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高墩大体积盖梁精轧钢对拉牛腿承重钢托架施工工法
编写单位：龙里鸡场至朵花道路工程
主要完成人：欧阳祖亮王琼刘永亮焦林洋李露露
1.概述
传统桥梁盖梁施工常规做法为在塔肢上预埋钢板+钢牛腿、预埋钢盒子或落地支架。预埋钢板通常采用“钢板+锚固钢筋”的形式，此种结构完全依赖锚固钢筋和钢板的焊接质量，牛腿焊接、切割高温会导致周边混凝土开裂，拆除后修饰困难，质量得不到保证；预留槽口通常采用“预埋钢盒子”的形式，此种方法需要把主筋割除，影响主体结构受力；落地支架成本高、工效低。
朵花特大桥项目盖梁方量高达455m3，采用常规支架施工成本高，材料消耗量大、安拆过程复杂，因此项目创新性设计出一种大型承重钢托架，利用精轧螺纹钢高抗拉性能对拉钢牛腿，在墩柱和钢牛腿之间铺设薄橡胶垫，利用钢牛腿、橡胶垫、塔肢之间的摩阻力承担横梁支架竖向力，过建立精准的BIM三维模型，确定了墩身精轧螺纹钢预留孔布置准确位置，避免和主筋相互影响。
与传统盖梁施工支架相比，精轧螺纹钢对拉钢牛腿型钢托架法具有受力明确、安拆方便、可周转使用、成本低、保护墩身外观质量、装配化安装、不伤害主体结构等特点和明显的经济优势，稍微改变斜撑角度和用于系梁和索塔横梁施工，具有良好的推广应用价值。
目前，该型钢托架已经在朵花特大桥盖梁、系梁及索塔横梁施工中成功应用，获得国家实用型专利《高空大型结构承重型钢支架》（专利号：ZL201921612245.4）。
2.工法特点
2.0.1承重能力强，托架整体受力明确。该支架受力最关键部位为钢牛腿和墩柱之间产生的摩擦力，确保牛腿设置的精轧螺纹钢数量及张拉力能够抵抗上部所有荷载，同时避免精轧螺纹钢不受剪力，保证墩身本身结构安全，该托架受力点明确，施工过程易于监测和控制。适当增加精轧钢数量和张拉力，可使托架具有很高的承重能力。
2.0.2主体结构外观质量易于控制。该托架通过在墩身上预留孔洞，牛腿安装时与混凝土接触面垫一块橡胶垫减少了对墩身外观质量破坏，支架拆除后仅需对孔洞进行封堵，修饰工程量小，效果好，对比预埋钢板焊接牛腿后续加钢筋网片用水泥砂浆封堵更加美观。
2.0.3可操作性强，节约工期。此种支撑体系设计简单，安装拆卸方便，质量易于控制，减少了落地支架地基处理及基础施工环节和钢管立柱安装环境，单个盖梁支架安装、拆卸各需5天即可完成，单个超大盖梁仅需20天即可完成,节约工期。
2.0.4保护主体结构安全。利用BIM技术模拟预埋PVC管精确位置，避免和墩柱主筋相互冲突，保证了主体结构质量。
2.0.5可周转使用，节约成本。通过调整承重梁及斜撑尺寸可周转至其余墩位盖梁、系梁和索塔横梁使用。
3.适用范围
本工法适用高墩大型盖梁、系梁和其他高空大体积混凝土结构物，采用精轧螺纹钢对拉牛腿钢托架是一种理想的施工方法，该方法安全、高效、经济、通用性强。
4工艺原理
该托架体系通过在墩身施工前在牛腿对应位置精准预埋φ50mmPVC管，待模板爬升后穿入φ32精轧螺纹钢，采用精轧螺纹钢较强的抗拉力对拉钢板牛腿（张拉力具体数值根据上部荷载计算确定），通过牛腿钢板与混凝土产生摩擦力承受上部荷载，受力明确。
托架体系由模板系统、分配梁系统、承重梁系统、钢板牛腿、精轧钢对拉系统组成，主承重体系由承重梁+三角斜撑托架、钢牛腿、精轧钢对拉体系组成。钢板牛腿采用在专业钢结构加工厂家加工制作，确保了焊接质量满足受力要求及施工安全。承重梁及斜撑在现场场地上加工制作好后分片吊装就位并与下牛腿焊接牢固，上牛腿处设置砂桶方便后续落梁。然后依次摆放分配梁、次分配梁、方木及竹胶板形成盖梁及系梁托架施工体系。盖梁托架结构设计图如图4-1所示。
图4-1大型盖梁精轧钢对拉钢牛腿托架构造图
图4-2BIM技术模拟托架支撑体系
5工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
图5.1-1高墩大型盖梁施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1精轧钢对拉钢牛腿托架构造简介
盖梁宽7m，长27.6m，高2.4m，混凝土方量455.3方，一次性浇筑完成。盖梁支架共布置5根承重梁，均采用单肢HN600×200×11×17型钢，间距为1.25m，承重梁采用2HN300×150×9型钢斜撑进行支撑，斜撑底部焊接到张拉后的钢牛腿上，斜撑顶部牛腿焊接到承重梁相应设计位置。牛腿精轧螺纹钢数量和张拉力按照设计要求（盖梁上下单个牛腿各设置6根精轧钢，上排牛腿单根精轧钢张拉力30t，下排牛腿单根精轧钢张拉力35t），利用牛腿与墩身混凝土面产生的摩阻力承受托架竖向力，同时确保精轧螺纹钢不受剪力。为增加钢牛腿和墩柱混凝土表面摩擦系数，在墩柱和钢牛腿支架设置3mm橡胶垫，也能避免墩柱混凝土表面因直接与钢牛腿接触遭到损坏。托架和牛腿设计详见下图。
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