楊英華謝建花
中交一公局廈門工程****
摘要：本文就橋梁的蓋梁支架施工中常見的幾種施工工藝予以歸納簡述，希望這幾種方法在今後的施工中對施工單位在施工中對工程進度、成本、質量能有所幫助。
關鍵詞：蓋梁支架
0. 前言
由於橋梁工程本身的特點、施工地形條件限制和企業現有資源裝置的選擇，橋梁蓋梁施工時的支架有很多種方法，比較常見的有預埋型鋼法、扁擔懸挑法、支架法和抱箍法等幾種施工方法，現就橋梁的蓋梁施工中常見的幾種支架施工工藝予以歸納簡述，希望這幾種方法在今後的施工中對施工單位在施工中對工程進度、成本、質量能有所幫助。
1. 橫穿法
在墩柱內預先埋設預留孔，在孔中穿入型鋼或圓鋼棒並鎖定型鋼或圓鋼棒，由型鋼或圓鋼棒支撐支架、模板及整個蓋梁的重量。如圖1、2所示。
圖1 橫穿型鋼法立面示意
圖2 橫穿圓鋼綁法立面示意
優點：①支架、模板及整個蓋梁的重量通過橫穿件傳至墩柱，由墩柱承受，傳力途徑簡單明確，不存在支架下沉的問題；②適合高橋墩蓋梁的施工；③對方木需要量很小。
缺點：在墩柱內埋設留預孔，在施工澆注墩身砼時對砼振搗人員的操作帶來很大的不便，造成了一定的施工難度，且該方法容易影響墩柱的外觀質量，其處理不但費工費時而且處理時混凝土外觀質量很難令人滿意；再次，該施工體系在一定程度上對墩身結構完整性造成了不同程度上的破壞，因此，一般情況下監理、設計部門及業主不太認同該施工方法。
2. 預埋法
在墩柱中預埋鋼板，拆模後在預埋鋼板上焊接鋼支撐，由它來承受支架、模板及整個蓋梁的重量。如圖3 所示。
圖3 預埋型鋼立面、剖面示意
優點：①與前一種體系一樣，支架、模板及整個蓋梁的重量通過鋼支撐及預埋鋼板傳至墩柱， 由墩柱承受，傳力途徑簡單明確，不存在支架下沉的問題而且也不用破壞鋼模；②適合高橋墩蓋梁的施工；③對方木需要量很小。
缺點：①預埋鋼板要消耗大量鋼材，預埋件不能重複利用，很不經濟；②鋼支撐的焊接工作量很大大，且對對焊接質量的要求也比較高，而且蓋梁施工完後要對墩柱外觀進行處理，不但費工費時而且較難保證質量。
3. 鋼筋懸挑法
鋼筋懸挑法與預埋法有點類似，只不過採用φ32以上的鋼筋從墩柱頂懸吊，然後在墩側加工成兩個吊環。工字鋼從兩個墩柱的吊環穿過，形成蓋梁支架的橫樑。如圖4所示。
圖4 粗鋼筋懸挑法立面、剖面示意圖
優點：①與前一種體系一樣，支架、模板及整個蓋梁的重量通過鋼支撐及預埋鋼板傳至墩柱， 由墩柱承受，傳力途徑簡單明確，不存在支架下沉的問題而且也不用破壞鋼模；②適合高橋墩蓋梁的施工；③對方木需要量很小；④加工簡單，施工方便。
缺點：①粗鋼筋不能重複利用，很不經濟；②必須對前後側工字鋼進行橫向穩定聯絡。③對蓋梁底模的標高調整比其它方法稍微費點事；④由於鋼筋的結構受力受限制，不適合高大蓋梁。
4. 支架法
採用支架法施工，這是目前用得較多的一種方法。支架可用萬能桿件也可採用鋼管支架搭設。
蓋梁施工的所有臨時設施重量及蓋梁重量均由支架承受，直接傳到地面。如圖5 所示。
圖5 支架法立面、剖面示意圖
優點：①支架的形式及高低可根據墩周圍的地形和墩柱的高度等隨機變化，方法靈活；②不用在墩柱上設定預埋件，不會對墩柱外觀造成影響。
缺點：①支架法施工對地基的承載力要求比較高，一般均要求對地基進行壓實，對軟土地基還需要澆築砼地坪。因此，對地基的處理要花費較多人力物力。
