钢抱箍工字钢梁在盖梁施工中的应用

钢抱箍+工字钢梁在盖梁施工中的应用

摘要：钢抱箍+工字钢梁是圆柱形门式墩盖梁施工过程中的一种简单实用的临时支撑体系。钢抱箍的使用，相对于其他可行的施工方法，既节省了人工及材料，又不需要破坏墩柱的整体性及外观质量；工字钢作为一种常见的型钢，因为其结构特性，抗弯性能良好，常在工程施工过程中作为短跨度临时支撑梁使用。钢抱箍与工字钢的结合，使盖梁施工更为简易可操作，省时、省料、省工。本文根据工程实例对钢抱箍+工字钢梁支撑体系作了简单的受力计算，并阐述其工作原理及施工工艺。

关键词：盖梁; 抱箍; 工字钢; 临时支撑

一、引言

盖梁作为一种悬空钢筋混凝土结构，施工时需相应的临时支撑体系，适用的方案：满堂支架法、钢桩支撑法、预埋牛腿法、预留孔钢棒法、抱箍法等。施工方案的选取决定了整个施工过程的人、材、机消耗及并最终影响工程质量，其中抱箍法因为其相对于其他方案的明显优势，已在圆柱形墩盖梁中得到广泛的应用。

二、各种方案的优缺点

满堂支架法是可用于任何悬空混凝土结构施工的最普遍的方法，如现浇梁、板、盖梁等；优点在于任何结构均适用，且不需要大型设备，稳定、安全；但缺点在于耗费的人工量大、支架消耗量大、占地面积大、耗时较长，且在处于地面不平整、墩高较大等情况时适用性受限。

钢桩支撑法是以螺旋钢管桩作为支撑柱，立在承台或符合承载力要求的基础上，上搭设工字钢或贝雷梁作为主承重梁形成的支撑体系，优点在于占地小，相对满堂支架搭设速度较快，用材较少；但缺点在于墩身高度变化较大时钢管桩高度调整不便且搭设完全依靠吊

装机械。

预埋牛腿法是在墩柱浇筑时于预定位置预埋钢板，后在预埋钢板上焊接托架作为临时主梁支撑的施工方法，具有省时省工省材料操作简便等优点；但缺点在于破坏了墩身的外观，且预埋钢板无法取出。

预留孔钢棒法是在浇筑墩柱时预留孔道，施工盖梁时将符合受力要求的钢棒穿过预留孔，临时支撑主梁架设于钢棒两头形成的支撑体系；拥有预埋牛腿法的所有优点，且钢棒能循环使用；缺点在于不仅破坏了墩身的外观，且对墩身结构的整体性有一定的损害。

综合以上方法优缺点，抱箍法得以提出，此方法是在墩柱上安装钢抱箍，在抱箍上架设工字钢作为承重主梁，整个支撑体系所受的竖向力通过墩柱与抱箍摩擦力传导至墩柱；抱箍法拥有牛腿法预留孔法的省时、省材、省工、适用性强、占用场地少等优点，同时也能保证不破坏墩柱的结构及外观质量。现钢抱箍+工字钢梁法已广泛应用于圆柱形门式墩盖梁的施工中，下面对钢抱箍+工字钢法计算应用及施工工艺作简单的叙述。

三、工程实例及计算

某高速公路特大桥引桥部分下部结构采用圆柱形门式墩，最大盖梁长11.45m，宽2m，高1.7m，圆柱墩直径D=1.6m，盖梁混凝土方量为37.7m3。

拟采用钢抱箍+工字钢法施工盖梁，施工方案示意图如下：

图1 盖梁施工方案示意图 1．工字钢主梁设置及计算

拟采用两道主承重梁均拟采用12米长的单根I45b 工字钢；I16工字钢作为横担分配梁，长4m ，间距40cm ；主梁受力验算如下：

钢筋砼重力密度26KN/m3,，砼体积为37.7m3，则砼总重力为980.2KN ，盖梁长11.45m ，均布荷载m KN q /6.8545.11/2.9801==;

2根I45b 工字钢，自重均布荷载m KN q /75.12875.02=⨯=

I16工字钢分配梁，考虑均布荷载m KN q /05.24.0/4205.03=⨯= 模板重量为9t ，则均布荷载m KN q /86.745.11/904==

施工人员及设备荷载m KN q /55.2/25==

浇筑及振捣混凝土m KN m m kpa q /41226=⨯⨯=

静荷载安全系数取1.2，动荷载安全系数1.4；则总均布荷载为： m KN q q q q q q q /312.129)(4.1)(2.1654321=+•++++•=总

则单根工字钢按照均布荷载m KN q q /656.642/==总建模计算。

建立受力模型为：如图2所示

图2 工字钢受力模型图

剪力V如下图3所示，由图可知：V max=227.92 KN

图3工字钢剪力图

弯矩M如下图4所示，由图可知：M max=245.23 KN·m

图4 工字钢弯矩图

查路桥施工计算手册知:I45b 工字钢W x =1500cm 3, S x =887.1cm 3，I x =17.4cm ，I x /S x =38cm ，d=13.5mm ，I=33760cm 4，根据《钢结构设计规范》I45b 工字钢[σ]取215mpa ，[τ]取125mpa ，E 取210Gpa ， [ f ]取400/l ，则：

最大抗弯应力值：

[]mpa mpa cm m KN W M X 21549.1631500/23.245/3max max =<=•==σσ 抗弯强度满足要求。

最大剪应力值：

[]mpa mpa cm cm KN d

I S V X X 12543.44)5.1338/(92.227max max =<=⨯=••=ττ 抗剪强度满足要求。

最大挠度：

[]mm

l f mm m l a EI ql f 6.17400/6.150156.0)05.7/2.2245(10

210103376038405.710656.64)/245(384229843224max ==<==⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=- 挠度满足要求。

故使用两根I45b 工字钢分设于墩柱两侧做受力主梁是安全的。

2．抱箍的应用及计算

钢抱箍，就是两块钢板弯制成与墩柱直径相匹配的半弧形，在钢板两端焊接连接板和牛腿，用螺栓通过连接板将两块半弧形钢板连接后卡与墩柱上，支承梁架设于钢抱箍外伸牛腿上，通过钢板与墩柱间的摩擦力来承受上部荷载。