桥梁盖梁支架专项施工方案.docx

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桥梁盖梁支架专项施工方案

新溆高速第十六合同段

桥梁盖梁支架专项施工方案

一、工程概况

我合同段起点为溆浦县油洋乡麻溪村，路线沿X012南侧展线，经甘溪村、庄坪村、河底江村、三板桥村、桥江镇槐荫村，路线终点为桥江乡独石村。

路线全长5.685km。

其中，桥梁工程包括大中桥梁1687m/6座，桥梁下部构造设计有扩大基础、U型桥台、桩基础、承台、肋板、立柱、盖梁等结构形式，上部构造有预应力空心板、T梁、现浇箱梁等结构形式，现在正进入高空作业盖梁施工。

为确保桥梁盖梁施工按总体施组中的工期顺利开展,特制定以下有关桥梁盖梁支架施工的专项方案。

二、施工部署

我部施工的桥梁工程共计6座，其中K75+722擂鼓坡大桥盖梁支架采用包箍法施工，其余K76+370.5廖家湾大桥、K78+285新塘湾大桥及A、B匝道桥、K79+532向家山大桥等五座桥梁盖梁采用剪力销法施工。

三、施工方案及稳定计算

（一）包箍法施工方案

盖梁包箍法无支架施工可操作性强，有很高的安全保证体系，外观轻巧又便于检查验收，可以较好控制施工安全，支模可以省很多工时，对地基要求不高，节省支撑钢管，大大降低了成本。

抱箍法无支架施工很少影响道路、河道的交通和通航，有利于快速施工和文明施工，具有很好的推广应用价值。

1、盖梁抱箍法结构设计

按最大立柱与盖梁尺寸进行设计验算，根据设计施工图，选定擂鼓坡大桥7#墩墩柱为φ200cm，盖梁尺寸为170*220（宽*高）为设计验算依据

（1）、侧模与端模支撑

侧模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm，在肋板外设2[16违带。

在侧模外侧采用间距1.0m的2[16b作竖带，竖带高2.9m；在竖带上下各设一条φ20的栓杆作拉杆，上下拉杆间间距2.7m，在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。

端模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm。

在端模外侧采用间距1.0m的2[16b作竖带，竖带高2.9m；在竖带外设φ48的钢管斜撑，支撑在横梁上。

（2）、底模支撑

底模为特制大钢模,面模厚度为δ6mm，肋板高为10cm。

在底模下部采用间距0.6m工16型钢作横梁，横梁长4.4m。

盖梁悬出端底模下设三角支架支撑，三角支架放在横梁上。

横梁底下设纵梁。

横梁上设钢垫块以调整盖梁底2%的横向坡度与安装误差。

与墩柱相交部位采用特制型钢支架作支撑。

（3）、受荷纵梁

在横梁底部采用双层1排加强型贝雷片（标准贝雷片规格：

3000cm×1500cm，加强弦杆高度10cm）连接形成纵梁，长12m，每组中的两排贝雷片拼装在一起，两组贝雷梁位于墩柱双侧，中间间距233.6cm，贝雷梁底部采用3m长的工16型钢作为贝雷梁横向底部联接梁。

贝雷片之间采用销连接。

纵、横梁以及纵梁与联接梁之间采用U型螺栓连接；纵梁下为抱箍。

（4）、抱箍

采用两块半圆弧型钢板（板厚t=16mm）制成，M24的高强螺栓连接，抱箍高1734cm，采用66根高强螺栓连接。

抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力供给上部结构的支承反力，是首要的支承受力结构。

为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层2～3mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。

（5）、防护栏杆与与工作平台

栏杆采用φ50的钢管搭设，在横梁上每隔2.4米设一道1.2m高的钢管立柱，竖向间隔0.5m设一道钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。

立柱与横梁的连接采用在横梁上设0.2m高的支座。

钢管与支座之间采用销连接。

工作平台设在横梁悬出端，在横梁上铺设2cm厚的木板，木板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。

