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現(xiàn)澆連續(xù)梁鋼管支架的計(jì)算及施工

2007-03-08 15:33    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  扣件式鋼管腳手架工程是橋梁連續(xù)梁施工中常用的且十分重要的臨時(shí)設(shè)施,這項(xiàng)工作的優(yōu)劣將直接影響工程的質(zhì)量、安全、速度、效率等?奂戒摴苤Ъ馨惭b,拆卸比較方便,在荷載作用下穩(wěn)定性較好,F(xiàn)以2005年合肥當(dāng)涂路現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)扣件式鋼管支架的計(jì)算施工為例,淺述一下我們的應(yīng)用。

  一、工程概述

  該橋孔跨布置為:1-8m框架+(20.3+2×17.8+20.3)m連續(xù)剛架,梁寬7m,梁厚1m,本橋現(xiàn)澆梁支架采用普通鋼管腳手架,350工字鋼梁做門(mén)洞梁,適用于跨度6m的門(mén)洞搭設(shè),以滿(mǎn)足既有當(dāng)涂路交通的正常運(yùn)營(yíng)。

  二、滿(mǎn)堂腳手架的布置

  該橋陸地上除門(mén)洞外其余梁體澆筑施工均采用滿(mǎn)堂支架。支架材料為普通鋼管腳手架,支架基礎(chǔ)必須經(jīng)碾壓并硬化達(dá)到要求后,再搭設(shè)支架。地面進(jìn)行硬化方法為:場(chǎng)地平整后用壓路機(jī)壓實(shí),先鋪10㎝碎石墊層,后鋪C15砼15㎝(軟弱地段換填墊片石和灰土)。支架間距順橋向0.6m,橫橋向0.6m,步長(zhǎng)120cm.采用普通腳手鋼管滿(mǎn)堂支架,間距60×60㎝,步距120㎝.鋼管上下均采用可調(diào)調(diào)節(jié)支撐,支架底托下延橫橋向墊槽鋼,所有支架應(yīng)依據(jù)搭設(shè)高度設(shè)置剪刀撐。

  因?yàn)闈M(mǎn)堂支架是整個(gè)梁體最重要的受力體系,所以鋼管支撐的桿件有銹蝕,彎曲、壓扁或有裂縫的嚴(yán)禁使用;使用的扣件有脆裂、變形、滑絲的扣件禁止使用,扣件活動(dòng)部位應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)扣件夾緊鋼管時(shí),開(kāi)口處的最小距離應(yīng)不小于5mm.

  三、支架檢算如下:

  1、模板支架檢算(按一米梁長(zhǎng)計(jì)算,鋼管按Φ48計(jì)算)

 。1)鋼筋砼斷面如圖①,荷載按照寬4.5米計(jì)算,則長(zhǎng)1米的梁自重N1=4.5×1×1×26=117(KN)

  (2)模板荷載N2=4.5×1×0.018×9=0.729(KN)

 。3)5×8方木荷載N3=4×0.05×0.1×4.5×7.5=0.675(KN)

 。4)15×15方木荷載N4=8×1×0.152×7.5=1.35(KN)

 。5)人及機(jī)具活載N5=20(KN)

  則模板支架立桿的軸向力設(shè)計(jì)值N=1.2×(117+0.729+0.675+1.35)+1.4×20=154.315(KN)

  模板支架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0=步距1m+2×0.5=2m

  長(zhǎng)細(xì)比λ=l0/I=2/1.58=126.6

  則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)Φ=0.412,f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=205Mpa;

  A≥N/Φ。f =154.315/(0.412×205)=18.27cm2

  一根Φ48鋼管的截面為:4.89cm2;則上述荷載需鋼管數(shù)=18.27/4.89 =4根

  施工中采用@60×60的碗口腳手架,共計(jì)16根,滿(mǎn)足上述檢算要求。

  2、立桿地基承載力計(jì)算(按1.2米梁長(zhǎng)計(jì)算,鋼管按Φ48計(jì)算)

  平均壓力P≤fg

  P-立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力,P=N/A;

  N-上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值;

  A:基礎(chǔ)底面面積;

  fg:地基承載力設(shè)計(jì)值。

  (1)鋼筋砼荷載按照寬4.5米計(jì)算,則長(zhǎng)1.2米的梁N1=4.5×1.2×1×26=140.4(KN)

 。2)模板荷載N2=4.5×1.2×0.018×9=0.8748(KN)

 。3)5×8方木荷載N3=5×0.05×0.1×4.5×7.5=0.844(KN)

 。4)15×15方木荷載N4=8×1.2×0.152×7.5=1.62(KN)

