盖梁抱箍法支架整体施工技术研究成果鉴定材料

1、目 录一、研究工作报告223555项目研究成果6二、经济效益与社会效益分析16抱箍法支架整体施工技术安全、效率及使用性能16经济效益16三、成果推广应用的前景18四、科技查新报告19一、研究工作报告项目研究的背景及目的随着桥梁建设的施工技术不断提高，盖梁施工模板支架形式多样，大体可以分为两大类，一类是传统的落地式支架，即由地面至上搭设的模板支架，包括各类钢管满堂支架。另一类是无落地支架，它不由地面搭设，而是利用已浇筑的墩柱结构在靠近墩柱顶部形成牛腿而搭设的悬空的模板支架，根据牛腿的形成方式包括横穿型钢法、抱箍法等。抱箍法支架多用于于圆柱盖梁，适用于盖梁在陡坡、软土、车道及水面上或盖梁距地面高度

2、较大时的模板支架。它具有传力简单，不存在支架沉降，支架悬在墩柱上部，对地面无要求，不会对墩柱外观造成影响等优点，越来越多运用在桥梁施工中。抱箍法支架悬空安装在墩柱顶部,一般由抱箍、主梁、次梁组成，主梁的跨径等于墩柱的跨径，一般比较大，多采用抗弯模量大的桁架结构，次梁跨径小，多采用小型钢。由于抱箍法支架不是由地面搭设，且构件自重大，因此，悬空支架施工过程存在大量的高空作业及起重吊装，安全风险大，研究盖梁抱箍法支架整体施工技术就是为了针对抱箍法支架的结构特点，优化抱箍法支架结构，使用合理的施工方法，使抱箍法支架施工操作便捷，过程安全可靠。1.2项目研究人员及分工我司于2009年11月成立了“盖梁抱

3、箍法支架整体施工技术研究”课题小组，小组成员情况及分工见下表：主 要 研 制 人 员 名 单序号姓 名性别出生年月技术职称文化程度（学历）工 作 单 位研究分工1袁卫国男高级工程师硕士研究生广州市第三市政工程有限公司总负责2何德华男高级工程师本科广州市第三市政工程有限公司拆除技术研究3刘添俊男高级工程师博士研究生广州市市政集团抱箍优化研究4董志杰男工程师大专广州市第三市政工程有限公司试验检验研究5陈海英女工程师硕士研究生广州市第三市政工程有限公司试验检验研究6杨忠义男助工本科广州市第三市政工程有限公司安装技术研究7郭一贤男助工本科广州市第三市政工程有限公司安装技术研究8刘振力男19工程师本科广

4、州市市政机械施工有限公司技术复核9邓化亭男高级工程师本科广州市第三市政工程有限公司技术复核10潘 飙男高级工程师本科广州市第三市政工程有限公司技术复核11陈小聪男工程师本科广州市第三市政工程有限公司技术研究12陈建宁男1981.11工程师本科广州市第三市政工程有限公司技术研究13邓成权男工程师大专广州市第三市政工程有限公司技术研究14注：主要研制人员超过15人可加附页1.3研究的创新点（1）支架主体地面拼装，整体起吊安装。改变传统的支架构件逐一吊运至空中进行拼装的搭设方法，把支架主次梁在地面拼装成整体，然后一次性吊运到柱顶以上，由上而下沿墩柱套下至抱箍牛腿，完成支架主体的搭设。这样大大减少了高

5、空作业及机械台班。（2）支架模板体系整体垂降至地面进行分拆。不按一般拆除先装后拆，后装先拆的施工顺序逐个构件拆卸吊运至地面，而是通过支架主体受力支撑的转换，先拆抱箍，然后支架主体整体沿墩柱由上至下吊运至地面进行分解拆除，同样大大减少了高空作业及机械台班。（3）分析得出抱箍摩擦力计算公式。利用仿真软件对抱箍摩擦力进行分析，通过多种不同工况分析统计，得出螺栓预紧力与摩擦力之间关系的拟合公式，并通过对顶试验进行验证，盖公式相对现有手算公式准确度更高，在确保安全的前提下有利于减少抱箍结构自重。1.4研究的方法与途经本研究是以盖梁抱箍法支架施工为对象，在研究调查现有施工技术的基础上，设定减少高空作业及起

