满堂支架承重及双抱箍施工方法

［摘要］在公路桥梁施工中，盖梁的满堂支架承重法与双抱箍承重法是应用较多的两种方案，为研究这两种施工方法的安全性、经济效益、适用性，以南充市都京港嘉陵江大桥工程为工程背景，对这两种施工方法在实际工程中应用的安全程度、施工效率、经济效益以及适用性进行对比分析，以期为道路桥梁的盖梁施工支架设计提供参考依据。

［关键词］盖梁施工；满堂支架法；抱箍法；成本分析

在桥梁工程施工中，盖梁施工的方法[1]有很多，有传统的满堂支架承重法、逐渐被广泛使用的双抱箍承重法、特定情况下适用的穿心钢棒法等。其中的满堂支架承重法及双抱箍承重法在如今桥梁盖梁施工中得到了广泛应用。这两种施工方法在安全程度、施工效率、经济效益以及适用性方面都有较大的差异，要视具体的施工条件来采用。

1项目背景

1.1工程概况

都京港嘉陵江大桥文峰互通主线桥全长427m，北接嘉陵江大桥主桥，南线路起点路基。下部结构采用双（三）柱式桥墩，桥墩直径1.4m，最大墩高7.8m，跨文峰大道主桥现浇连续梁中墩采用1.8m的圆柱墩，下接承台。上接主线桥主跨设置柱顶系梁，其他桥墩设置盖梁。本工程中盖梁施工拟采用满堂支架承重法及双抱箍承重法进行施工。

1.2比选方案

1.2.1满堂支架承重法碗扣式满堂支架作为高墩盖梁模板支撑体系以其承载能力大、安全可靠等特点得到了广泛的认可。本工程在前期大跨度盖梁施工中应用了碗扣式满堂支架，在2个墩柱之间架立碗扣式支架，架立至离柱间系梁或盖梁底标高22cm，在顶托上铺设10cm×10cm方木。1.2.2双抱箍承重法抱箍法的关键是要确保抱箍与墩柱间有足够的摩擦力，以安全地传递荷载。在施工中，抱箍采用20mm厚钢板制作，高700mm，抱箍内径大于柱径15mm，抱箍的箍身采用不设环向加劲肋的柔性箍身，每个抱箍由两个半圆形钢箍组成，2个半圆形钢箍在柱上安装后相接面有50mm空隙，以保证钢箍之间用高强螺栓连接好后能与墩柱挤压紧密，抱箍内壁用万能胶粘贴8mm厚橡胶垫，用以增加抱箍与墩柱的摩擦力。在安装好的抱箍上墩柱前后两侧各安设工56a一条，在工56上安设工20a作为分配梁，间距为60cm。

2安全性对比分析

2.1满堂支架承重法安全性分析

满堂支架承重法的安全性验算主要是支架立杆的稳定性及地基的承重能力验算，在实际应用中，盖梁的荷载不大，只要严格按照有关规范的规定搭设支架，支架的强度及稳定性都能满足要求。至于地基承载力要求，可以进行粗略估算。盖梁高度为2.0m，在盖梁投影面积内的地基承重能力要求为：p=2.0×26+2.5=54.5（kPa），其中2.5kPa为施工活荷载重[2]。

2.2双抱箍承重法安全性分析

2.2.1工56强度验算验算的盖梁断面面积为2.61m2，长度为14.36m，跨度为10m。盖梁体积：V=2.61×14.36=37.5m3盖梁永久荷载g1：g1=25×37.5÷2÷14.36=32.6kN/m工56永久荷载重g2：g2=1.1kN/m盖梁可变荷载重q1：据JGJ162—2008《建筑施工模板安全技术规范》计算：q1=1.8×2.5=4.5kN/m跨中均布荷载设计值为：q=1.35×(32.6+1.1)+1.4×4.5=51.8kN/m悬挑部分荷载设计值为（可变荷载对跨中弯矩有利，不计入）q=1.35×(32.6+1.1)=45.5kN/m用结构力学求解器求解，建立模型如图1所示：45.551.845.52134(2)(1)(3)图1工56受力模型经软件受力验算得到：跨中最大弯矩为：Mmax=538.2kN·m。工56的截面抵抗矩为：Wx=2342cm3。最大拉应力为：σmax==230MPa>205MPa因永久荷载考虑了1.35的分项系数，可变荷载考虑了1.4的分项系数，计算得到最大应力230MPa略大于许用应力205MPa，但未超屈服强度235MPa，作为临时结构，强度满足要求。经软件位移计算，中跨中点位移为4cm，为跨度的1/250，根据JGJ162—2014《建筑施工模板安全技术规范》第4.4.1条，满足要求。2.2.2抱箍承重能力验算“抱箍”与墩柱间的最大摩擦力等于正压力与摩擦系数的乘积，即fmax=μN（1）“抱箍”与墩柱间的正压力N是由螺栓的预紧力产生的，根据“抱箍”结构形式，确定每排螺栓个数n，则螺栓总数为4n，若每个螺栓预紧力为F，则“抱箍”与墩柱间的总正压力：N=4×n×F（2）若临时设施及盖梁重量为G，则每个“抱箍”承受荷载为Q=G/2，由fmax=Q可以得到每排螺栓个数n。

