钢抱箍在直立式码头框架施工中的应用研究

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　　摘 要：重庆寸滩集装箱码头为架空直立式高桩码头，架空平台下部结构为φ1300mm立柱和纵横联系撑，联系撑采用钢抱箍作为支撑点。本文以寸滩集装箱码头为例，详细介绍了钢抱箍在直立式码头框架结构施工中的应用，该工艺成功地解决了不需液压千斤顶而调节底模板高程的施工难点，以期本文成果能为同类工程施工提供一定参考。
　　关键词：钢抱箍 纵横联系撑 支撑系统 直立式码头 寸滩
　　1.概况
　　随着长江上游码头建设的推进，高桩直立式码头自2003年以来得到了快速发展。该结构型式主要以桩基为基础，以立柱和纵横联系撑的框架结构作为下部结构，以横梁、轨道梁和面板组成的平台作为上部结构。长江水位的变化将使码头下部钢筋混凝土结构施工经受更多考验。特别是采用传统满堂支架进行施工的纵横联系撑施，不仅浪费材料，且耗工费时，且对地基承载力要求较高。采用已施工的墩柱加钢抱箍与工字钢进行悬空拼装，大大节省了周转材料，同时也加快了施工进度，降低了水位的威胁。
　　重庆港寸滩港区集装箱码头平台为高桩直立式钢筋砼框架结构，架空平台长316 m，宽30 m，高33 m，划分为9个结构段，上部结构包含平台横梁、面板及面层结构，平台基础为桩基础，下部结构为立柱和纵横联系撑组成的框架结构，共分三层，其中立柱为φ1300mm的钢筋混凝土结构，立柱分A、B、C、D、E、F共六排，45列，270根，立柱排间距5.65 m，列间距7.0 m，每10米采取钢筋砼纵横联系撑进行联结，纵向联系撑高1.2 m、宽1.0 m，横向联系撑高1.0 m、宽0.8 m。施工时均采用钢抱箍支撑。
　　2.纵横撑钢抱箍支撑方案设计
　　钢抱箍固定于立柱上，牛腿垂直于横向轴线，在牛腿上架设工字钢作为排架横向主承重梁，在横向主梁上架设工字钢，形成纵向底模承重主梁，每跨梁的承重主梁均要事先对拉杆进行对拉，目的时不让其发生侧翻，以保证操作安全。在承重主梁上焊接调节顶托，不仅方便调节底模标高，而且利于拆模，最后在调节顶托上安置分配梁形成底模支撑系统。
　　3.钢抱箍制造及工字钢加工
　　3.1钢抱箍的制造
　　抱箍采用12 mm厚，高350 mm的钢板制作，两個半圆形钢箍抱组成一个抱箍，为保证两半圆抱箍之间能够用高强螺栓连接，使之与墩柱挤压紧密，半圆形抱箍应比墩半圆周长短50mm。半圆抱箍两侧用350 mm宽×20 mm厚×高350 mm且打8个φ25 mm孔的钢板作为两半圆抱箍的连接板，采用10 mm厚近似三角形钢板加强打眼钢板与抱箍壁钢板，共分上、中、下三层，支撑点平台为上层，同时在半圆形抱箍上部焊两个对称的吊装环。
　　3.2工字钢的加工
　　根据受力计算，采用工字钢 I32b作为承重主梁。工字钢的长度不宜太长，一般比立柱轴间距大10 cm～100 cm为宜。在距离工字钢两端约1/4位置处打Φ16 mm孔，用Φ12螺杆对拉，目的是固定工字钢，进而防止工钢侧向倾覆。由于立柱纵横联系撑为四个方向，而抱箍仅设计两个支撑点。为此，采取在其中一个方向安装第一层工字钢，在另一方向上工字钢放置在第一层工字钢上，但这样会导致支撑系统顶面不在一个高程平面上，于是采取在第一层工字钢上安装高度为30 cm高的钢管架顶托（焊接在第一层工字钢上），顶托间距根据受力计算为60 cm。施工时通过顶托调整高程来调整联系撑的底模高度，同时为便于底模的拆除，在第二层工字钢上采取大头楔的方法调节底模高度，同时安装大头楔也便于底模的拆除。
　　4.纵横联系撑施工
　　本节受首先给出联系撑的施工工艺，然后通过试验研究了钢抱箍的承载力，最后给出了钢抱箍的安装过程。
　　4.1联系撑施工工艺
　　联系撑施工工艺：简易脚手架搭设→确定钢包箍位置→安装钢包箍→安装工字钢（承重主梁）→安装分配梁（槽钢或木枋）→弹梁轴线并复核→安放梁底模并固定→梁底起拱→扎梁筋→安侧模→复核几何尺寸、标高、位置→验收→浇筑混凝土。