6、重吊装目标，提出整体施工技术，组织施工有关人员论证分析整体施工在技术及操作上的可行性，制定施工方案，按照技术方案组织施工，过程中对各项技术措施、参数进行动态跟踪、控制、改进，最终形成符合预期目标的可靠性、可行性、先进性、经济性的施工技术成果。1.4研究的主要内容（1）支架体系结构设计（力学、构造、加工、使用）（2）支架体系整体安装拆除平稳度及准确定位控制（3）支架体系整体安装拆除吊装方法及施工顺序（4）支架体系抱箍拆除时上部支架支撑方式（5）支架体系拆除操作人员安全保障1.5项目研究成果盖梁抱箍法支架通过合理设计支架体系结构，降低支架体系自重，设置调节装置、支架主梁横向连接构件等，使支架体系在

7、整体安装和拆除过程保持自身的稳定，能够一次吊运安装和拆卸；拆除时，通过钢丝绳使支架支撑固定在盖梁上，得以先拆除下部抱箍，完成支架整体顺墩柱吊运至地面，通过梁面预埋安全扣件，确保操作人员在梁面高空作业的安全。盖梁抱箍法支架施工工艺流程体系转换整体拆除设计验证不通过通过抱箍支架方案设计抱箍加工对顶试验脚手架搭设支架桁架地面拼装抱箍安装桁架整体吊装安装盖梁底模板钢筋骨架安装钢筋骨架制作安装盖梁侧模板浇注混凝土、养生拆除盖梁侧模板卸 荷安装盖梁-支架钢丝绳拆卸抱箍螺栓拆除脚手架支架整体吊运、拆除整体安装盖梁结构施工1.5.2盖梁抱箍法支架设计.1抱箍摩擦力计算抱箍体对墩柱表面法向压力F大小沿圆周变化对

8、称分布，如图1所示，其和与高强螺栓预紧力P及墩柱直径D有关，根据仿真软件对不同工况的计算，对结果进行统计分析，可以用函数F （0.451*D2-2.7083*D+4.9229 ）*P表达，其拟合图如图3。最终抱箍承载力M F */K，摩擦力系数，K安全系数。抱箍体对墩柱表面法向压力大小沿圆周变化对称分布，如图1所示；抱箍体钢带沿圆周方向切线拉力大小沿圆周变化对称分布，如图2所示。可根据分布情况合理设计钢带结构尺寸。图1 法向力计算结果图2切向力计算结果图3 统计图表.2抱箍构造一般要求钢材允许抗拉强度要求，螺栓拧紧时对钢带的拉应力应小于钢带的允许拉应力；工厂加工能力的要求，钢带需要在厂家使用专

9、用设备加工，钢带的宽度及厚度不能超过设备加工能力；螺栓排列的空间要求，为减少螺栓预紧力的损失，螺栓要紧靠钢带竖向布置不超过两排，螺栓间距要满足规范要求。；施工操作的要求，刚带的宽度过宽会给安装施工带来不便，计算结果需要时，可考虑分成上下两个抱箍。钢带的宽度一般以2080cm为宜，刚带的厚度以515mm为宜。钢带内径应等于墩柱外径加内衬厚度，刚带长度设计应比计算周长短，使两端螺栓处留有空隙，空隙的宽度应考虑钢带受力后的伸长量，一般取两端各2cm。牛腿单独设置时，牛腿与螺栓孔板成90度设置，多采用两块梯形竖板及牛腿面板组成，牛腿的设计高度与钢带同，宽度则在满足支撑梁需要的基础上尽量窄。牛腿和孔板也

