摘要:本文主要介绍公路桥盖梁的支撑方法，及简要介绍各种支撑方法的优缺点，但主要举例介绍抱箍法施工中抱箍支撑的选择及检算。
关键词:公路桥盖梁施工 优缺点 抱箍 检算
1、公路桥盖梁支撑方法
公路桥盖梁施工时的支撑方法分为有支架法和无支架法，其中无支架法又分为穿销法、预埋钢板法及抱箍法。
支架法就是采用万能杆件或钢管搭设。这时盖梁施工的所有重量均由支架承受，并传到地面。这种方法的优点是：支架的形式及高低可根据墩柱自身条件及周围的外界情况随机变化，方便灵活；并且不用在墩柱上设置预埋件或孔洞，不会对墩柱外观造成影响，以及施工时上边的工作平台也比较容易设置。这种方法的缺点是：支架搭设时对地基的承载力要求比较高，一般均要求对地基进行夯实，必要时还要浇筑混凝土面。因此，对地基的处理要花费较多人力物力。如果对地基的处理不得当，即可能造成支架整体下沉或局部失稳，严重影响盖梁的施工质量，造成工程事故；当墩柱较高时，支架搭设就变得困难及浪费。而且如果墩柱在水中时支架就无法实现了。
穿销法就是在墩柱施工时预先埋设预留孔，当施工盖梁时将型钢穿在事先预留的孔洞内来支撑盖梁的支撑体系。这时盖梁施工时的重量全部由型钢传递给墩柱自身。这种方法的优点是：支架、模板及整个盖梁的重量通过型钢传至墩柱，由墩柱承受，不存在支架下沉的问题。这种方法的缺点是：在墩柱内埋设留预孔，影响墩柱的外观质量，且对墩柱本身多多少少有一定的破坏，因此这种方法一般不易取得监理及业主的同意。
预埋钢板法就是在墩柱中预埋钢板，拆模后在预埋钢板上焊接钢支撑，由它来承受支架、模板及整个盖梁的重量。这种方法的优缺点与穿销法基本相同，这种施工方法不会对墩柱自身质量造成影响但要大量浪费钢材，因此这种方法只在迫不得已的情况下采用。
抱箍法就是利用在墩柱上安装抱箍并使之与墩柱夹紧产生的最大静摩擦力，来传递盖梁施工时的重量。这种方法的优点是：对地基没有要求；不会对墩柱造成破坏或影响外观；缺点就是:不太适合圆形墩柱以外的墩柱形式。因此抱箍法是要求墩柱外观质量的软土地基及水中墩最好的施工方法。
2、下面举例说明抱箍的选择及检算
2.1 举例工程说明
该公路桥为3-16米的空心板梁桥，上跨铁路。墩柱为圆形墩柱，墩柱高度为8.5米，盖梁尺寸为7.9*1.2*1.4米，混凝土方量为12.5立方。墩柱基础位于铁路路堑的边坡处，且地基为软土地基，故不能采用支架法施工。
2.2 抱箍选择
盖梁模板采用定型钢模板，支撑采用2.6米长I14工字钢作为横梁（两侧预留工作平台），6.5米的I40工字钢作为纵向主梁，抱箍采用2cm厚30cm宽钢板。连接螺栓采用M22的高强螺栓连接，每个抱箍采用10个高强螺栓，单侧5个两排布置。
2.3 荷载分析
盖梁砼重量：q1=12.5×26=325KN
模板、支架自重:
(1)盖梁两侧各设置一根I40a工字钢作为施工主梁，长6.5m
q2=67.6×10×6.5×2=8.788KN
(2)主梁上铺设I14工字钢作为施工横梁，每根长2.6m，墩柱外侧各设2根，两墩柱之间设置6根，间距墩柱间为0.7米，墩柱外侧为0.92米。
q3=16.8×10×2.6×10=4.368KN
(3)盖梁定型钢模板，荷载按1.5KN/m2计算,定型钢模板为43.18m2
q4=43.18×1.5=64.77KN
(4)施工人员、机具重量，查《路桥施工计算手册》,荷载按2.5KN/m2
q5=7.9×1.4×2.5=27.7KN
查《路桥施工计算手册》振捣砼产生的荷载为2KN/m2，砼浇筑产生的冲击荷载为2KN/m2
q6=7.9×1.4×(2+2)=44.24KN
荷载分项系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4。
2.4 受力检算
2.4.1 横梁检算
横梁受力简图
14工字钢的截面矩w=102cm3,惯性矩I=712cm4,弹性模量E=2.1×105N/mm2。
14工字钢的截面矩w=102cm3,惯性矩I=712cm4,弹性模量E=2.1×105N/mm2。
作用于横梁上的荷载
Q横=[(q1+q3+q4+q5)×1.2+q6×1.4/(12×1.5)
=[(325+4.368+64.77+27.7)×1.2+44.24×1.4]/(6.5×1.4)=62.43KN/m2
间距按最不利情况0.91m计算，横梁所受荷载q横=62.43×0.91=56.81KN/m
最大抵抗弯矩为：Mmax=qL12÷8＝56.81×1.42÷8=13.92KN.m
σ=Mmax÷W=13.92KN.m÷102cm3
=136.5MPa<[σw]=215MPa(满足要求)
最大挠度：fmax=5qL14÷384×EI=5×56.81×1.44/(384×2.1×108×712×10-8)=1.9mm<[f]=l0/400=1400/400=3.5mm(满足要求)
