满堂式支架（共8篇）
满堂式支架 篇1
1 工程概况
通达大桥位于遵义市务川县境内,跨径组合为:2×16 m+120 m+16 m,全桥总长186.1 m,主孔为120 m钢筋混凝土箱形拱桥。在施工中引桥采用满堂式支架施工,本文着重介绍通达大桥引桥的支架计算。
2 支架搭设简介
通达大桥引桥设计为钢筋混凝土空心板,引桥共三跨,单跨跨径16 m,桥面宽9.5 m,采用搭设满布式钢管支架再支模现浇。单跨空心板钢筋总重15.047 t,混凝土总方量64.8 m3。钢管采用48×3.0 mm规格,横杆顺桥向、横桥向间距为:L1=0.7 m,L2=0.5 m(其中,L1为小横杆的计算跨径;L2为大横杆的计算跨径),大横杆的步距(即:立杆的节段高度)为:L3=1.5 m,钢管支架高度为14 m～22 m不等。
3 支架计算及说明
3.1 计算参数
C40混凝土容重取25 kN/m3,E混凝土=3.25×104 MPa;
钢管均采用48×3.0 mm,主要技术指标如下:截面积A=424 mm2,每延米质量为33.3 kg,钢材允许[σ]=215 MPa,E钢管=2.1×105 MPa,截面最小抵抗矩W=4.493×10-6 m3,扣件质量按0.5 kg/个计算。
泵送混凝土的下落冲击和振捣混凝土产生的荷载按2.0 kN/m计算。
3.2 计算项目
3.2.1 小横杆计算
计算时认为所有荷载均由小横杆承受并传给立杆。
单跨的钢筋混凝土总重量为:15.047+64.8×2.5=177.047 t。
忽略模板自重和施工时的人员、机械荷载。
在顺桥向单位长度钢筋混凝土重量为:g1=1.0×177.047×9.8÷16÷9.5=11.415 kN/m。泵送混凝土的下落冲击和振捣混凝土产生的荷载横向作用在小横杆上的均布荷载为:g=g1+2×2.0×1.0=11.415+4.0=15.415 kN/m。
计算结果如下:
弯曲强度:
抗弯刚度:
经过计算,小横杆的弯曲强度和抗弯刚度均能满足规范要求。
3.2.2 大横杆计算
按三跨连续梁进行计算。
由小横杆传递的集中力:F=gL2=15.415×0.5=7.707 kN。
最大弯矩:Mmax=0.267FL2=0.267×15.415×0.52=1.028 kN·m。
弯曲强度:
σ=Mmax/W=1.028×103/(4.493×103×10-9)×10-6
=229.023 MPa>[σ]=215 MPa,不满足要求。
计算说明:
抗弯刚度:
上述最大弯矩Mmax=0.267FL2的计算偏于保守。实际上,如果按五等跨连续梁在最不利荷载作用的情况下计算,即所有小横杆的扣件完全滑移,小横杆承受的荷载以集中力的形式全部传递给了大横杆。选取大横杆的单个节段进行受力分析,两个集中力即使放大距离作用在单个节段的1/4跨位置,则跨内最大弯矩发生在边跨的跨中,Mmax=0.240FL2,则:弯曲强度σ=Mmax/W=205.863 MPa<[σ]=215 MPa,满足要求。
支架的实际受力状态是:在小横杆的扣件没有都产生滑移的情况下,小横杆将承受的绝大部分荷载通过大小横杆的扣件直接传给了立杆,实际传递给大横杆的集中力F′很小。所以只需保证扣件不滑移,对大横杆的抗弯性可不作过多要求。
3.2.3 立杆计算
支架自重产生的荷载在计算大小横杆时不必考虑,但在进行立杆计算时应考虑。取最高一跨钢管支架的平均高度为20 m计算钢管支架的自重:
小横杆数量为:15×2×14=420根;
大横杆数量为:12×3×14=504根;
立杆数量为:15×12×4=720根。
以上钢管合计:420+504+720=1 644根,考虑到还要支架顶层和次顶层小横杆每段的跨中增加作竖向连接的短管16×11=176,另外,根据实际情况临时增加少量斜撑,计算时钢管取1 800根当作6 m管计算。
扣件为:1 644-15×1×14-12×1×14-15×12×1+176×2+15×12×14×2=6 478个。
支架钢管、扣件总重量为:1 800×6×33.3×10-3+6 478×5×10-3=392.03 kN。
立杆承受大小横杆传递来的荷载,因此立杆轴向力计算值:N1=15.415 kN。
