抱箍—方木组合法在大跨度盖梁施工中的应用

邢汾高速公路邢台至冀晋界段是河北省“五纵六横七条线”高速公路网布局规划中 “横5” 的组成路段，东接已建成的邢临高速，西连山西段拟建汾邢高速公路。该项目对于河北高速公路网的建成，增强路网综合功能有十分重要的作用；是邢台市构建“井”字型高速公路框架结构的重要组成部分；是促进邢台西部太行山区经济发展的富民之路；是实现河北省“东出西联”高速公路的重要运输通道，对实现河北省建设沿海经济社会发展强省的战略目标具有重要意义。
　　邢汾高速公路西环连接线七里河大桥盖梁总长2979.2cm，高150cm，宽170cm，采用普通钢筋混凝土结构，其中C40混凝土73.8m3，钢筋20546kg。一片钢筋混凝土盖梁自重约200.942吨，本盖梁由四根墩柱支撑，相邻柱中心间距为810cm，自重较重、跨度较大，盖梁如此设计在国内工程中较为少见。结合工程实际情况，为降低施工成本、加快工程进度、确保工程质量，初步采用抱箍法的施工工艺。

　　一、盖梁模板的制作
　　混凝土的外观与盖梁模板的制作质量紧密相关。面板必须采用符合国家技术规范的标准板材，且同一套模板必须采用同一批次的钢板，以防止因钢板材质不同造成混凝土色差。模板制作应具有必须的强度、刚度、稳定性，能够承受施工中可能产生的各种荷载，几何尺寸、制作公差必须符合施工技术规范要求；尽量采用大型组合模板，减少模板接缝，且要提高模板的周转率和再利用性；模板接缝处在制作时必须认真处理，对于凹坑、结疤、裂纹等表面缺陷应当做补焊或刨光处理，在加工过程中应特别注意保护面板不被划伤，都有划痕的面板是难以修复的，并且在使用过程中很大程度上影响混凝土成型后的外观。
　　本桥模板制作的难点在于盖梁斜交角度为120°，故盖梁模板在竖向位置有钝角和锐角之分，钝角角度为120°，锐角角度为60°，且由四根墩柱支撑一片盖梁，相邻墩柱间距810cm。梁底支设受约束节点较多，故盖梁底模制作精度要求较双柱支撑的盖梁要更高。
　　模板制作基本思想：模板制作前应根据图纸要求，合理确定配模图，配模的基本思想是在满足设计要求的前提下，力求施工简便快捷。确定配模图后进行等比例放样，运用CAD等绘图软件对其进行立体建模，确定各部位的细部尺寸后方可下料加工。
　　面板采用5mm厚钢板，为防止连续焊使模板产生变形，筋板与面板之间采用断续焊，焊缝长度35mm，采用十字交叉对角焊，焊脚高度不小于6mm；筋板与面板之间采用断续焊，焊脚高度不小于面板厚度，焊缝长度30mm，间距 150mm；长度公差±1mm，角度公差±0.2°，螺栓孔距公差±0.5mm，螺栓孔距采用车床冲孔，孔距严格按荷载计算后合理制作；模板的平整度不大于2mm，用两米靠尺测量；为保证盖梁底模的顺利安装，盖梁底柱顶处模板作成R=704mm（墩柱半径为R=700mm）双扇半圆模板以方便支模，支模时对于盖梁底模与柱顶接缝处采用加塞楔形木条的方法保证其严密，这种方法可以有效的减少接缝漏浆；模板加工完毕后应进行焊渣和防锈处理，并合理编号，重点注意斜交情况下1#、4#柱顶盖梁底模、盖梁斜底模板制作时尺寸不同。模板制作完成后要在加工厂内进行试拼，及时解决制作问题，保证模板加工质量。

