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    橋樑蓋梁抱箍施工方案

    抱箍法

    其力學原理:是利用在墩柱上的適當部位安裝抱箍並使之與墩柱夾緊產生的最大靜摩擦力,來克服臨時設施及蓋梁的重量。如圖3所示。

    4.1 抱箍的結構形式

    抱箍的結構形式涉及箍身的結構形式和連線板上螺栓的排列。

    4.1.1 箍身的結構形式

    抱箍安裝在墩柱上時必須與墩柱密貼,這是個基本要求。由於墩柱截面不可能絕對圓,各墩柱的不圓度是不同的,即使同一墩柱的不同截面其不圓度也千差萬別。因此,為適應各種不圓度的墩身,抱箍的箍身宜採用不設環向加勁的柔性箍身,即用不設加勁板的鋼板作箍身。這樣,在施加預拉力時,由於箍身是柔性的,容易與墩柱密貼。

    4.1.2 連線板上螺栓的排列

    抱箍上的連線螺栓,其預拉力必須能夠保證抱箍與墩柱間的摩擦力能可靠地傳遞荷載。因此,要有足夠數量的螺栓來保證預拉力。如果單從連線板和箍身的受力來考慮,連線板上的螺栓在豎向上最好佈置成一排。但這樣一來,箍身高度勢必較大。尤其是蓋梁荷載很大時,需要的螺栓較多,抱箍的高度將很大,將加大抱箍的投入,且過高的抱箍也會給施工帶來不便。因此,只要採用厚度足夠的連線板併為其設定必要的加勁板,一般均將連線板上的螺栓在豎向上佈置成兩排。這樣做在技術上是可行的,實踐也證明是成功的。因此,抱箍採用如圖4所示的結構形式。

    4.2 連線螺栓數量的計算

    抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力等於正壓力與摩擦係數的乘積,即F=f×N

    式中 F-抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力;

       N-抱箍與墩柱間的正壓力;

       f-抱箍與墩柱間的靜摩擦係數。

    而正壓力N與螺栓的預緊力是對平衡力,根據抱箍的結構形式,假定每排螺栓個數為n,則螺栓總數為4 n,若每個螺栓預緊力為F1,則抱箍與墩柱間的總正壓力為N=4×n×F1。

    對於抱箍這樣的結構,為減少螺栓個數,可採用材質為45號鋼,直徑30mm的大直徑螺栓或M27高強度螺栓。但採用M27高強度螺栓有兩個缺點:一是高強度螺栓經過一次加力鬆弛迴圈後一般不能再用,這與抱箍需多次重複使用的要求不相符;再次安裝抱箍時需更換新螺栓,加大了投入;二是市場上沒有M27高強度螺栓,必須到專門的廠家購買,不能滿足隨時更換的要求。因此,一般均採用材質45號鋼的M30大直徑螺栓。每個螺栓的允許拉力為[F]=As×[σ]

    式中As —螺栓的橫截面積,As=πd2/4

    [σ]—鋼材允許應力。對於45號鋼,[σ]=2000kg/cm2。

    於是,[F]=[σ]πd2/4=2.0×3.14×32/4=14.13 t;取F1=14 t

    鋼材與混凝土間的摩擦係數為0.3~0.4,取f=0.3

    抱箍與墩柱間的最大靜摩擦力為F=f×N=f×4×n×F1=0.3×4×n×14=16.8n

    若臨時設施及蓋梁重量為G,則每個抱箍承受的荷載為Q=G/2。

    取安全係數為λ=2,則有Q=F/λ即G/2=16.8n/2;n=0.06×G

    故可取n為整數。

    可見,抱箍法從理論上是完全可行的.

    4.3 抱箍法施工的注意事項

    4.3.1 抱箍結構上應注意的問題

    (1)箍身應有適當強度和剛度,以傳遞拉力、摩擦力並支承上部結構重量,可採用厚度為10mm~20mm的鋼板。

    (2)由於抱箍連線板是直接承受螺栓拉力的構件,要有足夠的強度和剛度,根據理論計算及實踐經驗,以採用厚度為24mm~30mm的鋼板為宜。

    (3)由於抱箍連線板上螺栓按雙排佈置,外排螺栓施壓時對箍身產生較大的偏心力矩,對箍身傳力有不利影響,因此,螺栓佈置應儘可能緊湊,以剛好能滿足施工及傳力要求為宜。

    (4)為加強抱箍連線板的剛度並可靠地傳遞螺栓拉力,在豎直方向上,每隔2~3排螺栓應給連線板設定一加勁板。

    4.3.2 施工中應注意的問題

    (1)抱箍與墩柱間的正壓力是由連線螺栓施加的,螺栓應首先進行預緊,然後再用經校驗過的帶響板手進行終擰。預緊及終擰順序均為先內排後外排,以使各螺栓均勻受力並確保螺栓的拉力值。

    (2)澆築蓋梁混凝土時,由於抱箍受力後產生變形,螺栓的拉力值會發生變化。因此,在澆築蓋梁的全過程中應反覆對螺栓進行復擰,即每澆築一層混凝土均應對螺栓復擰一次。

    綜上所述,只要採取適當措施,抱箍法是完全可行的。抱箍法有很多優點,第一,抱箍法是臨時荷載及蓋梁重量直接傳給墩柱,對地基無任何要求;第二,抱箍的安裝高度可隨墩柱高度變化,不需要額外的調節底模高度的墊木或分配梁;第三,抱箍法適應性強,不論水中岸上、有無系梁,只要是圓形墩柱就可採用;第四,抱箍法節省人力物力是顯而易見的,因此從經濟上講是最合算的;第五,抱箍法不會破壞墩柱外觀,而且抱箍法施工時支架不存在非彈變形,不用進行預壓。

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