盖梁抱箍法施工及计算摘要：详细介绍了抱箍法盖梁施工的支撑体系结构设计，盖梁结构的内力计算和抱箍支撑体系的内力验算，以及本工艺的施工方法。
关键词:盖梁抱箍结构计算施工1.工程概况广州西二环高速公路徐边高架桥为左、右幅分离式高架桥，全桥长1280m，全桥共有盖梁84片，下部结构为三立柱接盖梁，上部结构为先简支后连续20m空心板和30m T梁，另有15跨现浇预应力混凝土连续箱梁。
全桥施工区鱼塘密布，河涌里常年流水，墩柱高度较高,给盖梁施工带来难度。
为加快施工,减少地基处理,本桥盖梁拟采用抱箍法施工。
2.抱箍支撑体系结构设计2.1盖梁结构以20m空心板结构的支撑盖梁为例，盖梁全长20m，宽1.6 m，高1.4m，砼体积为42.6 m3，墩柱Φ1.2m，柱中心间距7m。
2.2抱箍法支撑体系设计盖梁模板为特制大钢模，侧模面板厚度t=5mm，侧模外侧横肋采用单根［8槽钢，间距0.3m，竖向用间距0.8m的2［8槽钢作背带，背带高1.55m，在背带上设两条Φ18的栓杆作对拉杆，上、下拉杆间距1.0m，底模板面模厚6mm，纵、横肋用［8槽钢，间距为0.4m×0.4m，模板之间用螺栓连接。
盖梁底模下部采用宽×高为0.1m×0.15m的方木作横梁，间距0.25m。
盖梁底模两悬出端下设三角支架支撑，三角架放在横梁上。
在横梁底部采用贝雷片连接形成纵梁，纵梁位于墩柱两侧，中心间距1.4m，单侧长度21m。
纵梁底部用四根钢管作连接梁。
横梁直接耽在纵梁上，纵梁之间用销子连接，连接梁与纵梁之间用旋转扣件连接。
抱箍采用两块半圆弧型钢板制成，钢板厚t=16mm，高0.6m，抱箍牛腿钢板厚20mm，宽0.27m，采用10根M24高强螺栓连接。
为了提高墩柱与抱箍间的摩擦力，同时对墩柱砼面保护，在墩柱与抱箍之间设一层3mm厚的橡胶垫，纵梁与抱箍之间采用U型螺栓连接。
抱箍构件形象示意图如图1所示。
2.3防护栏杆栏杆采用φ48的钢管搭设，在侧模上每隔5m焊接一道1.2m高的钢管立柱，横杆钢管与立柱采用扣件连接，竖向间隔0.5m ，栏杆周围挂安全网。
盖梁施工示意图见图2。
3.盖梁侧模板支撑计算假定砼浇注时的侧压力由拉杆和背带承受，P m 为砼浇注时的侧压力， T 为拉杆承受的拉力。
侧模板支撑计算示意图见3。
图2 盖梁施工示意图3.1荷载计算砼浇筑时的侧压力：P m =K γh ，当v/T ≤0.035时，h=0.22+24.9v/T式中：K —外加剂影响系数，取1.2；γ—砼容重，取25KN/m 3； h —有效压头高度；v —砼浇筑速度，此处取值0.45m/h ， T —砼入模温度，此处按25℃考虑 则：v/T=0.45/30=0.015<0.035 h=0.22+24.9v/T=0.6mP m = K γh=1.2×25×0.6=18KPa砼振捣对模板产生的侧压力按4KPa 考虑， 则：P m =18+4=22KPa 砼浇筑至盖梁顶时，盖梁上产生的纵向每米侧压力：Pm=22KPa图3 侧模支撑计算示意图H =1.4mh =0.6mT2T1图1：抱箍构件形象示意图（半个）P=P m×（H-h）+P m×h/2=22×0.8+22×0.6/2=24.2KN(参考《路桥施工计算手册》p173)3.2拉杆拉力验算拉杆（φ18圆钢）纵向间距0.8m范围内砼浇筑时的侧压力：σ=0.8P/2πr2=0.8m×24.2 KN /（2×174mm2）=55.63MPaσ=55.63MPa <[σ]=29600N/174 mm2=170MPa，满足抗拉要求。
(参考《路桥施工计算手册》p182)3.3背带挠度验算设背带两端的拉杆为支点，背带为简支梁，梁长l0=1m，简支梁均布荷载q0 =22×0.8=17.6KN/m最大弯矩：M max= q0l02/8=17.6×12/8=2.2KN·mσ= M max/2W x=2.2×10-3/2×25.3×10-6=43.5MPa<[σw]=145MPa跨中挠度：f max= 5q0l04/（384×2×EI x）=0.0005mf max＜[f]=l0/400=0.0025m，背带槽钢满足刚度要求。
式中： [8槽钢的弹性模量E=2.1×105MPa；惯性矩Ix=101.3cm4；抗弯截面系数Wx=25.3cm3(参考《路桥施工计算手册》p787、p797)4.横梁应力验算4.1横梁纵向线荷载计算新浇砼纵向线荷载：q1=1.4（高）×25×1.6（宽）=56KN/m模板纵向线荷载：q2=G2/20=（G底21.8+ G端3.1+ G侧39.9）/20=3.24 KN /m施工人机纵向线荷载：q3=1×1.6=1.6KN/m倾倒砼冲击纵向线荷载: q4=2×1.6=3.2KN/m振捣砼纵向线荷载: q5= 2×1.6=3.2KN/m荷载组合:q=(q1+q2)×1.2+(q3+q4+q5)×1.4=82.29KN/m横梁承受均布荷载q0= q×0.25/l0=82.29×0.25/1.4=14.7KN/m (参考《路桥施工计算手册》p172)4.2横梁抗弯与刚度验算横梁最大弯矩：M max= q0l02/8=3.6KN·m弯曲应力：σ= M max/W x=3.6/(3.75×10-4)=9.6 MPa<[σw]=12MPa 最大挠度：f max= 5q0l04/384EI=5×14.7×103×1.44/(384×9×109×2.81×10-5)=0.0029 m <[f]=l 0/400=0.0035m横梁满足抗弯和刚度要求。