2、盖梁抱箍法结构验算

（1）、荷载计算

砼浇筑时的侧压力：

Pm=Kγh

式中：

K---外加剂影响系数，取1.2；

γ---砼容重，取26kN/m3；

h---有用压头高度。

砼浇筑速度v按0.6m/h，入模温度按20℃考虑。

则：

v/T=0.6/20=0.003<0.035

h=0.22+24.9v/T=0.22+24.9×0.03=1.0m

Pm=Kγh=1.2×26×1=31.2kPa

砼振捣对模板产生的侧压力按4kPa考虑。

则：

Pm=31.2kPa+4kPa=35.2kPa

盖梁长度每延米上产生的侧压力按最不利情况考虑（即砼浇筑至盖梁顶时）：

P=Pm×（H-h）+Pm×h/2=35.2×2+35.2×1/2=88kN

（2）、拉杆拉力验算

拉杆采用（φ20圆钢）间距1.0m，1.0m范围砼浇筑时的侧压力由上、下两根拉杆承受。

则有：

σ=（T1+T2）/B=1.2P/2πr2

=1.0×88/2π×0.012==139MPa<[σ]=160MPa

利用φ20圆钢拉杆间距1m布置满足应力要求。

竖带抗弯与变形程度计算

设竖带两端的拉杆为竖带支点，竖带为简支梁，梁长L0=2.0m，砼侧压力按均布荷载q0考虑。

竖带[16b的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩Ix886cm4;抗弯模量Wx=108cm3

q0=35.2×1.0=35.2kN/m

最大弯矩：

Mmax=q0l02/8=35.2×2.02/8=17.6kN·m

σ=Mmax/2Wx=17.6/（2×108×10-6）

=81481Kpa≈82MPa<[σw]=160MPa（可）

（3）变形程度计算：

fmax=5q0l04/384×2×EIx=5×35.2×2.04/（384×2×2.1×108×886×10-8）=0.002m≤[f]=l0/400=2.0/400=0.005m

（4）、横梁计算

采用间距0.4m工16型钢作横梁，横梁长4.6m。

在墩柱部位横梁设计为特制钢支架，该支架由工16型钢制作，每个墩柱1个，每个支架由两个小支架栓接而成。

故共布设横梁31个，特制钢支架2个（每个钢支架用工16型钢18）。

盖梁悬出端底模下设特制三角支架，每个重约8kN。

a.荷载计算

盖梁砼自重：

G1=43.27m3×26kN/m3=1125kN

模板自重：

G2=49kN

侧模支撑自重：

G3=22×0.172×2.0=7.5kN

三角学支架自重：

G4=8×2=16kN

施工荷载与其他荷载：

G5=20kN

横梁上的总荷载：

GH=G1+G2+G3+G4+G5=1125+49+7.5+16+20=1218kN

qH=1218/12=102kN/m

横梁采用0.4m的工字钢，则作用在单根横梁上的荷载GH'=102×0.4=41kN

作用在横梁上的均布荷载为：

q=G/l=41/2.4=17kN/m（式中：

lH为横梁受荷段长度，为2.4m）

横梁抗弯与变形程度验算

横梁的弹性模量E=2.1×105MPa;惯性矩I=1127cm4;抗弯模量Wx=140.9cm3

最大弯矩：

Mmax=ql2/8=17×2.42/8=12.2kN·m

σ=Mmax/Wx=12.2/（140.9×10-6）

=86586≈87MPa<[σw]=160MPa（可）

最大变形程度：

fmax=5ql4/384×EI=5×17×2.44/（384×2.1×108×1127×10-8）

=0.0031m<[f]=l0/400=2.4/400=0.006m（可）

（5）、纵梁计算

纵梁采用单层四排加强型贝雷片（标准贝雷片规格：

3000cm×1500cm，加强弦杆高度10cm）连接形成纵梁，长12m。

荷载计算

横梁自重：

G6=12/0.4×4.6×0.169=23kN

贝雷梁自重：

4×8×0.3×9.8=94kN

纵梁上的总荷载：

GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=1125+49+7.5+16+20+23+94=1335kN

纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q：

q=GZ/L=1335/6.8=196kN/m

a计算支座反力RA/B：

RA/B=1/2ql=1/2×196×6.8=666.4KN

Mmax=1/8×196×6.82=1132kN·m

贝雷片的允许弯矩计算

查《公路施工手册桥梁和涵洞》第923页，单排单层贝雷桁片的允许弯矩[M0]为975kN·m。

则四排单层的允许弯矩[M]=4×975×0.9=3510kN·m（上下加强型的贝雷梁的允许变矩应大于此计算值）

故：

MB=1132kN·m＜[M]=3510kN·m

满足强度要求

纵梁变形程度验算

贝雷片刚度参数

弹性模量：

E=2.1×105MPa

惯性矩：

I=Bh×h/2=（25.48×2×4）×150×150/2=2293200cm4

最大变形程度发生在盖梁中间

fmax=648q/EI=648×112/（2.1×108×2293200×10-8）=0.015m

[f]=a/400=6.8/400=0.017m

fmax≤[f]变形符合要求。

（6）、抱箍计算

抱箍承载力计算

荷载计算

每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：

支座反力RA/B=1/2ql=1/2×196×6.8=666.4KN

以最大值为抱箍体需承受的竖向压力N进行计算，该值即为抱箍体需产生的摩擦力。

抱箍受力计算

螺栓数目计算

抱箍体需承受的竖向压力N=666.4kN

抱箍所受的竖向压力由M24的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》第426页：

M24螺栓的允许承载力：

[NL]=Pμn/K

式中：

P---高强螺栓的预拉力，取225kN;