I14工字钢作横梁满足施工要求
2.4.2 纵向主梁验算
主梁受力简图
50a工字钢的截面矩w=1860cm3,惯性矩I=46470cm4,弹性模量E=2.1×105N/mm2。
作用于主梁上的荷载
Q主=[(q1+q2+q3+q4+q5)×1.2+q6×1.4]/(6.5×1.5)
=[(325+8.788+4.368+64.77+27.7)×1.2+44.24×1.4]/(6.5×1.5)=63.6KN/m2
主梁间距按1.5m计算，主梁所受荷载q主=63.6×1.5=95.4KN/m
弯矩M=1/2×q主×L4×x×[(1-a/x)×(1+2a/L4)-x/L4]
a=0.92m,L4=4.67m,当x=a+L4/2=0.92+4.67/2=3.255m时弯矩、挠度最大弯矩M=1/2×95.4×4.67×3.255×[(1-0.92/3.255)×(1+1.84/4.67)-3.255/4.67]=219.7KN·m
应力σ=M/w=219.7×103/1090=201.5MPa<［σ］=215MPa
挠度f=q主L44/384EI×(5-24×a2/L42)=95.4×103×4.674/(384×2.1×1011×21720×10-8)×(5-24×0.922/4.672)=10.5mm<4670/400=11.7mm
I 40a工字钢作纵向主梁能满足施工要求
2.4.3 抱箍验算
(1)抱箍承载力计算:
1)荷载计算:
每个盖梁按墩柱设2个抱箍体支承上部荷载，由上面的计算可知：
支座反力RA=RB=[(q1+q2+q3+q4+q5)×1.2+q6×1.4]/2
=[(325+8.788+4.368+64.77+27.7)×1.2+44.24×1.4]/2=289.4kN
该值即为抱箍体需产生的摩擦力。
2)抱箍受力计算:
①螺栓抗剪计算:
抱箍体需承受的竖向压力N=RA=289.4kN
抱箍所受的竖向压力由M22的高强螺栓的抗剪力产生，查《路桥施工计算手册》：
M22螺栓的允许承载力：
[NL]=Pμn/K
式中：P---高强螺栓的预拉力，取150kN;
μ---摩擦系数，取0.3；
n---传力接触面数目，取1；
K---安全系数，取1.3。
则：[NL]=150×0.3×1/1.3=34.62kN
螺栓数目m=10计算：
则每条高强螺栓提供的抗剪力：
P′=N/m=289.4/10=28.94KN<[NL]=34.62kN
10个高强螺栓故能承担所要求的荷载。
②螺栓轴向受拉计算:
砼与钢抱箍之间的摩擦系数取μ=0.3计算
抱箍产生的压力Pb=N/μ=289.4/0.3=964.7kN由高强螺栓承担。
则：N’=Pb=964.7kN
抱箍的压力由10个M22的高强螺栓的拉力产生。即每个螺栓拉力为
N1=Pb/10=964.7/10=96.5kN<[S]=225kN
σ=N”/A=N′（1-0.4n1/n）/A
式中：N′---轴心力
n1---所有螺栓数目，取：10个
n---一端螺栓数目，取：5个
A---Φ22高强螺栓截面积，A=3.801cm2
σ=N”/A= N′（1-0.4m1/m）/A=964.7×(1-0.4×10/5)/10×3.801×10-4
=50.76MPa＜[σ]=140MPa
故高强螺栓满足强度要求。
③抱箍钢带对墩柱的压应力计算
压应力公式:σ1μBπD=KG
μ——磨擦系数取0.3
B——钢带宽度400mm
D——墩柱直径1200mm
G----牛腿受到的设计荷载
K——荷载安全系数：静荷载为1.2，活荷载为1.4
[σ]墩柱砼抗压强度容许值不大于0.8Rab，本工程为C30砼
[σ]=0.8Rab=0.8×20.1Mpa=16.1MPa
σ1=KG/μBπD=289.4/(0.3×0.3×3.14×1.2)=0.85MPa<[σ]=16.1MPa
钢带握紧墩柱不致于压碎砼
(2)抱箍体的应力计算：
①抱箍壁为受拉产生拉应力
拉力P1=5N1=5×96.5=482.5（KN）
抱箍壁采用面板δ20mm的钢板，抱箍高度为0.3m。
则抱箍壁的纵向截面积：S1=0.02×0.3=0.006(m2)
σ=P1/S1=482.5/0.006=80.42(MPa)＜[σ]=140MPa
满足设计要求。
②抱箍体剪应力
T=（1/2RA）/（2S1）
=（1/2×289.4）/（2×0.006）
=12.06MPa<[T]=85MPa
根据第四强度理论
σW=（σ2+3T2）1/2=（96.52+3×12.062）1/2
=97.3MPa<[σW]=145MPa
满足强度要求。
通过上述计算得出支撑体系满足施工需要。
参考文献
[1]周水兴,何兆益,邹毅松等编著.《路桥施工计算手册》.人民交通出版社,北京:2001.5.