考虑支架自重,单根立杆的轴向力N2=392.03/15/12=2.178 kN。
故立杆实际的轴向压力计算值N=N1+N2=15.415+2.178=17.593 kN。
大横杆步距为1.5 m,长细比:λ=L3/i=1.5×103/15.95=94.04。
其中,λ为立杆的回转半径,对于48×3.0 mm钢管,查表:i=15.95。
由λ的值可查表得纵向弯曲系数:=0.558。
则有:[N]=A[σ]=0.558×424×215=50 867 N=50.867 kN。由于N=17.593 kN<[N]=50.867 kN,满足要求。
3.2.4 扣件抗滑力计算
由大小横杆传给立杆的最大竖向作用力为:R′=17.593 kN,但是经过单根短钢管将支架顶层和次顶层小横杆每段的跨中作竖向连接加强后,只有支架顶层和次顶层的扣件才受到较大的剪力,故计算扣件抗滑力时整体支架的自重荷载不参与计算。而大小横杆和立杆的每个节点位置是两个直角扣件,忽略顶层和次顶层支架的自重,单个直角扣件承受的荷载为:N1/(2×2)=15.415/4=3.854 kN,小于直角扣件的容许荷载6 kN,满足要求
用短管加强后,如果按常规设计(不考虑大横杆扣件对小横杆扣件滑移的约束作用),单个小横杆直角扣件承受的荷载为:R=15.415/2=7.71<Rc=8.5 kN,也能满足要求(其中,Rc为抗滑移承载力设计值,对直角扣件和旋转扣件,Rc=8.5 kN)。
3.2.5 立杆地基承载力计算
该处地基为石质地基,故对地基承载力不再验算。但鉴于通达大桥引桥位置的纵坡较大,建议立杆与地面的接触面作一定处理,可在立杆底部铺设厚度不小于20 cm的混凝土垫板或厚度不小于5 cm的木板。
4 结语
经实践证明,该引桥在采取满堂式支架在施工过程中安全稳定,经对变形的结果显示,最大沉降量不超过15 mm,各种技术指标均能满足施工规范要求,效果非常理想。由此可见满堂式支架施工钢筋混凝土空心板桥是一种成熟的施工工艺。
满堂式支架 篇2
专业论文
现浇简支梁满堂支架施工
现浇简支梁满堂支架施工
摘要：本论文阐述现浇简支梁满堂支架的施工方法，结合实际工点工程概况，考虑到满堂支架施工先进快捷的优势，从设计到验算，再到施工，全面介绍了满堂支架施工的技术要点。
关键词：满堂支架 设计 验算 施工 技术要点
中图分类号：TQ639.2文献标识码：A文章编号：
满堂支架施工是梁体现浇施工中较为成熟的一种工艺，具有工程造价相对较低、操作方便灵活、适应性强、占用施工场地少、节约制架设备投资等特点，对于保证质量、提高工效十分有利。以下内容即为结合实际工点阐述的满堂支架施工工法。
1满堂支架设计及验算
1.1 支架设计要求
（1）、支架结构必须有足够的强度、刚度、稳定性。
（2）、支架在承重后期弹性和塑性变形应控制在15mm以内。
（3）、支架部分地基的沉降量控制在5mm以内，地基承载（压）力达250kPa。（支架设计完后进行验算）
（4）、支架顶面与梁底的高差应控制在理想值范围内，且应与预留拱度通盘考虑。
1.2支架搭设设计
测量人员根据原地面标高及梁底标高计算满堂支架高度及硬化混凝土基础顶面标高，然后根据原地面地质情况确定换填碎石垫层厚度，换填并碾压密实，并对地基承载力及地基沉降进行检测和检算，确保地基具有良好的承载力，满足施工荷载下地基承载检算要求，通过检算地基承载力不得小于200KPa；然后在经过处理压实平整的地基上浇筑30cm厚C20混凝土作为支架基础。搭设WDJ碗扣式多功能钢支架，横桥向方向，梁体腹板下支架间距为30cm，其余为60cm；顺桥向方向，支架间距为60cm，步距0.6m。支架外围四周设剪刀撑，最新【精品】范文 参考文献
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内部沿桥梁纵向每4排立杆搭设一排横向剪刀撑，支架高度通过可调托座和可调底座调节。
1.3支架结构检算
根据碗扣式支架的布置方案，采用WDJ碗扣式多功能钢支架，对其刚度、强度、稳定性必须进行检算。钢管的内径Ф41mm外径Ф48mm。
断面积
转动惯量
回转半径