如果對地基的處理稍有不慎，即可造成支架整體下沉，嚴重影響蓋梁的施工質量；②墩柱較高時，必須對支架進行預壓以消除非彈性變形，這需要消耗大量人力物力；③由於墩柱高度的變化而調整底模高度；對於鋼管支架，從經濟上講都是不合算的，而且還要大量不必要的人力；④墩柱較高時，支架龐大，需要鉅額投入而且安裝支架費時耗力；⑥支架法施工對木材需要量較大，因此消耗能源較大；⑤水中施工無繫梁橋墩時，支架法很難施工；⑦預壓需要的時間較長，因此對工期要求緊的橋梁施工不易採用。
5. 抱箍法
其力學原理：是利用在墩柱上的適當部位安裝抱箍並使之與墩柱夾緊產生的最大靜摩擦力，來克服臨時設施及蓋梁的重量。如圖6、7所示。
抱箍法的關鍵是要確保抱箍與墩柱間有足夠的摩擦力，以安全地傳遞荷載。下面就此問題進行討論。
5.1抱箍的結構形式
抱箍的結構形式採用兩個半圓形的鋼板，通過連線板上的螺栓連線在一起，使鋼板與墩身密貼，能夠承受一定的重量而不變形，板的高度由連線板上的螺栓個數決定。
箍身的結構形式：抱箍安裝在墩柱上時必須與墩柱密貼，這是個基本要求。由於墩柱截面不可能絕對圓，各墩柱的不圓度是不同的，即使同一墩柱的不同截面其不圓度也千差萬別。
因此，為適應各種不圓度的墩身，抱箍的箍身宜採用不設環向加勁的柔性箍身，即用不設加勁板的鋼板作箍身。這樣，在施加預拉力時，由於箍身是柔性的，容易與墩柱密貼。
連線板上螺栓的排列：抱箍上的連線螺栓，其預拉力必須能夠保證抱箍與墩柱間的摩擦力能可靠地傳遞荷載。因此，要有足夠數量的螺栓來保證預拉力。
如果單從連線板和箍身的受力來考慮，連線板上的螺栓在豎向上最好布置成一排。但這樣一來，箍身高度勢必較大。尤其是蓋梁荷載很大時，需要的螺栓較多，抱箍的高度將很大，將加大抱箍的投入，且過高的抱箍也會給施工帶來不便。
因此，只要採用厚度足夠的連線板並為其設定必要的加勁板，一般均將連線板上的螺栓在豎向上布置成兩排。這樣做在技術上是可行的，實踐也證明是成功的。因此，抱箍採用如圖7所示的結構形式。
5.2抱箍使用的理論依據
抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力等於正壓力與摩擦係數的乘積，即: f=μ×n
式中: f——抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力；
n——抱箍與墩柱間的正壓力；
μ——抱箍與墩柱間的靜摩擦係數。
抱箍與墩柱間的正壓力n與螺栓的預緊力產生的，根據抱箍的結構形式，修正每排螺栓個數為n，則螺栓總數為4 n，若每個螺栓預緊力為f1，則抱箍與墩柱間的總正壓力為n＝4×n×f1。
在實際施工中採用45號鋼的m30大直徑螺栓或m27高強度螺栓。但採用m27高強度螺栓有兩個缺點：一是高強度螺栓經過一次加力鬆弛迴圈後一般不能再用，這與抱箍需多次重複使用的要求不相符；再次安裝抱箍時需更換新螺栓，加大了投入；二是市場上沒有m27高強度螺栓，必須到專門的廠家購買，不能滿足隨時更換的要求。
因此，一般均採用材質45號鋼的m30大直徑螺栓。每個螺栓的允許拉力為[f]＝as×[g]
式中：as——螺栓的橫截面積，as＝πd2/4
[g]——鋼材允許應力。對於 45號鋼，[g]＝2000kg/cm2。
於是，[f]＝[g]πd2/4＝2.0×3.14×32/4=14.13 t；取f1＝14 t
鋼材與砼間的摩擦係數為 0.3～0.4，取 f＝0.3，於是抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力為 f＝μ×n＝μ×4×n×f1＝0.3×4×n×14=16.8n
