滿堂支架承重及雙抱箍施工方法

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［摘要］在公路橋梁施工中，蓋梁的滿堂支架承重法與雙抱箍承重法是應用較多的兩種方案，為研究這兩種施工方法的安全性、經濟效益、適用性，以南充市都京港嘉陵江大橋工程為工程背景，對這兩種施工方法在實際工程中應用的安全程度、施工效率、經濟效益以及適用性進行對比分析，以期為道路橋梁的蓋梁施工支架設計提供參考依據。

［關鍵詞］蓋梁施工；滿堂支架法；抱箍法；成本分析

在橋梁工程施工中，蓋梁施工的方法[1]有很多，有傳統的滿堂支架承重法、逐漸被廣泛使用的雙抱箍承重法、特定情況下適用的穿心鋼棒法等。其中的滿堂支架承重法及雙抱箍承重法在如今橋梁蓋梁施工中得到了廣泛應用。這兩種施工方法在安全程度、施工效率、經濟效益以及適用性方面都有較大的差異，要視具體的施工條件來采用。

1項目背景

1.1工程概況

都京港嘉陵江大橋文峰互通主線橋全長427m，北接嘉陵江大橋主橋，南線路起點路基。下部結構采用雙（三）柱式橋墩，橋墩直徑1.4m，最大墩高7.8m，跨文峰大道主橋現澆連續梁中墩采用1.8m的圓柱墩，下接承臺。上接主線橋主跨設置柱頂系梁，其他橋墩設置蓋梁。本工程中蓋梁施工擬采用滿堂支架承重法及雙抱箍承重法進行施工。

1.2比選方案

1.2.1滿堂支架承重法碗扣式滿堂支架作為高墩蓋梁模板支撐體系以其承載能力大、安全可靠等特點得到了廣泛的認可。本工程在前期大跨度蓋梁施工中應用了碗扣式滿堂支架，在2個墩柱之間架立碗扣式支架，架立至離柱間系梁或蓋梁底標高22cm，在頂托上鋪設10cm×10cm方木。1.2.2雙抱箍承重法抱箍法的關鍵是要確保抱箍與墩柱間有足夠的摩擦力，以安全地傳遞荷載。在施工中，抱箍采用20mm厚鋼板制作，高700mm，抱箍內徑大于柱徑15mm，抱箍的箍身采用不設環向加勁肋的柔性箍身，每個抱箍由兩個半圓形鋼箍組成，2個半圓形鋼箍在柱上安裝后相接面有50mm空隙，以保證鋼箍之間用高強螺栓連接好后能與墩柱擠壓緊密，抱箍內壁用萬能膠粘貼8mm厚橡膠墊，用以增加抱箍與墩柱的摩擦力。在安裝好的抱箍上墩柱前后兩側各安設工56a一條，在工56上安設工20a作為分配梁，間距為60cm。

2安全性對比分析

2.1滿堂支架承重法安全性分析

滿堂支架承重法的安全性驗算主要是支架立桿的穩定性及地基的承重能力驗算，在實際應用中，蓋梁的荷載不大，只要嚴格按照有關規范的規定搭設支架，支架的強度及穩定性都能滿足要求。至于地基承載力要求，可以進行粗略估算。蓋梁高度為2.0m，在蓋梁投影面積內的地基承重能力要求為：p=2.0×26+2.5=54.5（kPa），其中2.5kPa為施工活荷載重[2]。

