桥梁盖梁抱箍法施工设计方案及对策

盖梁抱箍法施工方案
一、工程概况
*大桥桥梁左幅起讫桩号：K780+891.5～K781+722.8。

桥梁跨径组成为：2×(6×20)+3×(5×20)+(62+110+62)+2×25m，桥梁全长831.3m。

*大桥桥梁右幅起讫桩号：K780+891.5～K781+728.5。

桥梁跨径组成为：2×(6×20)+3×(5×20)+(62+110+62)+(18+20+18)m，桥梁全长837.0m。

本桥1#-5#、7#-9#、31#右幅、32#右幅墩墩径为φ1.3m，盖梁尺寸为：长9.79m（7.39m）、宽1.6m、厚（0.7+0.6）m；6#墩墩径为φ1.3m，盖梁尺寸为：长9.79m（7.39m）、宽1.8m、厚（0.7+0.6）m；10#、11#、13#-16#、18#-21#、23#-26#墩墩径为φ1.4m，盖梁尺寸为：长9.79m（7.39m）、宽1.6m、厚（0.7+0.6）m；12#、17#、22#墩墩径为φ1.4m，盖梁尺寸为长9.79m（7.39m）、宽1.8m、厚（0.7+0.6）m；31#左幅墩墩径φ1.4m，盖梁尺寸为长9.79m（7.39m）、宽1.7m、厚（0.75+0.65）m。

二、编制依据
（1）《两阶段施工图设计》(第三册)。

（2）《土建工程施工招标文件》。

（3）项目实施性施工组织设计。

（4）我国现行的公路工程设计、施工规、工程质量评定验收标准及安全技术规程。

（5）我单位的以往类似桥梁施工经验。

三、施工进度计划
计划施工时间：2012年4月15日～2012年6月30日
四、劳动力配置
五、施工方案及主要施工工艺
（1）施工准备
桥墩施工完成后，根据盖梁设计标高返算出抱箍钢带下缘在墩柱的确切位置，并做好标记，以便抱箍准确就位。

为方便盖梁底模的安装，在浇注混凝土时，墩柱顶混凝土标高按比设计标高高5cm控制。

（2）墩柱顶凿毛
待墩柱混凝土达到设计强度的75%以上后，对墩柱顶进行凿毛处理，凿除顶部的水泥砂浆和松弱层，凿毛至新鲜混凝土，并用高压风吹干净。

标高控制在比设计标高高3cm左右，以便于安装盖梁底模。

（3）测量放样
在盖梁施工前，对墩柱进行施工测量，作为安装盖梁底模的依据。

墩柱施工测量与控制的容包括：墩柱中心位置测量、立柱顶高程测量。

墩柱中心测量采用全站仪进行测量；高程测量是根据施工中设立的临时水准点，用水准仪直接进行，也可以三维坐标控制测量。

（4）盖梁模板加工及安装
模板采用大块整体钢模，选用不小于6mm厚钢板作为面板。

要求
模板表面平整，尺寸偏差符合设计要求，具有足够的刚度、强度、稳定性，且拆装方便接缝严密不漏浆。

模板安装好后，检查轴线、高程符合设计要求后加固，保证模板在灌注混凝土过程受力后不变形、不移位。

模干净无杂物，拼合平整严密。

模板检查合格后，刷脱模剂。

（5）钢筋的制作、运输与安装
在盖梁底模安装、底模高程验收合格后，开始安装盖梁钢筋。

钢筋在钢筋厂加工制作，钢筋的制作与安装严格按照施工图纸和施工规来进行；为方便施工，加快进度，确保施工安全，盖梁钢筋尽可能在地面拼装，然后用吊机进行吊装；在吊车施工不便处，可直接在底模上拼装钢筋。