  (5)鋼管腳手立桿N5=9×2×6×3.84×10/1000=4.417(KN)

  橫桿N6=12×2×6×3.84×10/1000=5.53(KN)

 。6)施工人員及機(jī)具活載N7=30(KN)

  N=1.2(140.4+0.8748+0.844+1.62+4.417+5.53)+1.4×30=226.42(KN)

  A=1.2×4.5=5.4m2

  P=N/A=226.42/5.4=41.9KPa≤fg=120Kpa滿(mǎn)足施工要求

  四、門(mén)洞的檢算

  門(mén)架基礎(chǔ)采用C15鋼筋混凝土,寬1000mm,高1000mm,長(zhǎng)20m,端頭為楔型,Ф48mm鋼管作支架,采用350工字鋼作梁跨越城市道路,施工橋梁上部,確保城市交通暢通,門(mén)架尺寸延縱橋向4.5米,高4.5米。

  槽鋼檢算

 。1)鋼筋砼斷面4.5m2,折算成每米均布荷載q1=26(KN/m)

 。2)模板荷載q2=4.5×6×0.018×9/(4.5×6)=0.162(KN/m)

  (3)5×8方木荷載q3=21×4.5×0.05×0.1×7.5/(4.5×6)=0.13(KN/m)

 。4)15×15方木荷載q4=11×4.5×0.152×7.5/(4.5×6)=0.309(KN/m)

 。5)人及機(jī)具活載N5=4(KN/m)

  q=1.2(26+0.612+0.13+0.309)+1.4×4=38.06KN/m

  Mmax=ql2/8=38.06×36/8=171.27KN.m

  W max=Mmax/[σ]=171.27/170=1007.5cm3

  若采用350工字鋼,截面如圖所示則其

  慣性距I350=5×3303/12+2×(170×103/12+1703×10)=99760.2㎝4

  抗彎截面系數(shù)W350= I350/17.5=570.07cm3

  W350/ W max=570.07/1007.5=0.567

  說(shuō)明:56.7cm的梁的抗彎截面系數(shù)為570.07 cm3,即采用350工字鋼可頂長(zhǎng)6米寬56.7cm的梁。

  本橋施工中槽鋼間距為30cm.滿(mǎn)足檢算要求。

  1、工字鋼梁撓度檢算

  f=5qL4/384EI=5×38.06×64/384×210×109×0.998×10-4=0.03mm

  滿(mǎn)足《鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中l(wèi)/1500=4mm〉0.03mm

  3、槽鋼下支墩檢算

 。1)鋼筋砼荷載按照寬4.5米計(jì)算,則長(zhǎng)6米的梁N1=4.5×6×1×26=702(KN)

  (2)模板荷載N2=4.5×6×0.018×9=4.374(KN)

  (3)5×10方木荷載N3=16×0.05×0.1×6×7.5=3.6(KN)

 。4)15×15方木荷載N4=8×6×0.152×7.5=8.1(KN)

 。5)工字鋼荷載N5=20×7×40.21×10/1000=56.3(KN)

 。6)人及機(jī)具活載N6=100(KN)

  則模板支架立桿的軸向力設(shè)計(jì)值N=1.2×(702+4.374+3.6+8.1+56.3)+1.4×100=1069.2(KN)

  模板支架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l0=步距1m+2×0.5=2m

  長(zhǎng)細(xì)比λ=l0/I=2/1.58=126.6

  則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)Φ=0.412,f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=205Mpa;

  A≥N/Φ。f =1069.2/(0.412×205)=126.6cm2

  一根Φ48普通鋼管的截面為:4.89cm2;則上述荷載需鋼管數(shù)=126.6/4.89 =26根

  施工中采用@30×30的Φ48鋼管腳手架,共計(jì)96根,滿(mǎn)足上述檢算要求。

  五、鋼管腳手架搭設(shè)注意事項(xiàng)

  立桿:在豎立桿時(shí)要注意桿件的長(zhǎng)短搭配使用。立桿的接頭除梗肋處可采用搭接頭外,必須采用對(duì)接扣件實(shí)行對(duì)接。搭接時(shí)的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于1m,用不少于3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件來(lái)扣牢,扣件的外邊緣到桿端距離不應(yīng)小于100mm.相鄰兩立桿的接頭應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi),不應(yīng)在同一步高內(nèi),相鄰接頭的高度差應(yīng)大于1500mm.大橫桿:大橫桿的長(zhǎng)度不宜小于三跨,一般不小于6m.大橫桿對(duì)立桿起約束作用。故立桿和大橫桿必須用直角扣件扣緊,不得遺漏。上下相鄰的大橫桿應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置在立桿的里側(cè)和外側(cè),以減少立桿的偏心受荷情況。同一水平內(nèi)的內(nèi)外兩根大橫桿的接頭和上下相鄰的兩根大橫桿的接頭均應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi),不得出現(xiàn)在同一跨間內(nèi),相鄰接的水平距離應(yīng)大于1500mm.小橫桿:小橫桿緊貼立桿布置,用直角扣件扣緊,拆模前在任何情況下不得拆除貼近立桿的小橫桿。