二、盖梁钢筋加工及安装
　　盖梁钢筋采用在钢筋加工厂成型，炮车运至现场并采用吊车配合骨架专用吊具吊装就位的施工方法。为保证钢筋骨架不变形，采用图2所示桁架式大跨度钢筋骨架吊具进行安装工作，吊装前必须严格检查吊具及吊装设备的安全性能，并在整个吊装过程中由专职安全员和兼职安全员共同监督，防止出现安全事故。钢筋加工必须严格按照下料单下料，并符合《钢筋焊接及验收规程》以及桥涵施工技术规范的要求。
三、盖梁模板安装
　　1）抱箍安装：抱箍采用A3钢板制作，厚度δ=10㎜，高度h=60㎝，直径D=135㎝，抱箍与墩柱中间夹薄三合板，由两半圆组成，采用8.8S等级M20号高强螺栓每侧9个连接抱箍，使螺栓上至最大允许扭力后抱箍间仍每侧有2-3cm缝隙，确保抱箍与墩柱间压力足够，与之相垂直面设计200×250㎜牛腿。抱箍安装之前，应在立柱顶测出中心坐标和设计高程，再减去盖梁底模厚度、横向布设型钢厚度及钢横梁高度，最后得出钢抱箍顶面高程，抱箍在地面先拼装，再用吊车起吊由柱顶下放到安装位置，使牛腿中心线与两柱顶中心线垂直，然后用加力杆均匀对称拧紧螺栓，拧紧力距为300N.M。

　　2）铺设横梁和底模：钢模横梁采用两条热轧普通工字钢I40b作为大梁支在牛腿上，工字钢长度33m，上搁12#
　　工字钢，间距1米，然后上铺底模。
　　在底模与12#工字钢之间设置三角木以调整底模的高度，并在底模上设置15mm的预拱度，以保证盖梁成型后的线条及外观。模板与钢筋安装工作配合进行，妨碍绑扎钢筋的模板待钢筋安装完毕后安设。
　　3）安装侧模：侧模采用M18×2280㎜螺栓与底模连接，形成整体，用斜撑、拉线等方法调整，使模板的垂直度、长、高、宽等符合要求。模板连接缝处贴加密封胶条，接缝要严密，不漏浆，打磨除锈，涂刷脱模剂。模板吊装完毕后，对其平面位置、顶部标高、节点联系、预埋件位置及纵横向稳定性进行检查，签认后方可浇筑混凝土。
　　此外，因盖梁跨度和自重较大，经荷载和挠度验算，抱箍摩擦力与拟采用工字钢I40b不能满足盖梁荷载要求，故在工字钢及抱箍下设15cm×15cm方木做加强支撑，以此来抵抗工字钢横梁的最大挠度和弯曲应力，增强抱箍系统的整体稳定性。在做方木支撑时，方木下方土体必须做压实处理，并铺设槽钢以保证方木不会因盖梁过大的挠度变形造成地基沉降，并导致工字钢底部因超过容许拉应力而发生破坏，使盖梁呈现波浪形下陷甚至垮塌，影响下部结构施工质量。其中在计算在抱箍—方木组合法中方木所承担的最大轴向压力可按下列公式进行计算：FN=σ×A，其中FN为方木所承担的轴向压力，σ为所选用木材的容许压应力，A为木材的有效截面积。
　　三、盖梁混凝土浇注
　　盖梁模板安装完毕并经施工员自检、质检员检验、监理工程师验收合格后，方可浇注混凝土。浇筑前试验人员应对砂石料含水率进行检测，计算施工配合比；拌和站人员应对混凝土拌和及运输设备的运行状况进行检查；施工人员应对便道、电力、工器具等做多项检查，均符合要求后方可通知开盘。盖梁施工中应特别注意混凝土的浇注工艺，遵循由低头向高头、分层渐进、振捣密实的原则，振捣期间应注意控制振动棒的移动间距，和与模板的间距，避免振动棒触及模板，给模板造成破坏或使接触点与周围混凝土颜色不一致的现象发生。在浇筑混凝土期间，设专人检查方木、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，当发现有松动、变形、移位时，必须及时处理。通过模板外悬垂线随时观测其垂直度，发现变化及时调整。
　　四、盖梁拆模及养护
　　脱模和养护要及时，以免混凝土表面产生收缩裂缝。脱模时，要注意不对混凝土身造成碰撞或刮伤，以影响外观，拆模时应遵循先支后拆，后支先拆的顺序，拆时严禁抛扔。拆模后立即用塑料布裹覆，并洒水养生，养生期不少于7天。模板拆除后，应立即对模板进行保养，以免生锈，模板有变形时，应进行修复或补强处理，必要时报废模板。
　　本方法适用范围为非高墩施工的情况，因为在高墩施工中采用方木是不理想的，过长的方木会由半刚性体变为柔性体，使其轴向抗压能力不能得到最大程度的发挥，而若换成型钢又欠经济。经过实践证明本方法施工，既满足了施工荷载和挠度变形的要求，还在很大程度上减小了横梁工字钢的型号，解决了大型工字钢吊装困难的问题，操作简便、成本低廉，是一种值得推广的方法。

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