谈桥梁工程高支模盖梁施工技术及受力验算

摘　要： 建筑工程中的盖梁,也有帽梁的说法,是一种用钢筋混凝土简支梁桥中的构件,主要受力是在下部结构,是梁板的支撑平台,一般情况下是设在墩柱顶部。墩柱顶盖梁，如采用现浇施工，其施工质量，不仅受控于混凝土配合比、浇灌方法，且与采用的支架紧密相关。
关键词：桥梁; 盖梁; 帽梁; 施工技术; 受力; 验算
1.工程概况
　　东莞生态园大道市政道路工程上部结构采用预应力小箱梁 ，北引桥采用3×30和4×30米简支转连续的预制小箱梁结构。下部结构北引桥桥台采用重力式台，桩基顶设2m高承台。桥墩半幅桥采用2Φ1.4米圆柱墩和2Φ1.6米的桩基及3Φ1.4圆柱和3Φ1.6米桩基，桥墩桩顶设1.6米高系梁。墩顶均设梁高1.5m、宽2.0m的钢筋混凝土帽梁。
2.主要施工工艺
2.1立柱
2.11将桩柱结合面凿毛、清洗干净、并放出立柱中点。
2.12在靠近桩柱结合面处通过立柱中点用钢筋头与立柱主筋点焊、按“＋“字方向定出装模位置，每根柱安装模板前，要搭设施工人员上落架，上落架必须做好安全措施，周边要围拦，上落要有步梯。计划采用门式支架或钢管支架搭设，上落架搭设成U型开口式，圆柱的钢模板可通过开口处利用吊车入模。
2.13采用定型半圆型钢模进行装模，模板接缝处放置胶垫，在模板顶端按相反方向拉四根风缆固定，固定之前需用垂球反复垂吊保证立柱模板垂直。
2.14砼浇筑时，在柱顶端搭一平台，浆料通过吊车加吊斗送至柱顶溜槽口，再由溜槽模内，避免砼离析、分层浇筑振捣（40 cm一层），以最大限度排出砼内水泡和气泡，使拆模后表面光滑。
2.2盖梁
2.2.1 跨铁路主桥的盖梁的施工计划采用抱箍作为支撑，抱箍上支承单片贝雷架作为主受力架，顺桥向铺设3m长的加强弦杆作为底肋，加强弦杆面上铺枋木及2cm的夹板作为盖梁的底模，侧模采用新加工的定型钢模板。固定抱箍时，要搭施工平台，控制好抱箍的标高；盖梁侧模安装时，对拉螺栓位置与工字钢有冲突时，微调工字钢间距，但要保证不得大于30cm；贝雷架大节点要落在抱箍支撑点上。两片贝雷架之间要设上下对拉、交叉斜撑和上下水平支撑，槽钢的钻孔加工根据现场定；工字钢与贝雷架搭接处，要用U型螺栓扣紧；抱箍的张拉紧箍力，按照方案表值进行，分2步进行（初拧和终拧）。
2.2.2 北引桥的盖梁施工采用MF1219型门式钢管支架（根据高度选用两种规格：L=1930，B=1219，φ42；L=934，B=1219，φ42）。门架纵桥向半重叠交叉摆放，每排4片，同排钢管柱距60cm。排距60cm，不同排的门架用220cm长的斜撑撑紧连成整体。门架底部设可调底座，顶部设可调顶托，上下层门架用用铁棒连接。在门架端头自由端、连接口处设水平纵横向φ42连杆。水平纵横杆与门架连接部位距钢管端头10cm。沿纵桥向隔排布置一道φ42交叉剪刀撑；沿横桥向布置4排φ42剪刀撑。门式支架顶托顶设正交的上下两层10×10方木：底层为横桥向与顶托同排；顶层方木间距30cm。施工时首先将地面整平、夯实，在搭设支架的范围内浇筑一层C15混凝土作为垫层，以提高地基的承载力以及保证支架的整体稳定性。进行支架搭设、模板安装；支架底放下托、下托下面再垫20x5cm厚木板。
2.2.3盖梁施工采用商品混凝土，砼浇筑时先沿盖梁方向搭设施工平台，混凝土输送泵泵送入模进行浇筑。
3盖梁受力验算
3.1北引桥盖梁底模顺桥向小横梁验算
北引桥盖梁底模底层采用贝雷架弦杆铺设，跨度（盖梁的横向2.0m），故对其跨中最大变弯距及挠度进行验算。
3.11计算条件
3.111盖梁钢筋混凝土自重取2 m x1.8 m x1. m x26KN/m3=93.6KN.