μ---摩擦系数，取0.3；

n---传力接触面数目，取1；

K---安全系数，取1.7。

则：

[NL]=225×0.3×1/1.7=39.7kN

螺栓数目m计算：

m=N'/[NL]=666.4/39.7=16.7≈17个，取计算截面上的螺栓数目m=18个。

则每条高强螺栓供给的抗剪力：

P=N/18=666.4/18=37KN≤[NL]=39.7kN

故能承担所要求的荷载。

螺栓轴向受拉计算

砼与钢之间设一层橡胶，按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.3计算抱箍产生的压力Pb=N/μ=666.4kN/0.3=2221.3kN由高强螺栓承担。

则：

N'=Pb=2221.3kN

抱箍的压力由18条M24的高强螺栓的拉力产生。

即每条螺栓拉力为

N1=Pb/18=2221.3kN/18=123kN<[S]=225kN

σ=N"/B=N′（1-0.4m1/m）/B

式中：

N′---轴心力

m1---所有螺栓数目，取：

36个

B---高强螺栓截平面或物体表面积，B=4.52cm2

σ=N"/B=Pb（1-0.4m1/m）/B=2221.3×（1-0.4×36/18）/36×4.52×10-4=109208kPa=109MPa＜[σ]=140MPa

故高强螺栓满足强度要求。

抱箍体的应力计算：

抱箍壁为受拉产生拉应力

拉力P1=18N1=18×123=2214（KN）

抱箍壁采用面板δ16mm的钢板，抱箍高度为0.5m。

则抱箍壁的纵向截平面或物体表面积：

S1=0.016×0.5=0.008（m2）

σ=P1/S1=2214/（0.008×2）＝=138.4（MPa）＜[σ]=140MPa

满足设计要求。

抱箍体剪应力

τ=（1/2RB）/（2S1）=（1/2×666.4）/（2×0.008）

=21MPa<[τ]=85MPa

满足强度要求。

根据以上计算，抱箍与贝雷梁组合施工支架验算符合各项应力验算要求，安全经济可行。

（二）、剪力销法施工方案

1、盖梁设计技术参数

我标段盖梁的结构尺寸有多种形式，在此仅以最大尺寸盖梁为例进行介绍，该盖梁长10.78m，宽2.3m，高1.5m，设计为C30钢筋砼，设计砼方量35.7m3，钢筋含量5.9T。