截面模量
钢材弹性系数
钢材容许应力
1.3.1 一般截面箱身支架结构验算
荷载计算及荷载的组合
A、钢筋混凝土梁重：(钢筋混凝土梁重量按26kN/m3计算)
B、支架模板重
① 模板重量：(内模未计)
(钢模重量按82.64kN/m3计算)
② I20工字钢重量：
(工字钢重量按31,54KG/m计算)
③ 方木重量：
(方木重量按8.33KN/m3计算)
④ 支架重量：
根据现场情况按3米高支架进行检算。
(《JGJ166-2008 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》说明3m立杆重量16.84kg、0.6m横杆重量2.82kg)
C、人员及机器重
(《JGJ166-2008 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》)
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D、振捣砼时产生的荷载
(《JGJ166-2008 建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》)
E、倾倒混凝土时冲击产生的水平荷载
(采用汽车泵取值3.0KN/m2)
前载组合：
按照最不利位置计算单元1中单根立杆受力：
1.3.2立杆强度及稳定性验算
（1）、立杆强度验算
式中：安全系数；支架钢管设计抗压强度；钢管有效截面积；计算单元对立杆的压力。
参见《路桥施工计算手册》。
（2）立杆稳定验算，由《路桥施工计算手册》查得
结论：立杆满足强度及稳定性要求。
1.3.3 纵向方木强度和刚度验算
支架中采用100×100mm纵向方木，间距0.25m，验算时按简支梁计算。
A、纵向方木强度验算
式中：—方木设计抗弯强度，；
—方木截面抵抗矩；
—方木所受弯矩；
B、纵向方木刚度验算
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式中：—方木挠度；
结论：纵向方木满足强度和刚度要求。
1.3.4 整体验算检验：（以32m简支箱梁为例）
查图纸得出，每跨现浇箱梁钢筋混凝土V=334.3m3，按箱梁底部支架承重计算：整个支架系统承重为： KN
安全系数k=3.4也满足施工要求。
结论：以上模板、支架及支架基础处理能满足32m简支箱梁的施工要求。
满堂支架施工
2..1 原地面处理
根据设计提供地质资料结合我分部施工期间现场勘探，现浇梁地质无不良软弱地质，也无岩溶发育区段，在回填碎石土前需要采用挖机进行清除地表虚碴，清除墩或台间表层耕植土、有机土等杂物，当纵横向地面坡度变化时，做成高1.2m，宽2m台阶，确保边坡稳定。
2.2回填
地面处理完毕，报验合格后，采用碎石土回填，回填最大粒径不宜超过15cm，采用YZ-20JC压路机分层碾压，底层按厚度不大于50cm控制，压实系数不得小于0.8,面层1m内深范围按虚铺厚度35cm控制，压实系数应大于0.9。回填宽度顶部按不小于梁边线外2m，其回填边坡比按1：1.5m坡比回填。在碾压过程中应严格控制分层厚度和最佳含水量，确保压实密度，每层必须进行检测压实度和地基承载力，如果压实度和地基承载力达不到200Kpa应多碾压，或减少虚铺厚度。回填实应从低处开始回填，当有台阶时应及时施作C20片石砼挡墙，在回填时要避免墩受偏压。
2.3地面硬化处理
基底处理好后压实度和地基承载力检测合格后，浇筑30cm厚C20混凝土基础。地面横向坡度按水平考虑，纵向坡度按线路坡度设置，以便于顶底托的调节。硬化宽度为梁边线外侧1.5m。
2.4排水系统
为了有效及时排出地表水，在硬化边纵向两侧开挖40×30cm的最新【精品】范文 参考文献
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排水沟，排水沟采用M10砂浆铺底，厚10cm，排水沟分段开挖形成坡度，低点开挖集水坑以便排水。
2.5 施工技术交底
支架搭设前工程技术负责人应按已批准的支架搭设方案的要求对搭设和使用人员进行技术和安全交底。
