盖梁钢管支架法施工应用分析

李盟盟

（广州市公路工程公司，广东广州 510075）

盖梁钢管支架法施工应用分析

李盟盟

（广州市公路工程公司，广东广州 510075）

结合广东平兴（平远—兴宁）高速公路3标径背高架桥的盖梁施工，介绍了钢管支架法的施工方法和支架架设方法，对钢管支架的结构、受力进行了验算，为类似工程提供参考。

桥梁；钢管支架；盖梁；受力验算

在桥梁施工中，盖梁支架具有重要作用。盖梁施工的支架方法中，常用的方法有满堂支架法、抱箍法、穿钢棒法及钢管支架法等。下面结合广东平兴（平远—兴宁）高速公路3标径背高架桥，介绍盖梁钢管支架法施工技术。

1　工程概况

广东平兴（平远—兴宁）高速公路3标径背高架桥起始桩号为K1601+821.97，终点桩号为K1601 +928.03，中心桩号为K1601+875，平面位于R =1060m的右偏圆曲线上。设计为单墩预应力桥面连续小箱梁，桥跨组合为5×20m预应力砼小箱梁（左右幅相同），下部结构采用板墩及柱式台、肋板台，桩基均为钻孔灌注桩。1#、2#、3#、4#墩均为板式墩，采用预应力砼盖梁，盖梁长11.34m，中心盖梁高1.8m到段头梁高0.8m之间变截面，梁宽1.7m（如图1所示）。桥墩所处地面地形复杂，地基承载力不足，考虑项目工期及生产成本，不适合采用普通的满堂支架法施工，故选用钢管支架法进行盖梁施工。

图1　盖梁形式示意图（单位：cm）

2　钢管支架法施工部署

2.1测量放样及柱顶凿毛

盖梁施工前必须测放立柱中心，即盖梁中心线，使用全站仪测量。将墩柱中心点用铁钉及红漆标记在柱顶上。

墩柱拆模后即可进行柱顶砼凿毛，凿除柱顶水泥浮浆，直至露出碎石。然后扫净柱顶砼渣和松散碎石。柱顶凿毛后，柱顶标高不得超过规范允许偏差（±10mm），柱顶面与盖梁底面保持平行。

2.2钢筋工程

钢筋进场后按牌号、规格、产地、级别分批堆置于钢筋加工场内。钢筋机械性能和可焊性试验检测合格后，在钢筋加工场内集中进行钢筋下料和弯制，并将钢筋骨架焊接成型，然后进行盖梁钢筋笼绑扎成型，最后使用起重机整体吊装盖梁钢筋。

2.3模板工程

盖梁模板采用整体钢模拼装，保证模板连接平顺和外观合格。模板的架立要精确，特别是模板的几何尺寸、轴线位置、模板牢固及美观程度，在砼灌注时设专人经常检查模板及预埋钢筋位置和保护层尺寸，确保其位置正确、不发生变形，做到不跑模、不漏浆、不错位。浇筑砼时需经常观察模板、支架等的情况。

2.4砼浇筑

浇筑砼前对模板、钢筋、预埋件、脚手架及各机具、设备等进行检查，各项条件符合要求、各项施工准备安排就绪后，才能开始浇筑砼。砼浇筑过程中必须做到分层振捣、布料，同时严格控制振捣时间和插捣间距。

2.5钢管支架搭设方法

（1）在桥梁承台设4个φ325×10mm钢管支撑，钢管底部与承台面保持水平，钢管长度计算中考虑承台顶标高和盖梁低标高之间的高差及贝雷片桁架及贝雷片上工字钢的高度。

（2）钢管支撑安装完成后，为提高钢管支撑的稳定性，用16b槽钢将4根钢管支撑连接成整体，然后在钢管顶设置双排25#工字钢及双排贝雷片。

（3）贝雷梁固定后，其上铺设12号工字钢，间距为75cm。

3　钢管支架受力验算

3.1材料技术参数与施工荷载组合计算

A3钢的的技术参数：弹性模量E=2.1×105MPa，弯曲强度［σ弯］=215MPa，［σ轴压］=140MPa，剪应力［τ］=125MPa。

I12号工字钢的技术参数：惯性矩I=488×104mm4，抵抗矩W=77.4×103mm3，半截面面积矩S =44.4×103mm3，E=2.1×105MPa，［σ］=145 MPa，［τ］=85MPa。

