试析道路抱箍技术在道路桥梁工程中运用

论文导读：身钢带制作要紧密贴墩柱，钢带范围不宜设加劲板，为了增大箍身与墩柱混凝土接触的摩擦，抱箍内径宜比圆柱直径大1cm左右，抱箍与混凝土表面接触处垫5mm厚的橡胶皮，同时也避免了钢带和混凝土直接接触损伤外观。3)钢抱箍与墩柱间的正压力是连接螺栓施加的，螺栓应首先进行预紧，然后用带扭力矩的扭力扳手进行检测，确保螺栓建立
摘要：本文首先系统的分析了抱箍技术的工艺和控制要点，然后结合工程实例进行了探讨，具有较强的意义和价值，供参考。
关键词：抱箍技术；道路桥梁工程；应用

近年来桥梁施工中，常用的盖梁支撑方法有满堂支架法、墩柱预留孔插钢棒法以及抱箍法等。采用满堂支架法，要求对支架地基作相应处理，如果桥下有流水则增加施工难度，当墩柱较高时，要耗费大量的支架，成本较高，生产周期长。墩柱预留孔法，虽然解决了支架法的缺点，但在外观上要预留孔，施工完盖梁后再进行填补，在外观上不易处理，影响墩柱外观质量。为了解决以上问题，抱箍法施工就应运而生了，而且抱箍设计和施工工艺近年来也日趋成熟。
1抱箍法设计思想
抱箍法是用两段半圆形钢带卡于盖梁下方的墩柱上，钢带两端焊以加劲连接板，并用高强螺栓连接拧紧在一起后，将钢横梁架于加劲板之上，利用钢带与墩柱的摩擦力支承横梁传下的上部荷载(盖梁自重、模板自重、施工荷载等)，结构轻巧，无需大量支架，特别是在高墩和桥下有流水时施工极为方便，在墩柱外观质量上也没有影响。
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，其结构图见图1。
图1抱箍俯视图
2抱箍受力分析
根据摩擦力学公式，抱箍与墩柱间的最大静摩擦力F等于抱箍与墩柱间正压力N与摩擦系数μ的乘积，即:
F=μN (1)
图2抱箍施工流程图
而抱箍所受正压力是由钢带断面承受拉应力后，传递到连接板上的高强螺栓上，最后由高强螺栓来承担，所以高强螺栓必须拧紧以产生足够的拉力。
此外由于上部荷载通过两边连接板，传递到抱箍体上，抱箍钢带内、连接板与钢带焊缝、加强板与连接板焊缝之间产生较大的剪力。
3抱箍法施工工艺流程
抱箍法施工工艺流程见图2。
4抱箍法施工控制要点
1)箍身应有适当的强度和刚度，以传递拉力和摩擦力，并支撑上部重量，箍身设计时，要通过受力分析，计算出钢板厚度、高度、加筋板厚度、焊缝长度、高强螺栓的数量和直径大小。
2)箍身钢带制作要紧密贴墩柱，钢带范围不宜设加劲板，为了增大箍身与墩柱混凝土接触的摩擦，抱箍内径宜比圆柱直径大1 cm左右，抱箍与混凝土表面接触处垫5 mm厚的橡胶皮，同时也避免了钢带和混凝土直接接触损伤外观。
3)钢抱箍与墩柱间的正压力是连接螺栓施加的，螺栓应首先进行预紧，然后用带扭力矩的扭力扳手进行检测，确保螺栓建立起规定的预拉力。
4)连接板与箍身钢带、加劲板之间的缝隙必须饱满，为加强连接板的刚度，并能可靠地传力，在竖向每两排螺栓加一道加劲板。
5)由于抱箍连接板上的螺栓是两排以上布置，外排螺栓施压时对箍身产生较大的偏心矩，所以螺栓布置应尽可能紧凑，并且预紧螺栓一定要由里而外的顺序拧紧，最后重返回里排，确保螺栓受力均匀。
6)抱箍加压后通过在抱箍下方作标志，检查抱箍是否有下沉现象，并做好记录。根据计算纵梁下挠虽然满足要求但最好也适当设置预拱度，并在混凝土施工中和施工后作好观测记录，总结预拱度经验值，以利以后指导施工。
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工实例应用
某桥为2-20 m先简支后连续后张法预应力箱梁，下部结构桥墩为双幅三柱式墩，桥墩直径为1.5 m，每墩间距为6.9 m，两端悬臂2.575 m，盖梁单片高160 cm，宽170 cm，长1 895 cm，单片C30混凝土数量49.47 m3，桥下为当地一老河沟，长年有水。桥墩及基础施工完毕后，承包人提出采用抱箍法施工盖梁，采用钢抱箍高40 cm，由12 mm厚A3钢板卷制而成，使用螺栓数目为16颗高强螺栓，螺栓直径为27 mm，纵梁采用两根30工字钢，横梁采用10 cm×10 cm松木方，满铺间距为15 cm。