2.6 测量放样
测量人员用全站仪放样箱梁在地基上的竖向投影线，并用白灰撒上四周轮廓标志线，现场技术员根据投影线定出单幅箱梁的纵、横向中心线，同样用白灰线做上标记。
2..7布设立杆可调底座
根据立杆位置布设可调底座，挂线控制线形、标高，放置平整、牢固，底部无悬空现象。
2..8碗扣支架安装
根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆（先长后短）、横杆。不同规格长度的立杆要交错布置，一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆，再逐层往上安装，同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后，安装斜杆，保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接，安装时尽量布置在框架结点上。底层水平框架的纵向直线度应≤L/200；横杆间水平度应≤L/400。支架全高的垂直度应≤L/500，最大允许偏差应小于100mm。
2..9可调托撑安装
为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大致调好可调托撑伸出量，再运至支架顶部安装。根据梁底高程变化决定顺桥向控制断面间距，横桥向设左、中、右三个控制点，精确调出可调托撑标高。然后用明显的标记标明可调托撑伸出量，以便校验。最后再用拉线内插方法，依次调出每个可调托撑的标高，可调托撑伸出量一般控制在30cm以内为宜。
2..10支架的检查和验收
（1）支架检查的重点内容为：
① 保证架体几何不变形的斜杆、十字撑等设置是否完善；
② 基础是否有不均匀沉降现象，立杆底座与基础面的接触有无
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松动或悬空情况；
③ 立杆上碗扣是否可靠锁紧；
④ 立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度；
（2）支架应随施工进度定期进行检查，达到设计高度后进行全面的检查和验收。
（3）停工超过一个月恢复时应进行检验。
（4）支架验收时，应具备下列技术文件
① 施工组织设计及变更文件；
② 专项施工设计方案；
③ 周转使用的支架构配件使用前的复验合格记录；
④ 搭设的施工记录和质量检查记录；
（5）验收合格后，应对支架进行等荷载预压后，方可投入使用。
2..11纵横梁及外模安装
可调托撑标高调整完毕后，在其上安放I20a工字钢横梁，采用10cm×10cm方木置于工字钢上作小楞，作为模板支撑。
结论
本文结合满堂支架设计与施工经验，对现浇梁满堂支架的施工技术作了阐述。实践表明，采用进行满堂支架的施工技术，不仅克服了施工现场的各种困难，使工程质量和工程进度得到了保证，而且使得梁无错位、无裂缝，颜色一致，顺畅美观，保证了梁的刚度和稳定性要求。
参考文献:
[1] 筑龙网《桥梁满堂支架施工技术的应用》2011-8-5
[2] 赵志缙，应惠清主编《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166－2008）2004
[3] 周水兴，何兆益等主编《路桥施工计算手册》 人民交通出版社2001
[4] 龙驭球,包世华主编 《结构力学》高等教育出版社2006
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满堂式支架 篇3
关键词：碗扣式满堂支架,稳定性,构配件质量,构造
1 引言
用满堂支架法进行混凝土连续梁施工是一种较成熟的工艺。特别是在公路桥梁领域, 因其桥梁结构多样化, 斜桥、弯桥、异型桥不断出现, 满堂支架工法因其适应性强、不发生结构体系转换、不引起恒载徐变二次矩等优点而被大量应用。在各种支架形式当中, 碗扣式支架因其结构强度高、力学性能好、轴心受力、接头构造合理、便于拆装、自锁能力强、劳动强度低等原因而得到了最广泛的应用。