若臨時設施及蓋梁重量為g，則每個抱箍承受的荷載為q＝g／2。
取安全係數為λ＝2，則有q＝g／λ即 g／2＝16.8n/2；n=0.06×g
故可取n為整數。
可見，抱箍法從理論上是完全可行的。
5.3 抱箍施工工藝
抱箍法施工工藝流：抱箍加工→抱箍拼裝→抱箍吊裝→安裝蓋梁模板→吊裝鋼筋籠→蓋梁砼施工。
5.4抱箍法施工的注意事項
（1）箍身應有適當強度和剛度，以傳遞拉力、摩擦力並支承上部結構重量，可採用厚度為10mm～20mm的鋼板。
（2）由於抱箍連線板是直接承受螺栓拉力的構件，要有足夠的強度和剛度，根據理論計算及實踐經驗，以採用厚度為24mm～30mm的鋼板為宜。
（3）抱箍內直徑宜比圓柱直徑大1～2cm；抱箍與砼接觸面處墊1cm左右的橡膠板，以增大抱箍與砼之間的摩擦力及接觸密實程度。
（4）在使用抱箍法施工時，為了確保施工安全每排螺栓個數必須比理論計算個數多乙個。抱箍連線螺栓，在重複使用過程中，必須檢查螺栓是否滑絲，開裂現象，否則堅決不能使用。
（5）由於抱箍連線板上螺栓按雙排布置，外排螺栓施壓時對箍身產生較大的偏心力矩，對箍身傳力有不利影響，因此，螺栓布置應盡可能緊湊，以剛好能滿足施工及傳力要求為宜。
（6）為加強抱箍連線板的剛度並可靠地傳遞螺栓拉力，在豎直方向上，每隔2～3排螺栓應給連線板設定一加勁板。
（7）抱箍試拼可在墩柱底進行，抱箍與砼接觸處墊1cm左右的橡膠板。抱箍拼裝好後，連線處的螺栓必須分三次進行擰緊。第一次在抱箍拼裝好後進行，第二次在抱箍拼裝好後第三天進行，第三次在給抱箍加壓後進行，壓力的大小必須與抱箍理論承受的荷載一致，並在加壓後檢查抱箍是否有下沉現象。
抱箍螺栓使用前必須檢查是否有缺陷。
（8）抱箍與墩柱間的正壓力是由連線螺栓施加的，螺栓應首先進行預緊，然後再用經校驗過的帶響板手進行終擰。預緊及終擰順序均為先內排後外排，以使各螺栓均勻受力並確保螺栓的拉力值。
（9）澆築蓋梁混凝土時，由於抱箍受力後產生變形，螺栓的拉力值會發生變化。因此，在澆築蓋梁的全過程中應反覆對螺栓進行復擰，即每澆築一層混凝土均應對螺栓復擰一次。
抱箍法優點：①抱箍法是臨時荷載及蓋梁重量直接傳給墩柱，對地基無任何要求；②抱箍的安裝高度可隨墩柱高度變化，不需要額外的調節底模高度的墊木或分配梁；③抱箍法適應性強，不論水中岸上、有無繫梁，只要是圓形墩柱就可採用；④抱箍法節省人力物力是顯而易見的，因此從經濟上講是最合算的；⑤抱箍法不會破壞墩柱外觀，而且抱箍法施工時支架不存在非彈變形，不用進行預壓；⑥施工簡便，使用周轉材料少，現場易於清理，材料不易丟失，便於現場管理，且能縮短工期，經濟效益客觀，特別是在高墩施工或水中墩柱施工過程中更能顯示出其優越性。
缺點：不適合非圓形墩柱的使用。
6. 總結
通過蓋梁的幾種施工方法的總結，可以看到抱箍法相對其他方法具有施工簡單，適應性強，節省投資，施工周期短等優點。由於其他支撐體系的優點抱箍法都有，而其它支撐體系的缺點抱箍法幾乎都能夠避免。因此，抱箍法相對其他幾種施工方法具有優勢。
作者簡介：楊英華，女，2023年10月生，大學專科，助理工程師
謝建花，女，2023年1月生，大學本科，工程師。
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