5.1根据荷载分布求出抱箍的受力

5.

1.1荷载计算

1)盖梁混凝土自重:G1=49.47×25=1 237 kN。
2)模板，横、纵自重及支撑加固:G2=120 kN(根据模板设计资料)。
3)施工荷载与其他荷载:G3=20 kN。
G=G1+G2+G3=1 377 kN。
纵梁所承受的荷载假定为均布荷载q:
q=G/L=1 377/18.95=73 kN/m。

5.

1.2力学计算模型

建立力学模型如图3所示。 论文导读：0kN;0.8为保险系数，由JGJ82-91钢结构高强度螺栓的设计、施工及验收规程查得。此外抱箍验算还有钢带、螺栓抗剪计算、连接板焊缝抗剪计算，在这里不作详细介绍。从以上计算可知该抱箍设计满足施工受力要求，并有相当大的安全系数。6结语随着我国高速公路事业的快速发展，桥梁施工技术也在不断的提高，抱箍法施工盖梁
　图3纵梁计算模型图

5.

1.3结构力学计算

如图3所示结构体系为一次超静定结构。 计算支座反力R:
由静力平衡方程解得:
由上可知三个抱箍中最大受力在中间的抱箍，以RC值控制抱箍检算。

5.2钢带对墩柱的压应力σ1

由式(1)可知kF=μσ1Bπ2R。
并可推出σ1=kF/(μBπ2R) =

1.11 MPa （2）

其中，μ为摩擦系数，一般取0.3;B为钢带宽度，取400 mm;R为墩柱半径，取750 mm;k为荷载安全系数，取

1.2;F为传于抱箍上的上部荷载，即RC=524 kN。

由此可见抱箍对C25混凝土墩身产生的抗压强度远远小于其设计值。
图4钢带内应力合成图

5.3钢带内拉应力计算

由钢带内应力σ2的合成图可得(见图4):
（3）
化简得:σ2R=σ1R/t。
其中，t为钢带厚度，取12 mm;R为墩柱半径，取750 mm。
求得:σ2=69.38 MPa<[σ]=140 MPa。
其中，[σ]为A3钢板容许轴向拉应力值，为140 MPa。

5.4钢带伸长量

ΔL=(σ2/E)π2R=

1.6 mm。

其中，E为钢材的弹性模量，为

2.1×105MPa。

5.5螺栓所受拉力

钢带所受拉力N=σ2Bt=69.38×12×400=333 kN。
因每侧使用螺栓数目为8颗高强螺栓，所以每个螺栓所受拉力Nt为:
Nt=N/8=4

1.6 kN<0.8P=232 kN。

其中，P为27 mm高强螺栓预拉力，为290 kN;0.8为保险系数，由JGJ 82-91钢结构高强度螺栓的设计、施工及验收规程查得。
此外抱箍验算还有钢带、螺栓抗剪计算、连接板焊缝抗剪计算，在这里不作详细介绍。从以上计算可知该抱箍设计满足施工受力要求，并有相当大的安全系数。
6结语
随着我国高速公路事业的快速发展，桥梁施工技术也在不断的提高，抱箍法施工盖梁作为先进、科学的施工技术也正在工程实践中得到大量应用和推广。
作为施工、监理人员也应尽快掌握抱箍设计理论、验算方法以及施工控制要点，用于指导施工，在保证施工安全的前提下，充分发挥抱箍法施工盖梁的优势。
参考文献:
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