式中：抗弯截面系数：Wx=bh 2/6=0.1×0.152/6=3.75×10-4 m 3惯性矩Ix=bh 3/12=0.1×0.153/12=2.81×10-5 m 4 弹性模量E=9×103MPa;横梁计算示意图如图4所示。
(参考《路桥施工计算手册》p176)5.纵梁应力验算5.1纵梁纵向每侧线荷载计算支架纵向线荷载：q 6=（G 贝+G 木+G 他）/20=（14×3 KN/片 +70根×0.045 m 3/根×6 KN/ m 3+62×0.06）/20=3.23KN/m纵梁纵向每侧线荷载:q=(q 1/2+q 2/2+q 6/2)×1.2+(q 3/2+q 4/2+q 5/2)×1.4=43.088KN/m 5.2纵梁应力验算5.2.1计算支座反力R C ： 盖梁体系为一次超静定结构，建立盖梁结构力学计算图如图5所示。
采用力法计算，解除C 点约束，在C 点添加向上的单位力X 1=1，分别绘出M p 图、M 1图，其中M p 图由伸臂梁和简支梁组成，如图6所 示。
根据C 点竖向位移为0的条件，建立典型方程：δ11X 1+Δ1p =0δ11=∑∫M 12ds/EI=（1/EI ）*（1/2）*(2l*l/2)*（2/3）*（l/2）=l 3/6EIΔ1p =∑∫M 1M p ds/EI=（1/EI ）*［（1/2）*(2l*l/2)*（qa 2/2） -(2/3)*(q (2l)2/8)*2l*(5/8*l/2)］=（1/EI ）*（qa 2l 2/4-5q l 4/24）将δ11、Δ1p 代入公式，得X 1=（5ql 2-6qa 2）/4l=293.92KN （↑） 建立静力平衡方程：2R A +X 1=q （2a+2l ） 得R A =R B =283.92KN （↑）根据叠加原理，绘制均布荷载弯矩图如图7所示。
5.2.2纵梁抗弯应力验算根据以上力学计算得知，最大弯矩出现在A 、B 支座，图4：横梁计算示意图l0=1.4m q0=14.7KN/m图6：超静定结构内力图q*(l2-2a2)/8q 2/2=7m =7m a=3ma=3m 图7：纵梁受力弯矩图弯矩图(l/2)X1=1028.7a=3m a=3m=7m =7m q(2l)2/8=1055.7简支梁弯矩图悬臂梁弯矩图=7m =7ma=3ma=3mq 2/2=193.9a=3m a=3m=7m=7m 图5：盖梁结构力学计算图q=43.088KN/m=7m=7ma=3ma=3mRX1=1RAED B C AM max =qa 2/2=43.088×32/2=193.9 KN ·mM max =193.9 KN ·m ＜[M 0]= 975kN ·m ，满足抗弯要求。
（参考《公路施工手册 桥涵》下册p923） 5.2.3纵梁墩柱跨中刚度验算 盖梁体系为一次超静定结构，求超静定结构的位移可用基本结构的位移来代替，因此在盖梁基本结构墩柱中间点F 施加向下的单位力X 2=1，求基本结构的内力和位移，建立盖梁墩柱跨中力学计算图如图8所示。
F 2.625X2=1A CB D ERARa=3ma=3m=7m=7m图8：纵梁墩柱跨中力学计算图=7m=7ma=3ma=3m图9：X2弯矩图设R a 、R b 方向向上，列平衡方程：R a +R b =X 2=1X 2*（l+l/2）-2l*R a =0得：R a =0.75（↑），R b =0.25（↑），绘弯矩图如图9所示。
求纵梁墩柱跨中的位移，将图7与图9的弯矩图图乘，得： Δ2p =∑ωy f / EI=（1/ EI ）*［-0.5*14*2.625*193.9+(2/3) *1055.7*14*(2/3)*2.625-0.5*3.5*2.625*(2/3)*0.5*1028.7-0.5*(3/2)*7*2.625*1028.7 ］=-0.004m （↑）f max =-0.004m ＜[f]=a/400=3/400=0.0075m ，刚度满足要求。
式中：贝雷片弹性模量：E=2.1×105MPa惯性矩：I=250500cm 4（参考《公路施工手册 桥涵》下册p1047） 5.2.4纵梁端部刚度验算在盖梁基本结构梁端点D 施加向下的单位力X 3=1，求基本结构的内力和位移，建立盖梁悬臂端力学计算图如图10所示。
设R a 、R b 方向向上，列平衡方程： R a +R b =X 3=1X 3（2l+a ）-2l*R a =0得： R a =1+a/2l （↑），R b = a/2l （↓），绘弯矩图如图11所示。