　　4.2钢抱箍的承载力试验
　　钢抱箍与混凝土墩柱间的摩擦力承担纵横联系撑施工的全部荷载，钢抱箍施工安全工作的关键是摩擦力的大小，因此须对钢抱箍摩擦力进行试验，待其合格后，方可将钢抱箍投入使用。
　　检验的方法为：先将1个钢抱箍（2个半圆钢箍）安装在已施工墩柱距地面约80cm处，箍内壁用万能胶粘贴5mm厚橡胶垫。每个钢抱箍的2个半圆钢箍每侧之间用6个Φ20高强螺栓连接牢固，拧螺栓时两边对称拧紧，并与墩间作好记号。基于计算结果，实际钢抱箍所承受荷载为19 t，按1.5倍的施工安全系数，其摩擦力应达到近30 t。在钢抱箍两侧横梁支座平台下部各放置100 t液压千斤顶一台，待千斤顶与油泵连接好以后，同时打开两台油泵进油阀，通过千斤顶向钢抱箍施加作用力，通过油表的读数加力至30 t，检查钢抱箍是否有位移，静荷10 min后继续观察位移情况。
　　在上述荷载试验中，钢抱箍变形在许用范围内，完全满足施工要求。
　　4.3钢抱箍的安装
　　在对钢抱箍进行拼装前，钢抱箍的2个半圆钢箍每侧之间上下各用1个Φ20的螺栓进行连接，在两抱箍连接部位夹一厚10 cm的木块，以确保固定钢抱箍的孔径大于墩柱直径，进而便于塔吊吊装时钢抱箍顺利套入立柱。抱箍内壁采用万能胶粘好5 mm厚的橡胶带后再放置12小时以上，以便于紧紧粘贴。
　　在安装钢抱箍前，需在施工的结构段搭设简易脚手架，在钢抱箍安装位置高程的底部10 cm处再在简易脚架上搭设水平横杆，在立柱两侧水平横杆上对称安放一个10 cm×10 cm木枋，作为临时放置钢抱箍的平台。
　　待一切准备就位后，通知塔吊工起吊钢抱箍，准确套入计划安装抱箍的立柱，由人工引导慢慢放置在钢抱箍临时平台上，人工拧松抱箍连接螺栓，取下夹在连接板部位的木块，调整好位置后，开始逐孔对称安装高强螺栓并逐渐拧紧，直到达到设计的扭矩为止，技术人员采取力矩扳手进行抽查，以确保抱箍安装质量。
　　4.4工字钢骨架的安装
　　用塔吊将第一层（焊有调解顶托的）工字钢对称安放在钢抱箍的横梁支座上，并采用对拉螺杆固定以防侧翻。当第一层安装完成后，再安装第二层，同样对称安装在立柱两侧，并采用对拉杆固定。
　　4.5铺设分配梁及模板
　　工字钢骨架安装完毕后，即可安装槽钢作为分配梁骨架（也可采用方木），第一层安装的工字钢上面的分配梁安放在顶托上，第二层工字钢上分配梁则直接安放在工字钢顶面上。调整分配梁高度，确保其在同一平面上后，在分配梁上支设纵横联系撑底部模板。分配梁槽钢两端伸出纵横联系撑1 m，即槽钢长度为3 m，两旁设护栏，上铺挑板，旁边设护栏。分配梁槽钢间距按60 cm铺设。在铺设的槽钢上面安装底模，其高程和轴线符合设计要求后，按顺序绑扎钢筋、安装纵横联系撑侧模及浇筑混凝土。
　　4.6拆模
　　拆除纵横联系撑侧模时，纵横联系撑混凝土强度达到应达到50%。拆底模时，纵横联系撑混凝土强度应达到75%，拆除工序如下：
　　敲落大头楔以调整顶托高程，分配梁槽钢和底模将顺势下降，与纵横撑底面脱离，再拆除拆除底模和操作平台的护栏，然后底模板、分配梁、承重梁工字钢依次用塔吊吊下，之后将钢抱箍紧固的高强螺栓松开，把钢抱箍吊至地面，同时拆卸第一层简易脚手架，将其在第一层纵横联系撑上搭设第二层简易脚手架。
　　5.结束语
　　本文所提出的将钢抱箍作为悬空支承点的施工方法，使施工更加简便，周转材料使用较少，现场易于清理，材料不易丢失，现场管理也更简单，工期缩短显著，经济效益得到了提高，特别突出其在高墩施工或水中墩柱施工过程中的优越性。尤对于受汛期影响较大的内河施工，当第一层框架完成后，及时将脚手架翻到第二层，几乎可以避免洪水的威胁，大大减少了因水位影响而带来的损失。
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