施工荷载：盖梁砼重=24m3×26kN/m3=624 kN，模板重=（4.61×1.7×2+11.34×1.13×2）× 0.75kN/m2=30.98kN，振捣砼产生的荷载=1.7 m×11.34m×2kN/m2=38.56kN，泵送砼产生的冲击荷载=1.7m×11.34m×4kN/m2=77.11 kN，施工人员和施工材料、机具或堆放荷载=3m× 15m×1kN/m2=45kN，贝雷片=6×4×270kg =6480kg，12号工字钢=（15/0.75+1）×3× 14.21kg/m=895.23kg。荷载总重量P=624+ 30.98+38.56+77.11+45+（6480+895.23）× 9.8/1000=887.93kN。

3.2钢管支撑验算

φ325×10mm临时支撑共4根，每根钢管承受的荷载P=887.93/4=221.98kN。按最高墩柱，钢管最大长度12m，查《五金手册》，钢管截面积A =98.96cm2，回转半径i=11.142cm。强度为：

验算结果表明钢管支撑强度满足要求。

构件长细比为：

验算结果表明钢管支撑的长细比满足要求。根据长细比，查《路桥施工计算手册》附表3-26，得钢管的稳定系数φ=0.469。稳定性检算：

P/（φA）=221.98×1000/（0.469×9896×

10-6）=47.83MPa＜［σ］=215MPa

钢管的稳定性满足要求。

3.3贝雷梁受力验算

单层双排贝雷片桁架的技术参数如下：I =5009944cm4，E=2.1×105MPa，容许弯矩为1576.4kN·m，容许剪力为490.5kN。

作用在贝雷梁上的荷载P=887.93kN，考虑到均布荷载作用贝雷梁上的荷载q=887.93/（2× 11.34）=39.15kN/m。受力计算见图2。

图2　贝雷梁受力计算示意图（单位：cm）

结合图2，根据《路桥施工计算手册》，得：

AC段剪力为：

AB段剪力为：

AC段弯矩为：

AB段弯矩为：

贝雷片桁架悬臂处的挠度最大，为：

贝雷梁的剪力、弯矩和挠度均满足要求。

3.412号工字钢受力验算

作用在工字钢上的荷载P=887.93-64.8= 823.13kN。考虑到荷载作用主要由盖梁底21 根1.7m长工字钢承担，作用在工字钢上的均布荷载q=823.13/（21×1.7）=23.06kN/m。

工字钢按简支梁进行受力计算，根据《路桥施工计算手册》，弯矩为：Mmax=ql2/8=23.06×1.72/8=8.33kN·m剪力为：

弯矩应力为：

剪应力为：

挠度为：

12号工字钢的剪力、弯矩应力和挠度全部满足要求。

4　结语

传统的盖梁满堂支架施工法对地基承载力要求较高，对软土地基还需浇筑砼，需花费较大的人力、物力，需对支架进行预压，并且不适合山区或地形起伏较大、较复杂的地区，存在一定的局限性。而盖梁钢管支架法对地基承载力没有要求，可直接设置在承台上，更具安全性；节省投资，可大大降低工程成本；操作性强，特殊要求少，施工简便，施工周期短；对地形适应性强，可明显缩短工期。因此，钢管支架法是值得大力推广的盖梁施工支撑体系，在桥梁工程施工中具有很好的应用前景。

［1］ JTG/TF50-2011，公路桥涵施工技术规范［S］.

［2］ 周水兴.路桥施工计算手册［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［3］ 王屹山.独塔斜拉桥叠合梁施工支架安全性能分析［J］.公路与汽运，2015（2）.

［4］ JTGD60-2004，公路桥涵设计通用规范［S］.

［5］ 李际贵.高墩柱盖梁钢抱箍支架施工探讨［J］.公路与汽运，2015（4）.

［6］ 满前.钢管支架在预应力盖梁施工中的应用［J］.公路与汽运，2015（3）.

［7］ 赵艳峰.大悬臂盖梁施工阶段受力监测与分析研究［D］.西安：长安大学，2013.

U445.1

B

1671-2668（2016）04-0206-03

2016-03-29