具体细部尺寸如图1所示。

图1

2.拟用施工方案

根据我标段的实际情况决定采用剪力销法施工。

该方法的施工原理是，在墩柱上穿剪力棒承载工字钢，以工字钢为受力主梁搭设盖梁受力底座，在此底座上进行盖梁模板、钢筋、砼的施工。

施工要点在于穿剪力棒搭设盖梁底座受力平台。

通过粗略估算计划采用以下材料搭设盖梁底座受力平台。

采用φ90mm钢棒作剪力棒，左右墩柱各1根。

采用36b工字钢作为受力主梁，墩柱两侧各1根。

采用16a槽钢作小横梁，在工字钢上按中到中45cm间距布置，共布设20根。

采用10cm*10cm方木作为盖梁底模垫层，在槽钢上按中到中25cm间距布置，共布设10道。

采用10cm*30cm木楔作为高度调平层，安装在槽钢与方木之间。

具体布置如图2所示。

图2

3.受力验算

通过图2可以看出，盖梁荷载首先通过方木传递到槽钢上，再通过槽钢传递到工字钢上，最后传递到剪力棒上。

所以我们对方木、槽钢、工字钢、剪力棒都进行了验算。

在实际施工中，部分钢筋和墩柱顶砼的重量由墩柱承担，底座承载的盖梁重量小于盖梁实际重量，在计算中仍按盖梁实际重量计算，以提高受力底座的安全系数。

1）、荷载计算

（1）盖梁模板的自重Q1

我标段该型号盖梁的模板重量为6.3T，即：

Q1=63KN。

（2）盖梁砼的重量Q2

盖梁砼的总方量为35.7m3，参照《简明公路施工手册》取钢筋砼容重为26KN/m（含钢筋），可得：

Q2=35.7m3*26KN/m3=928.2KN

（3）施工人员和施工机具荷载Q3

进行砼浇筑时，盖梁上面只有3~4个施工人员及小型振捣器械，所以取：

Q3≈4KN

（4）振捣砼时的荷载Q4

参照相关资料，振捣砼时在有效范围内产生的荷载为2.0Kpa，所以取：

Q4≈2.0m*2.0m*2.0Kpa=8KN

（5）方木的重量Q5

方木每道的铺设长度L=11.2-1.4*2=8.4m，参照相关资料ρ木=6KN/m3，所以方木的重量为：

Q5=V*ρ木=8.4*10*0.1*0.1*6=5.04KN。

（6）槽钢的重量

参照相关资料，16a槽钢的延米重量ρ=197.5N/m，每根槽钢长度为300cm，放置20根，共长L=60m。

所以槽钢的重量为：

Q6=L*ρ=60*197.5=11.9KN

（7）工字钢的重量

参照相关资料，36b工字钢的延米重量ρ=656.6N/m，工字钢2根长度24m，所以工字钢的重量为：

Q7=L*ρ=24*656.6=15.76KN

2）方木的受力验算

方木所受荷载为：

Q木=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1008.2KN

参照简支梁的内力计算方法

q=（1008.2÷11.2）÷10=9.0KN/m

M=ql2/8=227.81N*m

W=a3/6=1.67*10-4m3

σ=M/W=227.81/1.67*10-4=1.36MPa＜14.5MPa

方木铺设满足受力要求。

3）槽钢的受力验算

槽钢所受荷载为：

Q槽=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=1020.1KN

q=（1020.1÷11.2）*0.45÷2.3=17.8KN/m

参照外伸臂梁计算跨中弯距，如图3所示。

图3

M=qlx*（（1-a/x）（1+2a/l）-x/l）/2=4.1*103N*m

W=40.9cm3

σ=M/W=100MPa＜215Mpa

槽钢的铺设满足受力要求。

4）工字钢的验算

（1）受力验算

工字钢所受荷载为：

Q工=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7=1035.9KN

q=（1035.9÷11.2）÷2=46.25KN/m

参照外伸臂梁计算跨中弯距，如图3所示。

M=qlx*（（1-a/x）（1+2a/l）-x/l）/2=1.40*105N*m

W=920.8cm3

σ=M/W=152.04MPa＜215MPa

（2）挠度验算

q=46.25KN/m，E=2.1*105MPa，I=16574cm4

F=ql4（5-24a2/l2）/384EI=0.016m

F/L=1/418＜1/400

挠度变形满足规范要求

5）剪力棒的受力验算

剪力棒主要承受剪力，所以只进行剪力验算：

Q棒=Q工=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7=1035.9KN

T棒=Q棒/4=259KN，S=3.14*0.0452=6.36*10-3m2

τ=T/S=40.7MPa＜125MPa

剪力棒尺寸满足受力要求。

6）验算结果

通过受力验算，拟用方案满足盖梁受力要求，可以组织施工。

4.剪力销法盖梁施工工艺

1）设置剪力棒预留孔

当墩柱施工到设计顶高程，进行最后一次浇筑砼时，需要设剪力棒预留孔。

根据我标段的施工情况，决定预埋内径为10cm的硬脂PVC管，预埋位置在盖梁底71cm。

这71cm包括36cm工字钢高度，6.5cm槽钢高度，10cm木楔高度，10cm方木高度，8.5cm盖梁底模厚度。

2）搭设盖梁受力底座

墩柱全部浇筑完成并拆模后，及时找到预留孔位置并穿入剪力棒，穿入后的剪力棒应保持居中放置。

然后紧贴墩柱站立放置工字钢，工字钢的放置也应保持居中，并且在墩柱两侧将两根工字钢连接在一起，在跨中也设一道连接，连接的力度不必太大，以保持工字钢不产生刚度形变为度，现场我们采用法兰连接。

工字钢安装完成后，在上面放置槽钢，每根槽钢的两端与工字钢绑扎在一起，以免滑动。

3）铺设底模并调平

利用4个千斤顶进行控制在设计的高程位置。

然后铺设盖梁底模，底模为大面积拼装模板，可以通过高强螺栓连接为一个整体，盖梁底模的铺设必须保证盖梁的轴线和底标高符合设计要求，如有偏差必须调整在规范允许的范围内。