注意支座垫石与挡块钢筋的预埋。

钢筋安装实测项目见下表。

钢筋安装实测项目
（6）安装侧模
在盖梁钢筋安装验收合格后，严格按施工要求安装盖梁侧模。

模板安装实测项目见下表。

模板安装允许偏差和检验方法
（7）混凝土的浇筑及养护
1）混凝土的浇筑
模板安装完毕以后，请监理现场检验模板的平面位置、顶部标高、节点联系及稳定性。

经检验合格后，即开始浇注混凝土。

盖梁混凝采用泵车进行混凝土的浇注。

混凝土要连续灌注，水平分层、一次成型，每层厚度不超过50厘米，上下两层间隔时间不得超过1.5h，在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土。

采用插入式振动器振动，振动时宜快插慢拔，振动棒移动距离不超过该棒作用半径的1.5倍；与模板保持5～10cm的距离；避免振动棒碰撞模板、钢筋；插入下层混凝土5～10cm；每一处振动时，应边振动边徐徐提出振动棒。

混凝土的振动时间，应保证混凝土获得足够的密实度，当混凝土不再下沉、混凝土不出气泡、混凝土表面开始泛浆时，表示该层振捣适度。

为了保证盖梁表面的光洁度、防止气泡孔的出现，严格控制混凝土的坍落度。

盖梁实测项目见下表。

盖梁实测项目
2）混凝土的养护
在盖梁混凝土浇注完毕后，立即派专人将表面用塑料薄膜覆盖，养护。

（8）模板与支架的拆除
当盖梁混凝土抗压强度达到2.5Mpa时，并保证不致因拆模而受损坏时，可拆除盖梁侧模板。

拆模时，可用锤轻轻敲击板体，使之与混凝土脱离，再用吊车拆卸，不允许用猛烈地敲打和强扭等方法进行，并吊运至指定位置堆放。

待混凝土强度达到设计强度的100%时，才能拆除模板支架。

支架拆除时，严格按由上而下的顺序进行。

六、施工注意事项
1、高空作业时，上下施工人员必须配合紧凑，上面的施工人员严禁不系安全带操作，同时防止脚下踏空；下面的施工人员必须戴安全帽，时刻注意高空落物，确保高空作业的安全。