3.112盖梁模板及支架自重取每延米3KN。
3.113施工人员行走及料具运输堆放荷载取每延米2.5KN。
3.114砼倾倒产生冲荷载取2KN
3.115 砼振捣产生荷载取2KN.
合计荷载＝a+b+c+d+e=103.1KN，则q=103.1/2.0=51.55KN/m.
3.12跨中最大弯距Mmax=ql2/8=51.55x2.02/8=25.775KN.m
3.121贝雷架弦杆截面抵抗距查表Wx=79.4cm3，加强弦杆排列间距为0.25m，故横桥向每延米槽钢数量为4根，总截面抵抗距Wx=79.4x4=317.6cm3。
3.122弯曲强度бw=Mmax/Wx=25.775KN.m/317.6cm3=81.16Mpa
3.123贝雷架弦杆容许弯曲应力[бw]=145Mpa>81.16Mpa 保险系数为1.78
3.13最大扰度
3.131贝雷架弦杆弹性模量E=2.1x105Mpa 惯性距I0=396.6 cm4。总截面惯性距 I1=396.6 cm4x4=1586.4 cm4
3.132fmax=5ql4/(384xEI)
=5x51.55KN/m x2.04/(384x2.1x1011N/m2x1586.4x10-8m2)
=0.0032m=3.2mm
3.133设计容许挠度〔 f 〕＝〔１/600〕=2x1/600=0.0033m=3.3mm >3.2mm, 安全系数为1.03
3.2北引桥盖梁横桥向主受力梁受力验算
盖梁底层采用贝雷架单排单层支承在抱箍上，北引桥半幅的盖梁的两柱之间最大间距为7.0m，故对其跨中最大弯距及挠度进行验算。
3.21计算条件
3.211盖梁钢筋混凝土自重取2 m x1.5 m x1.0 m x26KN/m3=78KN.
3.212盖梁模板及支架自重取每延米3KN。
3.213施工人员行走及料具运输堆放荷载取每延米2.5KN。
3.214砼倾倒产生冲荷载取2KN
3.215 砼振捣产生荷载取2KN.
合计荷载＝a+b+c+d+e=87.5KN，则q=87.5KN/m.
3.22跨中最大弯距Mmax=ql2/8=87.5x7.02/8=535.94KN.m
3.221本支架采用的是贝雷架单排单层布置，所以查《装配式公路钢桥多用途使用手册》表3-6得M容=788.2KN.m,则有
M容=788.2KN.m>Mmax=535.94KN.m 安全系数为1.47。
3.23最大挠度
3.231贝雷架的挠度可以按《装配式公路钢桥多用途使用手册》中的经验公式计算：
A、当桁架节数为奇数时：fmax=d(n2-1)/8
B、当桁架节数为偶数时：fmax=dn2/8
上式中：n——桁架节数；
d——常数，对单层桁架d=0.3556cm；
对双层桁架d=0.1717cm。
3.232因本支架采用单层桁架，跨度为7.0m，要用单层桁架数为3节，所以套上式为fmax=d(n2-1)/8
=0.3556*(32-1)/8
=0.3556cm=3.6mm
3.233设计容许挠度〔 f 〕＝〔L*１/600〕=7x1/600=11.7mm >3.6mm, 安全系数为3.25
3.3抱箍承托力计算
3.31抱箍规格：直径D=1400mm，高度H=500mm。
3.32抱箍受力分析
一个抱箍由两个半圆组成，通过螺栓连接，两个半圆间设30mm缝隙，紧固螺栓时间隙减少，从而对混凝土柱产生压力，由压力产生的静摩擦力即为抱箍的承托力。本抱箍共设20根M24mm高强螺栓连接，分两边每边10根。
3.33受力计算
查《机械设计手册》表得M24高强螺栓（性能等级10.9S）的公称应力截面积：As=353mm2,抗拉强度：σb=1040