2.2雙抱箍承重法安全性分析

2.2.1工56強度驗算驗算的蓋梁斷面面積為2.61m2，長度為14.36m，跨度為10m。蓋梁體積：V=2.61×14.36=37.5m3蓋梁永久荷載g1：g1=25×37.5÷2÷14.36=32.6kN/m工56永久荷載重g2：g2=1.1kN/m蓋梁可變荷載重q1：據JGJ162—2008《建筑施工模板安全技術規范》計算：q1=1.8×2.5=4.5kN/m跨中均布荷載設計值為：q=1.35×(32.6+1.1)+1.4×4.5=51.8kN/m懸挑部分荷載設計值為（可變荷載對跨中彎矩有利，不計入）q=1.35×(32.6+1.1)=45.5kN/m用結構力學求解器求解，建立模型如圖1所示：45.551.845.52134(2)(1)(3)圖1工56受力模型經軟件受力驗算得到：跨中最大彎矩為：Mmax=538.2kN·m。工56的截面抵抗矩為：Wx=2342cm3。最大拉應力為：σmax==230MPa>205MPa因永久荷載考慮了1.35的分項系數，可變荷載考慮了1.4的分項系數，計算得到最大應力230MPa略大于許用應力205MPa，但未超屈服強度235MPa，作為臨時結構，強度滿足要求。經軟件位移計算，中跨中點位移為4cm，為跨度的1/250，根據JGJ162—2014《建筑施工模板安全技術規范》第4.4.1條，滿足要求。2.2.2抱箍承重能力驗算“抱箍”與墩柱間的最大摩擦力等于正壓力與摩擦系數的乘積，即fmax=μN（1）“抱箍”與墩柱間的正壓力N是由螺栓的預緊力產生的，根據“抱箍”結構形式，確定每排螺栓個數n，則螺栓總數為4n，若每個螺栓預緊力為F，則“抱箍”與墩柱間的總正壓力：N=4×n×F（2）若臨時設施及蓋梁重量為G，則每個“抱箍”承受荷載為Q=G/2，由fmax=Q可以得到每排螺栓個數n。

3經濟性對比分析

3.1滿堂支架承重法經濟性分析

經成本核算分析，滿堂支架承重法實際施工一個周期20d，按墩高8.0m，蓋梁寬度為2.0m，長度為14.36m進行統計分析。平均混凝土施工成本為982.66元/m3。

3.2雙抱箍承重法經濟性分析

經成本核算分析，雙抱箍承重法實際施工的一個周期為8d，施工工效相對于滿堂支架承重法顯著提高。在費用方面，雙抱箍承重法的措施費用主要有模板及木方材料費、模板安拆人工費、工字鋼安裝人工費及機械費、抱箍安拆汽車起重機使用費，平均混凝土的施工成本是793.03元/m3，相對于滿堂支架承重法的施工成本節約近200元/m3，所節約成本數額約為滿堂支架承重方案施工成本的20%。

3.3兩種施工方案經濟性對比分析

相對于滿堂支架承重法，雙抱箍承重法的墊層材料費及人工費都只是滿堂支架承重法的1/4，工字鋼材料租金是支架材料租金的1/10，安裝抱箍的汽車起重機使用費用是支架搭拆的1/3。由此可見，雙抱箍承重施工方案相對于滿堂支架承重方案，主要節約地基處理以及承重支架的費用，當墩身越高、原地基越軟弱，雙抱箍承重方案的成本優勢越明顯（表1）。

4兩種方案的適用性對比分析

雙抱箍承重方案相比滿堂支架方案具有很強的適用性。由于本工程地基承載力不高（約80kPa），若采用滿堂支架方案施工，對地基必須作換填壓實處理，所以在經濟效益和施工效率方面，雙抱箍承重方案更佳。在前期大跨度蓋梁（大于12m）施工中，經對雙抱箍承重方案進行驗算，其強度不滿足要求，其變形量亦不滿足要求，需要在跨中增加一個支撐。因墩身高度較低（約為2~3m），搭設滿堂支架的時間不至于過長，出于安全及變形控制的考慮，前期的蓋梁施工采用滿堂支架進行施工（表2）。

5結束語

（1）在橋梁的蓋梁施工中，相對于滿堂支架承重方案，雙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數起決定性作用，在實際應用中，摩擦系數的大小具有很大的不確定性，所以在應用雙抱箍承重方案前需要做承載力試驗。（2）當蓋梁跨度較大（大于10m），墩身高度較低，原地基承載力較高，現場施工條件允許時，傳統的滿堂支架承重法相對于雙抱箍承重法略有優勢，優勢主要是滿堂支架的承重能力大，施工變形小，強度和剛度更容易達到規范要求。（3）當蓋梁跨度較大（大于10m），墩身高度較低，原地基承載力較低時，亦可考慮使用雙抱箍承重法，但為減小蓋梁跨中的施工變形，可考慮在跨中再添加一個或多個支撐點，為支撐點單獨進行地基處理以減低地基處理費用，這樣可以達到安全性與經濟性的平衡。（4）當蓋梁跨度不太大（小于10m），墩身高度較高時，雙抱箍承重施工方案的安全性有所保障的前提下，相對于滿堂支架承重方案，前者在經濟性方面具有明顯優勢。與此同時，雙抱箍承重施工方案相比滿堂支架方案具有較強的適用性，可顯著縮短施工工期。

作者：殷美華 陳明華 王建英 單位：中交四航局第三工程有限公司