底模铺设完成后，安排专人到盖梁底重新检查盖梁底模与方木的接触情况，如有局部悬空或冲突的地方，通过木楔进行调整，确保盖梁底模与方木之间均匀接触。

4）绑扎盖梁钢筋

盖梁骨架钢筋在钢筋加工场地焊接成型，然后吊到盖梁底模上进行现场绑扎。

盖梁骨架钢筋在模具上加工，现场我们用12#槽钢加工了一个模具，在模具上直接定出了盖梁骨架的长和高，所有起弯点都给出了固定标识，通过模具加工出来的盖梁骨架钢筋尺寸误差非常小，而且平整顺直，完全满足规范要求。

盖梁骨架钢筋吊到底模上后，通过横向箍筋绑扎在一起，成型为盖梁钢筋笼。

5）安装侧模及端模

盖梁钢筋笼绑扎完成后，进行侧模和端模的安装。

侧模安座于底模之上，与底模之间采用高强螺栓连接，侧模后设通长背肋，通过上下两层对拉螺杆固定。

侧模与端模之间通过角法兰用高强螺栓连接在一起，盖梁模板连接加固完成后，基本不会产生变形和移动，成为一个整体性钢模。

6）盖梁顶面复测及预埋件定位

盖梁的模板整体性安装完成以后，及时进行轴线放样和标高测量。

放样完成后将轴线位置用红油漆点在两块端模上，同时纪录下这两点的高程，通过轴线位置量测出盖梁顶预埋件的位置，通过高程点量测出盖梁顶面的位置，并确定支座垫石及预埋钢板的高程。

7）盖梁模板及受力底座的拆除

参照规范要求，非承重模板需砼强度达2.5MPa以上时才能拆除，承重模板需砼强度达到设计强度的75%以上时才能拆除，我们的施工日平均气温大于10℃，现场控制在1天以后拆除侧模，7天以后拆除底模。

侧模的拆除比较简单，只需拆除对拉螺杆，松开连接螺栓，用塔吊分块将模板吊下即可。

底模拆除时，需先将千斤顶卸荷并取出，然后取出方木和槽钢，才能拆除底模，最后取下工字钢和剪力棒。

5.剪力销法施工注意事项

在进行盖梁施工的时候，我们遇到了许多问题，不同程度的影响了我们盖梁的施工质量。

在这些问题中有些是我们事先没有考虑到的，有些是因为施工方法不恰当造成的，有些是因为没有引起足够重视造成的。

为了在今后的施工中避免类似问题再次出现，特做如下总结。

1）墩柱顶高程控制措施

在墩柱施工时中，最后一次浇筑前必须对模板顶进行高程复测，按照复测高程计算出下返尺寸，在模板内侧作好标记，以此为依据严格控制墩柱顶面砼标高。

2）预埋的PVC管移位、漏浆处理措施

在盖梁施工中，应将PVC管两端用彩条布封堵，中间灌砂，填成实心管，并且用钢筋对其定位，牢牢固定在墩柱钢筋的指定位置，解决了在砼浇筑时漏浆和上浮的问题。

3）施工平台宽度处理措施

盖梁宽230cm，槽钢长度为300cm，第一次施工时居中放置，安装完盖梁侧模后，两侧只剩30cm空间，在上面铺木板作为施工人员的行走及施工平台，宽度太窄，存在不安全因素。

解决措施：

我们将槽钢交错放置，一端与盖梁侧模平齐，另一端外挑65cm，相邻槽钢颠倒放置，这样调整以后，施工平台的宽度由原来的30cm扩宽到60cm，极大的方便了施工,提高了安全系数。

4）盖梁底模与墩柱间的空隙漏浆处理

注意措施：

在盖梁施工中，应用双面胶条填塞止浆，同时在底模顶面围绕墩柱用宽胶带进行多次粘贴。

经过这样处理会很好的解决了模板与墩柱接缝漏浆的问题。

7.高空作业注意事项

1、高空作业人员不得穿拖鞋或硬底鞋。

所需的材料要事先准备齐全，工具要放在工具袋内。

2、高空作业所用的梯子不得缺档和垫高，同一架梯子不得二人同时上下，在通道处（或平台）使用梯子要设置围栏。

3、高空作业与地面联系，要有专人负责，或配有通讯设备。