近年来, 满堂支架的设计方法已较成熟, 施工经验不断丰富, 但支架垮塌事故却不断出现。据不完全统计, 近8年来, 我国各施工领域共发生支架脚手架垮塌事故26起, 281人受伤, 108人死亡。究其原因, 笔者认为主要是设计、选材、施工3个方面的关键环节没有得到有效控制, 以致于出现设计错误、材料不符合标准要求、支架搭设存在薄弱环节等一系列问题, 最终导致了垮塌事故。
以下, 笔者根据多年支架施工监理经验, 提出碗扣式满堂支架的设计施工控制要点及控制方法。
2 设计方面
虽然目前满堂支架的设计方法已经比较成熟, 但在实际设计过程中却存在若干问题, 导致支架验算错误。
2.1 荷载取值不准确
笔者通过多年审核施工单位的满堂支架设计方案发现, 在荷载取值方面存在以下问题。
2.1.1 荷载取值不全
有些支架设计过程中往往忽略倾倒混凝土时产生的冲击荷载、振捣混凝土产生的荷载以及雪荷载和冬季施工保暖设施荷载, 忽略这些方面就造成了荷载取值偏小, 给支架的设计造成了安全隐患。
2.1.2 施工料具运输堆放荷载取值不准确
在公路工程桥梁满堂支架设计过程中, 大多数设计者按照《路桥施工计算手册》提供的依据, 对施工料具运输堆放荷载根据不同的计算位置, 分别取值2.5k Pa、1.5k Pa、1.0k Pa。而在实际施工过程中, 由于大量的钢筋和施工机具需要临时在支架上堆放, 产生大量的集中荷载, 因此, 如果只按照《路桥施工计算手册》所给的标准荷载进行取值是不能满足实际需要的, 这就给支架设计荷载取值不足的隐患。
2.1.3 荷载组合不正确
有些施工单位在满堂支架的设计计算过程中, 不能按照《路桥施工计算手册》中提供的荷载分项系数组合动荷和恒荷, 直接造成荷载取值过小, 支架设计安全系数不足。
2.2 忽略支架稳定性验算
有些施工单位在设计满堂支架时, 不按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ130—2011) 对单根立杆的稳定性进行验算, 支架设计过程缺少了稳定性验证, 这就给满堂支架的局部失稳埋下隐患。对于宽高比较小的狭窄型满堂支架应进行整体稳定性验算, 防止支架整体失稳事故的出现。
3 原材料方面
3.1 钢管壁厚、可调托撑钢板厚度不符合规范要求
按照《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ166—2008) 要求, 碗扣式钢管脚手架钢管规格应为φ48mm×3.5mm, 钢管壁厚应为 (3.50+0.25) mm, 在脚手架设计验算过程中也大多采用上述截面特性进行设计计算, 而根据笔者多年实测, 现在租赁市场常流通的支架钢管壁厚均不符合规范要求。笔者近期对某工地进场的一批钢管壁厚进行了实测, 结果如表1。
通过表1可以看出, 抽查的16根钢管中, 壁厚符合规范要求的只有3根, 合格率18.75%, 且有5根钢管的壁厚小于3mm。壁厚不足降低了钢管抗压承载力, 降低了钢管的惯性矩, 从而增加了钢管失稳的概率, 也就为满堂支架整体失稳垮塌埋下隐患。所以, 监理人员和施工单位应严把支架进场构配件质量关, 杜绝不合格构配件用于支架工程。
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ166—2008) 要求, 可调托撑钢板厚度不得小于5mm, 笔者对某工地进场的一批托撑钢板壁厚进行了实测, 结果如表2。
通过表2可以看出, 抽查的10个托撑中, 厚度全部不符合规范要求, 且有3个托撑厚不足4mm。托撑壁厚不足, 造成其对上部纵梁的托撑承载力不足, 尤其在上部纵梁偏压的时候, 更容易出现局部失稳的问题。
3.2 构配件外观质量差
有些进场构配件因周转次数多, 钢管和扣件表面锈蚀严重, 有的甚至有裂纹、砂眼。如果此类构配件用于支架搭设, 必然会严重降低支架的承载能力和稳定性, 为支架垮塌埋下隐患。所以对于多次周转的支架构配件, 应要求施工单位找有资质的检测单位对其进行抽查检验, 在出具检验合格报告的情况下才允许使用。在搭设过程中应仔细检查每个构配件的外观质量, 对于存在问题的构配件不允许使用。
4 施工方面