3经济性对比分析

3.1满堂支架承重法经济性分析

经成本核算分析，满堂支架承重法实际施工一个周期20d，按墩高8.0m，盖梁宽度为2.0m，长度为14.36m进行统计分析。平均混凝土施工成本为982.66元/m3。

3.2双抱箍承重法经济性分析

经成本核算分析，双抱箍承重法实际施工的一个周期为8d，施工工效相对于满堂支架承重法显著提高。在费用方面，双抱箍承重法的措施费用主要有模板及木方材料费、模板安拆人工费、工字钢安装人工费及机械费、抱箍安拆汽车起重机使用费，平均混凝土的施工成本是793.03元/m3，相对于满堂支架承重法的施工成本节约近200元/m3，所节约成本数额约为满堂支架承重方案施工成本的20%。

3.3两种施工方案经济性对比分析

相对于满堂支架承重法，双抱箍承重法的垫层材料费及人工费都只是满堂支架承重法的1/4，工字钢材料租金是支架材料租金的1/10，安装抱箍的汽车起重机使用费用是支架搭拆的1/3。由此可见，双抱箍承重施工方案相对于满堂支架承重方案，主要节约地基处理以及承重支架的费用，当墩身越高、原地基越软弱，双抱箍承重方案的成本优势越明显（表1）。

4两种方案的适用性对比分析

双抱箍承重方案相比满堂支架方案具有很强的适用性。由于本工程地基承载力不高（约80kPa），若采用满堂支架方案施工，对地基必须作换填压实处理，所以在经济效益和施工效率方面，双抱箍承重方案更佳。在前期大跨度盖梁（大于12m）施工中，经对双抱箍承重方案进行验算，其强度不满足要求，其变形量亦不满足要求，需要在跨中增加一个支撑。因墩身高度较低（约为2~3m），搭设满堂支架的时间不至于过长，出于安全及变形控制的考虑，前期的盖梁施工采用满堂支架进行施工（表2）。

5结束语

（1）在桥梁的盖梁施工中，相对于满堂支架承重方案，双抱箍承重方案的安全性略差，主要是抱箍的承重能力是由摩擦力提供的，摩擦力大小是由摩擦系数起决定性作用，在实际应用中，摩擦系数的大小具有很大的不确定性，所以在应用双抱箍承重方案前需要做承载力试验。（2）当盖梁跨度较大（大于10m），墩身高度较低，原地基承载力较高，现场施工条件允许时，传统的满堂支架承重法相对于双抱箍承重法略有优势，优势主要是满堂支架的承重能力大，施工变形小，强度和刚度更容易达到规范要求。（3）当盖梁跨度较大（大于10m），墩身高度较低，原地基承载力较低时，亦可考虑使用双抱箍承重法，但为减小盖梁跨中的施工变形，可考虑在跨中再添加一个或多个支撑点，为支撑点单独进行地基处理以减低地基处理费用，这样可以达到安全性与经济性的平衡。（4）当盖梁跨度不太大（小于10m），墩身高度较高时，双抱箍承重施工方案的安全性有所保障的前提下，相对于满堂支架承重方案，前者在经济性方面具有明显优势。与此同时，双抱箍承重施工方案相比满堂支架方案具有较强的适用性，可显著缩短施工工期。

作者：殷美华 陈明华 王建英 单位：中交四航局第三工程有限公司