10、可设置在一起，牛腿竖板与孔板为同一钢板，但计算牛腿时应考虑开孔的影响。当上部荷载较大，主梁支撑面要求较宽时，要求牛腿悬臂较长，为减少牛腿弯拉力对螺栓的影响，应把牛腿与孔板设在一起，但要注意施工螺栓的操作性。螺栓孔板设在钢带两端，垂直于钢带两端切向，其高同钢带，宽要满足螺栓孔的布置要求下尽量窄，以方便安装及减少孔板变形，螺栓孔采用机械冲成，孔径及孔距根据螺栓规格符合钢机构设计规范。孔板应设加强肋，以减少孔板变形，加强螺栓预紧力的传递，加强肋应。抱箍一般构造如图1所示。 图4 抱箍一般构造图1.5.2.2 支架主次设计主梁支撑在抱箍牛腿上，主梁的跨径一般都比较大（为墩柱的间距），且其承受上部的荷载

11、巨大，因此，此主梁要有较大的截面抗弯模量，一般可以选择大型工字钢、H型钢及贝雷架桁架等作为悬空支架主梁。主梁需根据规范要求计算其强度、刚度及稳定性。主梁沿盖梁轴线布置在墩柱两侧，主梁尽量靠经墩柱，但必须留有不少于3cm的净距，以便安装及拆除。墩柱两侧主梁应设横向连接构件以保证在整体安装拆除及使用过程保持稳定整体。横向连接件的设计，横向连接件可以采用角铁或槽钢制做，对于贝雷架等定制桁架结构，可根据其配套连接片制做符合现场情况的装配式连接片；对于型钢等，可以采用横向小型钢做焊接刚性连接。横向连接片必须有足够的强度与平面刚度，保证支架在安拆及使用过程保持整体一致状态。次梁横向布置在主梁上，根据荷载情

12、况选择小号型钢等材料并布置次梁间距，次梁需要进行强度、刚度及稳定性验算。次梁的间距除满足本身的力学要求外，还需考虑其上模板的力学要求。次梁的长度应考虑盖梁施工时两侧的通道宽度，一般取50100cm。次梁与主梁通过铁丝绑扎或焊接固定。一般贝雷架主梁支架结构设计如图5所示。 图5 主次梁一般设计图1.5.2.3 调节装置的设计在支架体系中必须设置调节装置。盖梁结构浇注后，荷载都压在支架体系上，为便于调节支架模板的标高、底模板卸荷以及满足支架体系拆除前的荷载转换时支架上抬的需要。调节装置可采用沙箱、硫磺混凝土或千斤顶设置在抱箍牛腿与主梁间，也可通过在次梁上安装矩阵式可调顶托。后者可以较好的解决模板标

13、高的调整。无论设置何种调节装置，必须保证调节装置拆除后能够有1020cm的净距，以便底模的分离及整体拆除时荷载转换后新支撑的弹性与非弹性变形。.3对顶试验要点1.5.3.1 对顶试验准备对顶试验前应对加工好的抱箍进行检查验收，主要检查外观尺寸、材质及焊接质量，然后选取两套抱箍用于试验。对顶试验前应选定抱箍安装人员，测量其体重以便掌握螺栓施拧力矩，该部分人员作为日后正式安装的固定人员，试验前对人员进行技术交底。由于拧紧力矩较大，一般达到600N.m，普通力矩扳手只有300 N.m，对顶前准备几套特制扳手，扳手的最大力臂要能满足在前述人员操作下产生的力矩大于螺栓拧紧力矩，施工力矩靠人员重量和力臂长