2、模板支架、底模安装时严格按施工图纸进行，严禁随便变更施工尺寸；纵梁与立柱之间的联系一定要牢固稳定。

3、抱箍安装必须在墩柱砼强度达到设计强度的75%以上才能进行，为增加抱箍钢带与墩柱之间的摩擦力，保护墩柱砼外观，在抱箍与墩柱间加垫5mm厚橡胶皮。

3、支座垫石与挡块钢筋预埋时要控制好安装高度与平面位置，严禁出现偏位与超高现象的出现。

4、浇注混凝土之前在模板侧涂刷脱模剂，脱模剂宜采用同一品
种，不得使用易粘在混凝土上或使混凝土变色的油料；确保模板与钢筋之间有足够的保护层。

5、浇筑混凝土期间，应设有专人检查模板、钢筋和对拉螺杆等的稳固情况，当发现有松动、变形、位移时，应及时处理。

6、在浇注混凝土过程中，施工人员应注意正确使用插入式振捣棒，防止振捣棒与模板、钢筋、对拉螺杆碰撞所引起的松动、变形、位移。

7、施工过程中应严格按照工艺操作规则进行，对施工的机械设备在运转中应勤加检查，及时维修，保证运转正常。

8、施工前应对机具设备、材料、混凝土配合比及施工布置等进行检查，以保证混凝土拌和质量良好，浇筑过程中不发生故障。

七、质量保证体系
根据本工程的特点和施工进度、质量目标的要求，我部将严格按照施工技术规，狠抓工程质量，确保各项目标的实现。

本工程的质量目标是：确保本工程质量一次验收合格率达到100%、优良率达到95%以上。

（1）建立健全质量管理体系、质量保证体系，按照工程质量管理目标，各工序施工严格遵照质量保证体系。

（2）明确质量责任制，由工区总工对本工程的施工质量进行管理，并实行层层分解、落实到人，确保本工程优质、安全，按工期完成。

（3）设立专职质量管理机构和制度，由工区质检工程师专门负责本工程的质量管理工作，监督质量制度的实施，贯彻工序自检抽查程序，对总工程师负责。

八、质量保证措施
1、各种施工原材料和机具设备的验收、试验与检验按现行规及有关规定进行。

2、加强对施工用的各种原材料的检验、验收制度，各种原材料必须有合格证书。

钢筋、水泥等进场前必须由现场试验人员或技术人员进行验收，不合格材料严禁用于本工程。

施工用水在使用前进行水质分析，合格后才能使用。

3、严格把好模板质量关，模板全部采用新制作的定型钢模板，并在施工前进行试拼、调整和打磨，确保模板几何尺寸正确，拼缝严密，不漏浆。

4、钢筋绑扎符合设计要求，半成品经过检查合格后方可绑扎成型，加固牢靠并经监理工程师检查签证后方可浇筑砼。

5、现场试验室根据各部位砼性能要求，进行砼配合比试验，确保砼质量，并随工程进度现场抽取足够的砼试件，为拆模和下道工序施工提供数据。

6、施工测量执行三级（即施工队测量组、项目经理部测量组和监理测量组）逐级复核制度。

九、安全保证措施
1、钢筋除锈时，除锈人员穿戴好防护用品；电动除锈机除锈时，设接零装置及漏电保护器，以防漏电，圆盘钢丝刷及传动部分要设置防护罩。

2、钢筋调直时，施工场地禁止非工作人员入，两端设安全挡板或挡护墙，调直设备事先检查各部件是否安全可靠。

3、起吊钢筋，做到稳起稳落，在安装就位并安装稳妥后脱钩；
高空绑扎、吊装严格遵守高处作业安全技术要求。

4、混凝土浇注，检查料斗的吊具、料斗及串筒的挂钩和吊环均确保稳固可靠。

5、桥墩模板施工是高空作业，施工前对施工人员进行必要的安全教育，严格执行高空作业安全制度和规定。

施工时设置各种防护设施，墩上操作工人必须戴好安全带，保证人身安全。

6、施工前，施工场地设危险区，非工作人员禁止入。

墩上墩下有关人员均戴安全帽，无关人员严禁到墩上去，严禁从高空向下抛掷杂物。

7、电力及照明线路经常检查，防止发生漏电事故；遇大风、雷雨等恶劣天气而停工时，要切断电源，保护好各种设备。

8、模板安装前搭设好牢靠的脚手架、工作平台及上下扶梯。

工作人员系好安全带，穿拉杆要里应外合。

施工使用的各种脚手架及工作平台的栏杆均采用封闭式；施工平台上荷载放置均匀、对称，并不得超过其设计极限。

9、模板安装完成后必须进行预压，确保支架稳定后再进行钢筋绑扎和砼浇筑施工。

十、文明施工及环境保护保证措施
1、文明施工的保证措施
（1）建立文明施工管理体系，完善管理制度
项目经理部成立安全文明施工领导小组，指定一名副经理主抓文明施工、环境保护工作，制定文明施工管理细则。