在支架设计及构配件质量都没有问题的情况下, 施工过程控制就成为关键所在。通过近几年支架垮塌原因分析及笔者监理支架施工的经验, 在支架施工过程应密切注意以下几个问题。
4.1 地基处理与基础设计存在不足
地基和基础强度不足是近几年支架事故的主要原因。对支架设计之前, 应对支架所在位置的地基承载力进行实测, 根据实测地基承载力进行支架基础设计。
对于软土地基, 还应该对软弱下卧层的承载力进行测试, 以根据实际情况采取水泥搅拌桩、CGF桩等地基加固措施对其地基进行加固处理。
目前最常用的支架基础主要是灰土基础和混凝土基础, 对于雨水较丰富的地区, 建议采用混凝土基础, 并做出2%~4%的横坡, 以利于排水, 同时, 要在地基范围四周挖设排水沟, 防止雨水浸泡地基而降低地基承载力, 避免支架产生不均匀沉降。
4.2 可调底座脱空
在支架施工过程中, 在基础高度变化位置容易出现支架可调底座脱空现象。在实际施工过程中, 经常会出现可调底座半幅坐在基础之上, 而另一半脱空现象, 这就造成立杆偏压受力, 容易出现立杆局部失稳问题。
针对这种问题, 就要求在支架基础设计之初, 根据立杆间距合理设计基础抬高位置, 避免出现立杆坐落在基础变高位置的问题。
4.3 不按要求设置剪刀撑和扫地杆
大多施工单位往往忽视扫地杆和剪刀撑的设置, 剪刀撑设置数量和形式不符合相关规定的要求, 这就不能保证架体的整体稳定性, 在遇到干扰荷载的情况下, 容易出现支架整体失稳。
根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ130—2011) 要求, 满堂支撑架应根据架体结构设置普通型和加强型剪刀撑。且应设置竖向和水平向剪刀撑, 竖向剪刀撑与地面倾斜角度为45~60°, 水平向剪刀撑与支架纵或横杆夹角为45~60°。
4.4 预压过程荷载堆放不合理
按照规范要求, 满堂支架搭设完毕后应进行预压, 但是在预压荷载布设过程中或者转移预压荷载的过程中, 往往会出现将预压荷载临时堆放在一个位置, 从而造成荷载集中, 当集中荷载超过支架承载力时就会出现支架局部垮塌事故。
5 结语
虽然现阶段碗扣式满堂支架的设计和施工都已成熟, 但支架垮塌事故仍然不能杜绝, 其主要原因就在于支架的设计、构配件质量、施工过程不能严格遵守相关规范, 这就要求在施工和监理过程中对设计严格审核, 对构配件质量严格把关, 对施工的薄弱环节密切监控, 这才能保证满堂支架施工过程的顺利进行。
参考文献
[1]JGJ166-2008建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范[S]
[2]杨文渊.桥梁施工工程师手册[K].北京:人民交通出版社, 2002
满堂式支架 篇4
1 工程概述
东观互通A匝道AK0+174.3跨线桥上部构造为29+38+29现浇混凝土连续箱梁, 左右幅各一联。桥梁起点桩号AK0+122.8, 终点桩号AK0+225.8, 桥梁全长103米, 桥梁第二跨横跨G208国道与G208国道交角为97度, 与A匝道线路右前夹角90度。本桥平面分别位于缓和曲线和直线上, 墩台径向布置。
现浇箱梁采用单箱双室, 纵向预应力体系, 满堂支架逐孔现浇。箱梁标准断面梁高2.3米, 顶板宽度15.5米, 底板跨度10.5米, 顶板厚28cm, 底板厚25cm, 翼板外侧厚18cm, 腹板厚50cm, 箱梁内净空1.77米, 翼板悬臂2.5米。桥梁基础为钻孔桩基础、承台;下部构造形式为柱式墩、桥台为肋板式桥台、台帽。
2 碗扣式满堂支架的设计
2.1 支架的搭设
本桥采用碗扣式满堂支架, 支架全部采用碗扣式支架, 立杆有3.0m、2.4m、1.8m、1.2m、0.6m五种, 本桥采用2.4和3m的两种。横杆有2.4m、1.8m、1.2m、0.9m、0.6m、0.3m六种, 本桥采用0.6m和0.9m的两种。为加强支架的整体稳定性, 应沿梁纵向横向分别设置剪刀撑。纵向、横向每五排立杆设置一道剪刀撑。剪刀撑采用φ48×3.5×2546mm的钢管搭设, 将碗扣式脚手架固定。翼板支架钢管进行支撑加固, 支架纵向间距为60cm, 支架在底部进行水平锁定。翼板模采用胶合板, 板厚20mm。支架上的纵向分配梁采用10×10cm方木, 翼板处间距为30cm, 腹板外侧处间距为30cm。