14、度控制对顶前准备两台液压千斤顶、一套油泵、两个千分表，由于需要的顶力较大，一般采用预应力站拉用设备，设备按规范要求进行标定。对顶试验前应计算论证确保试验不会对墩柱产生损害。1.5.3.2 对顶试验试验前先对高强螺栓抽样送检，复核其强度及扭矩系数，按照公式Tc=K*Pc*d计算扭紧力矩作为安装高强螺栓的控制力矩。试验方案采用两套抱箍相对安装在同一墩柱上，在抱箍两端的上下牛腿之间各安放一套预应力张拉用液压千斤顶，试验抱箍在靠近墩柱下部，相对安装，两抱箍间的距离等于液压千斤顶零行程高度加10cm为宜。试验方案以控制力矩拧一遍、两遍、三遍、四遍四种施工情况，测量抱箍体的竖向承载力。试验施拧力矩的控制方

15、法是加工一套力臂带刻度的扳手，配以确定体重的施拧人员，以静止体重与作用点刻度的乘积作为实际施拧力矩。判断抱箍承载力是通过在两抱箍两端牛腿根部各设置一个千分表，千分表指针出现移动时证明抱箍出现了相对位移，此时达到最大摩擦力。试验后整理分析试验数据，评估抱箍使用的安全性能，根据试验结果得到钢带伸长量量及螺栓施工力矩等数据作为抱箍正式安装的控制参数。1.5.4 盖梁抱箍法支架的整体安装1.5.4.1 抱箍的安装抱箍安装前应搭设脚手架及抱箍安装工作平台，可以利用墩柱施工时的脚手架，墩柱施工完毕拆除模板后，把脚手架拆除至盖梁抱箍支架主梁底面以下。测量人员根据设计盖梁底面标高及盖梁支架的参数，在墩柱放出抱

16、箍的位置，做好标记，各个墩柱抱箍安装保持水平一致。抱箍由厂内加工完成后，在施工现场成套堆放在仓库，防止雨淋锈蚀，使用前经过检查试验。抱箍安装采用人工配合起重机安装，抱箍成套由仓库取出后在安装墩柱附近地面初拼成型，抱箍两片弧形钢带一端用螺栓松散连接，另一端保持分离并分别在下部的螺栓孔绑上绳索。起重机把抱箍调运至墩柱正上方时，拉扯绳索使抱箍张开，直到抱箍套入墩柱后松开绳索，抱箍两片钢带会在自重下紧贴墩柱，起重机继续把抱箍下放至设定标高。抱箍按墩柱上标高准确就位后，就要紧固牛腿处螺栓，采用前述特制扳手。为使螺栓均匀受力，且保证螺栓均达到拧紧力矩，螺栓拧紧需按照试验的施拧遍数进行。1.5.4.2支架的

17、整体拼装吊装整体安装前计算支架自重，并依据吊重、起吊高度及结构尺寸规范要求选取起重吊装设备、索具等，制定吊装方案，对吊装钢丝绳的长度、吊点及夹角均经过计算复核。支架在靠经盖梁的地面拼装成整体，拼装过程在支架下部垫设木方来调整支架的平整度。支架拼装由一端向另一端进行，主梁拼装每够一段距离就按方案要求通过横向构件连接，两侧主梁间距比墩柱直径大310cm。主梁拼装完毕后，把小型钢次梁按要求间距排放安装在主梁上，次梁必须采取绑扎或焊接方法固定，防止吊装过程滑移坠落。在支架结构两端各安装一条绳索，一端固定在支架上，另一端由作业人员手持，起重吊装过程通过牵扯绳索控制支架的位置，使支架顺利在架体预留位置套入

