复核后进行下料。焊接前要进行试焊工艺试验，合格后方可大量的焊接。⑥钢筋骨架外部捆绑保护层垫块，数量不少于4个/m2，其强度和厚度同设计。

4.4安全注意事项

①高处作业人员必须具备登高作业的相关资质，进入现场必须经培训和考核合格。②吊装作业人员和专职指挥人员必须持证。③浇筑混凝土期间，派专职质量员检查挑架、模板、钢筋骨架等，当发现有异常时，应暂停浇筑并及时处理后继续实施。④挑架搭设时需在四周设置防护作业平台和安全保证措施。⑤严格按照“先安的后拆、后安的先拆”，拆除过程中严禁猛烈敲打、死拽硬拉和直接向下抛扔。

5结语

通过在国道302线桥梁中盖梁采用抱箍法挑架法施工，验证了挑架临时结构设计合理、受力明确、搭设方便、成本较低、不受墩高限制等优点。实践表明，依据盖梁和墩柱尺寸进行临时结构设计方案，在施工应用方面是成功的，可供类似桥梁施工参考。

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作者：邵瑾琨 单位：中铁十九局集团第六工程有限公司