（2）工地现场要挂好各种安全与文明施工标志牌，并悬挂横幅标语。

所有参工人员必须配戴胸卡上岗。

（3）工地现场的材料和机具要堆放有序，杂物和生产垃圾应及时外运。

（4）建立文明施工管理责任制，将文明施工和环境保护与各作业班组和管理人员工资分配挂钩。

（5）项目经理部每月一次文明施工检查，针对检查中发现的问题限期整改。

2、环境保护
（一）噪音、污染控制
（1）合理分布动力机械的工作场所，尽量避免同处运行较多的动力机械设备。

（2）对于行驶的机动车辆，现场只许按低音喇叭，场外行驶严禁鸣笛。

（二）减少粉尘措施
（1）作业场地及运输车辆应及时清扫、冲洗，保证场地及车辆的清洁。

（2）运输道路要定时洒水防尘，严禁在场地燃烧各种垃圾及废弃物。

（三）施工期间爱护环境，保护绿化，保护好已成建筑物不损坏、不污染，完工时彻底清场，恢复原有道路、设施，并将工地及周围环境清理整洁，做到工完、料清、场地洁净。

附：
盖梁抱箍法施工设计及检算
一、施工设计说明
计算时取抱箍体单位受力面上受力最大的进行设计和验算，具体比较见下表。

从表中可以看出，6#墩抱箍体单位受力面上受力最大，所以取6#墩的盖梁进行设计和验算。

二、6#墩盖梁抱箍法结构设计
1、侧模与端模支撑
侧模为特制大钢模,面模厚度为δ5mm，在侧模外侧背面设6根9.8m 长的8#槽钢作为横带，竖向间距0.3m；在侧模外侧设22根1.45m 高，4根0.97m高的8#槽钢作为竖带，纵向间距0.8m。

在竖带上下各设一条2m长φ16的栓杆作拉杆，中间9根上下拉杆间间距126.3cm，两端4根拉杆上下间距分别为128.6cm、88.6cm。

端模为组合钢模,面模厚度为δ5mm，肋板高为10cm。

2、底模支撑
底模为特制大钢模,面模厚度为δ5mm，肋板高为10cm。

在底模下部设19根3m 长10#槽钢作为横梁。

盖梁悬出端底模下设5×5角钢三角支架支撑，三角架放在横梁上。

横梁底下设纵梁。

3、纵梁
在横梁底部，抱箍两侧各设11m长的25#工字钢形成纵梁，纵梁位于墩柱两侧，中心间距142cm，纵梁下为抱箍。

4、抱箍
采用两块半圆弧型钢板（板厚t=8mm）制成， M20的高强螺栓连接，抱箍高30cm，采用28根高强螺栓连接。

抱箍紧箍在墩柱上产生摩擦力提供上部结构的支承反力，是主要的支承受力结构。

纵梁直接放在抱箍上，两根纵梁之间设7根1.5m长的φ16栓杆作拉杆，间距1.5m。

5、防护栏杆与与工作平台
(1)栏杆采用外径50mm，壁厚3mm的钢管搭设，在横梁上每隔1.2m 设一道1.2m高的钢管立柱，钢管之间采用扣件连接。

(2)工作平台设在横、纵梁悬出端，在横梁上铺设2cm厚的竹胶板，竹胶板与横梁之间采用铁丝绑扎牢靠。

说明：主要工程材料数量是以单个盖梁需用量考虑。

四、盖梁抱箍法施工设计计算
1、设计检算说明
（1）设计计算原则
1）在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。