18、墩顶。起重吊装整个过程需由专人指挥，支架套入后墩柱后，顺墩柱缓慢坐落在抱箍牛腿上，吊运过程保证支架体的平稳，不得让支架碰触墩柱。盖梁支架主梁应对陈安放在抱箍两端牛腿上，主梁桁架下部与牛腿接触处有空隙的，应用钢板塞紧。1.5.5 盖梁抱箍法支架整体拆除.1拆除前的准备工作法支架拆除须待盖梁混凝土强度达到设计或规范的要求，且经过监理工程师批准后方可进行。支架拆除前需要制定专项方案，附有相应的设计计算验算书。并按相关规定进行审批。支架拆除前要对施工人员进行安全技术交底，作业人员持证上岗，拆卸使用的索具、扣件必须经过检验合格，起重设备需要合格证明文件。.2卸荷安排人员通过盖梁支架上的调节装置，使盖梁结

19、构与支架模板体系分离。对于在抱箍牛腿上的沙箱、硫磺砂浆或千斤顶调节装置，应该各处的调节应一致，使支架模板整体平稳下落；对于通过在次梁上设置可调顶托矩阵的，应由梁跨中先两端松除顶托。盖梁与支架底模分开后，盖梁结构自重按设计完全由墩柱承受，抱箍体只承受支架模板系统自重。卸荷后，盖梁与支架底模板的净距保证有10cm以上，临近墩柱的底模需离开墩柱35cm，以防整体拆卸时卡住墩柱。.3安装盖梁支架钢丝绳安装受力钢丝绳，钢丝绳大小需经过验算，整体拆除用于盖梁支架受力体系转换的纲丝绳及卡码质量必须经过检验合格才能使用。根据方案要求安装钢丝绳的位置安装钢丝绳，钢丝绳的与盖梁两侧转角接触位置设置橡胶块保护混凝土

20、结构。钢丝绳长度及规格应按方案要求准备，安装时为确保支架荷载全部由抱箍牛腿转移至钢丝绳上，安装时用起重机轻抬支架一端510cm，然后安装钢丝绳，并紧固，起重机缓慢放下放下支架，则支架一端荷载全部转移至钢丝绳及盖梁上。钢丝绳两端加工成环形，安装时采用绳扣连接，为保证钢丝绳的初步紧张，在盖梁面与钢丝绳之间用木方等契紧。.4松除抱箍螺栓待抱箍以上的支架系统自重全部通过钢丝绳转移至盖梁上时，可以开始拆除抱箍。拆除抱箍前，用钢丝绳通过抱箍预留的工作孔，把抱箍与支架连接。松除抱箍螺栓，使抱箍悬吊在支架上。.4支架整体吊运、拆解抱箍拆除后，即可以开始拆除工人上下及作业平台脚手架，拆除脚手架由上而下进行。抱箍

21、作业脚手架拆除后可以进行整体拆卸作业。整体拆卸作业人员由高空作业升降机送上盖梁面，作业人员通过梁面预埋扣环连接身上安全带。安排两台起重机按计划停在盖梁两端，并做好吊装前的准备工作。梁面工作人员通过绳索爬至支架两端，安装起吊钢丝绳，并把钢丝绳装入起重机吊钩，确认无误后，作业人员沿绳索爬回梁面。工作人员安装好支架起吊钢丝绳后，两端起重机向上轻起，使捆绑连接盖梁与支架的钢丝绳处于松弛状态，梁面作业人员松开捆绑支架的钢丝绳。捆绑支架的钢丝绳松除后，两台起重机在统一指挥下，缓慢往下防吊钩，使支架整体缓慢沿着墩柱向下滑移，直至地面，下滑过程中保持支架平稳，防止支架触碰墩柱。支架吊卸至地面后，通过高空作业升降机把梁面作业人员运回地面。抱箍支架在地面进行分解拆除，拆除的构配件按照规定分类堆放保管。二、经济效益与社会效益分析对于盖梁抱箍法支架整体施工技术，解决了抱箍法支架在安装拆除面临的问题，综合使用性能及安全性能大大提高，使抱箍法支架的的优势更加明显，运用前景更为广泛。该技术体现了创新技术在工作效率及环保节能方面作用，具有较大的社会效益。经现场实践检验，以护林路盖梁为例，同条件下，采用抱箍法