  斜桿:縱向支撐的斜桿與地面夾角宜在45o~60o范圍內(nèi)。斜桿的搭設(shè)是將一根斜桿扣在立桿上,另一根斜桿扣在小橫桿的伸出部分上,這樣可以避免兩根斜桿相交時(shí)把鋼管別彎。斜桿用扣件與腳手架扣緊的連接頭兩端距腳手架節(jié)點(diǎn)不大于200mm,除兩端扣緊外,中間尚需增加2~4個(gè)扣結(jié)點(diǎn)。斜桿的最下面一個(gè)連接點(diǎn)距地面不宜大于500mm,以保證支架的穩(wěn)定性。斜桿的接長(zhǎng)宜采用對(duì)接扣件的對(duì)接連接。當(dāng)采用搭接時(shí),搭接長(zhǎng)度不小于400mm,并用兩只旋轉(zhuǎn)扣件扣牢。

  立桿縱橫距和步距按支撐設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工,立桿間設(shè)剪刀撐,剪刀撐應(yīng)聯(lián)系3~4根立桿,斜桿與地面夾角為45~60度,剪刀撐應(yīng)沿步高連續(xù)布置,在相鄰兩排剪刀撐之間,設(shè)大斜撐,剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉(zhuǎn)扣件與腳手架的立桿或大橫桿扣緊外,在其中間應(yīng)增加2~4個(gè)扣結(jié)點(diǎn)。

  扣件式外腳手架的搭設(shè)順序是:做好搭設(shè)的準(zhǔn)備工作→按支撐施工圖放線→按立桿間距排放底座→放置掃地桿→逐根拉立桿并隨即與掃地桿扣牢→安裝第一步大橫桿(與各立桿扣牢)→安裝第一步小橫桿→第二步大橫桿→第二步小橫桿→第三、四步大橫桿和小橫桿→接立桿→加設(shè)剪刀撐。

  滿(mǎn)堂支撐需待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可拆除,拆除順序和搭設(shè)順序相反。先搭的后拆,后搭的先拆。先從鋼管支架頂端拆起。拆除順序?yàn)椋杭舻稉巍M桿→大橫桿→立桿→……。

  立桿與橫桿必須用直角扣扣緊,不得隔步設(shè)置與遺漏。相鄰立桿的接頭位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置,在不同的步距內(nèi),與相近橫桿的距離不宜大于縱距的1/3,上下橫桿的接長(zhǎng)位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置,在不同的立桿步距中,與相近立桿的距離不大于縱距的1/3.相鄰步距的橫桿應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置在立桿的里側(cè)和外側(cè),以減少立桿偏心受載情況。

  剪刀撐沿架高連續(xù)布置,橫向也連續(xù)布置,縱向每隔5根與立桿設(shè)一道,每片架子不少于三道,剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉(zhuǎn)扣件與腳手架的立桿或橫桿扣緊外,在其中應(yīng)增加2~4個(gè)扣結(jié)點(diǎn)。

  由于排架搭設(shè)是依靠扣件螺栓緊固完成的,因此每節(jié)點(diǎn)的扣件螺栓施工中都必須用力矩板手進(jìn)行檢查。

  支撐排架是箱體頂板的關(guān)鍵工序,排架搭設(shè)結(jié)束后由專(zhuān)人對(duì)排架進(jìn)行驗(yàn)收,驗(yàn)收合格后方可支模。

  最后,鋼管支架完成后應(yīng)做預(yù)壓試驗(yàn),以檢查支架的壓縮量和穩(wěn)定性。預(yù)壓可采用施工靜載法,水靜壓法,沙袋靜壓法等。

  參考文獻(xiàn):

  [1] JGJ130-2001,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范。

  [2] 杜榮軍?奂戒摴苣0甯咧渭艿脑O(shè)計(jì)和使用安全[J].施工技術(shù),2002(3)。

  [3] 施炳華,吳廣彬等。模板撓度計(jì)算方法的探討。施工技術(shù)29(3)。

延伸閱讀:梁鋼管 支架 計(jì)算
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