2）综合考虑结构的安全性。

3）采取比较符合实际的力学模型。

4）尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。

（2）对部分结构的不均布，不对称性采用较大的均布荷载。

（3）本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量，以做安全储备。

（4）抱箍加工完成实施前，必须先进行压力试验，变形满足要求后方可使用。

2、纵梁计算
纵梁采用25#工字钢，长11m。

（1）纵梁荷载计算
1）盖梁砼自重：G1=21.613 m3×26kN/m3=561.938kN
2）模板自重：G2=（9.79×1.3×2-1.2*0.6*2+1.6×0.7×2+1.6*1.342*2+7.39*1.6-（1.3/2）2×3.1415）m2×39.25kg/ m2*10/1000=16.11kN
3）加固构件自重：G3=（760.896+82.16+16.59+295.104）*10/1000=11.55kN
4）三角支架自重：G4=225.916*10/1000＝2.26kN
5）施工荷载与其它荷载：G5=100kN
6）横梁自重：G6=570.399*10/1000＝5.7kN
7）纵梁自重：G7=924.66*10/1000＝9.25kN
纵梁上的总荷载：
GZ=G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7=561.938+16.11+11.55+2.26+100+5. 7+9.25=706.808kN
纵梁所承受的荷载假定为均布荷载，则每根纵梁的均布荷载q： q= GZ/2L=706.808/（9.79×2）=36.1kN/m
（2）纵梁结构强度验算
1）根据力学计算得知，最大弯矩出现在跨中，代入q后
Mma*=ql2/8-qa2/2=36.1*5.492/8-36.1*2.152/2=52.5711kN·m
2）工字钢的允许弯矩计算
查《路桥施工计算手册》25#工字钢抗弯模量W*=422.2cm3；
查《公路桥涵钢结构及木结构设计规》25#工字钢的弹性模量E=2.1×105MPa;容许应力[σ]=180 MPa
故：σma*=Mma*/W*=52.5711/422.2×10-6=124.517 MPa＜[σ]= 180 MPa
满足强度要求
（3）纵梁挠度验算
25#工字钢刚度参数
查《路桥施工计算手册》25#工字钢的惯性矩I=5278cm4;
查《公路桥涵钢结构及木结构设计规》25#工字钢的弹性模量E=2.1×108Mpa，
查《公路桥涵施工技术规》 (3)支架、拱架受载后挠曲的杆件(盖梁、纵梁)，其弹性挠度为相应结构跨度的1／400；
最大挠度发生在盖梁中间
fma*= ql4 (5-24a2/l2)/384EI
=36.1×5.494(5-24×2.152/5.492)/（384×2.1×5278）=0.010164＜
[f]=a/400=5.49/400=0.013725m
3、抱箍承载力计算
（1）荷载计算
每个盖梁按墩柱设两个抱箍体支承上部荷载，由力学计算可知：支座反力
RA=RB= (a +l/2) ql/2=（2.15+5.49/2）×36.1×5.49/2＝485.068kN
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。

（2）抱箍受力计算
1）螺栓数目计算
抱箍体需承受的竖向压力N=485.068kN
抱箍所受的竖向压力由M20的高强螺栓的抗剪力产生，查《公路桥涵钢结构及木结构设计规》：
M20螺栓的允许承载力：
[N]=Pμn/K
式中：P---高强螺栓的预拉力，取165kN;
μ---摩擦系数，取0.3；
n---传力接触面数目，取1；
K---安全系数，取1.5。

则：[N]= 165×0.3×1/1.5=33kN
螺栓数目m计算：
m=N/[N]=485.068/33=14.7≈15个，取计算截面上的螺栓数目m=15个。

则每条高强螺栓提供的抗剪力：
P=N/15=485.068/15=32.338KN＜[N]=33kN
故能承担所要求的荷载。

2）螺栓轴向受拉计算
砼与钢之间的摩擦系数取μ=0.4计算
抱箍产生的压力Pb= N/μ=485.068kN/0.4=1212.67kN由高强螺栓承担。

则：N＇=Pb=1212.67kN
抱箍的压力由18条M20的高强螺栓的拉力产生。

即每条螺栓拉力为
N1=Pb/18=1212.67kN/18=67.371kN<[S]=165kN
σ=N′/A= N′（1-0.4m1/m）/A
式中：N′---轴心力
m1---所有螺栓数目，取：18个
A---高强螺栓截面积，A=3.14cm2
σ=N′/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=1212.67×(1-0.4×18/15)/（18×3.14×10-4）
=111569.1kPa=111.6MPa＜[σ]=140MPa
故高强螺栓满足强度要求。

3）螺栓需要的力矩M计算
1)由螺帽压力产生的反力矩M1=u1N1×L1
u1=0.15钢与钢之间的摩擦系数
L1=0.015力臂
M1=0.15×67.371×
2)M2为螺栓爬升角产生的反力矩,升角为10°，M2=μ1×N′cos10°×L2+N′sin10°×L2
[式中L2=0.011 (L2为力臂)]
=0.15×67.371×cos10°×0.011+67.371×sin10°×0.011
=0.2382(KN·m)
M=M1+M2=0.1516+0.2382=0.3898(KN·m)
=38.98(kg·m)
所以要求螺栓的扭紧力矩M≥38.98(kg·m)。