2.2 碗扣式支架设计检算
2.2.1 底板处纵向方木及横向方木检算
1) 支架腹板纵向方木弯应力及刚度:
纵向方木均采用10cm×10cm方木, 纵向跨度为0.6m, 腹板处满铺, 其它横向间距为20cm, 腹板宽为0.5m, 则弯应力检算:将方木当成均布荷载计算, 方木的跨中弯矩为:
2) 支架腹板底横向10cm×10cm方木弯应力及刚度:
横向采用10cm×10cm方木, 纵向间距为0.6m, 碗扣式支架腹板处横向间距为60cm, 位于底板处。方木的特性为W=1.66×105mm3;I=8.3×106mm4;弯应力检算:将方木当成均布荷载计算, 方木的跨中弯矩为:
2.2.2 碗扣式立柱基础检算
地基进行填筑碾压, 再浇筑一层厚10cm的C15混凝土, 在横向立杆下面通向铺垫一块厚30mm、宽15cm的方木, 增加立杆对混凝土表面的承载力。则混凝土面的应力计算如下:
木板底部为C15砼, 设计抗压强度为9.6Mpa, 远大于0.15Mpa
2.2.3 地基承载力检算
由于黏土层地基承载力仅为80~100kpa, 属软弱地基, 为保证地基承载力采取挖除换填处理, 换填厚度为1m, 换填采取碎石土分层压实。现对换填层底部原地基的承载力检算如下:
其中:
Pz为换填层下附加应力。
B为条形基础宽度。
Z为基础底面下垫层厚度
P基础底面压力
θ为垫层压力扩散角, 取23°
满足要求。
2.3 碗扣式满堂支架施工中控制措施
碗扣式满堂支架在公路桥梁中的施工顺序为:地基处理、支架搭设、支架验收、支架预压、沉降观测和支架拆除。
2.3.1 地基处理
为提高地基承载力及避免地基不均匀沉降, 确保箱梁支撑体系稳定, 需对支架搭设范围内地基进行加固处理。
2.3.2 支架搭设
支架采用碗口式脚手架。支架搭设根据支架设计逐孔放样, 按放样位置布置立杆和水平杆, 靠近墩身处, 水平杆紧贴墩身。按桥梁各跨不同的支架高度计算并调整好底座的螺帽位置, 使螺帽顶面位于同一水平面上, 可调底座与垫木间用铁钉固定, 拼装时, 脚手架立杆必须保证垂直度, 尤其必须在第一层所有立杆与横杆安装调整完成无误后, 方可继续向上拼装, 否则会引起以后各层拼装困难, 拼装到顶层立杆后, 装上顶层可调“U”型托, 并根据设计标高将“U”型托顶面调整到设计标高位置。铺设顶层顺桥向方木, 在铺设时注意使两纵向方木接头处位于“U”型托可调支撑处, 铺设横向方木, 使用水平仪检查标高, 使用木楔调整标高, 无误后安装箱梁底模。横、纵向顶层方木交叉处使用扒钉做梅花状加固。必须注意横、纵向方木接头位置要错开, 且任何相邻横向方木接头不能在同一竖直面上。
根据支架受力情况及施工方便, 支架在横桥方向搭设宽度为16.8m, 立杆纵向间距跨中梁段采用0.9m, 墩顶梁端采用0.6m, 并按墩身中心线均分;横向间距腹板位置和异型梁的加劲部分处为0.3m, 底板和翼缘板梁段位0.6m;立杆杆步距采用1.2m。顺桥向每3m设置剪力撑一道。现浇梁翼缘板外侧设置人行道并设置防护网, 公路上方小于2米, 基坑地段不小于1.2米。
2.3.3 支架验收
支架搭设完成对整体碗扣支架应重点检查以下内容:
1) 保证架体几何不变性的斜杆、连墙件、十字撑等设置是否完善;
2) 基础是否有不均匀沉降, 立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况;
3) 立杆上碗扣是否可靠锁紧;
4) 立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度;
5) 碗扣支架搭设到顶时, 项目部组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收, 及时解决存在的结构缺陷。
2.3.4 支架预压
支架拼装完后, 安放方木及模板, 然后再进行预压。预压采用吊装砂袋法进行, 吊装砂袋时注意按照技术人员在底模上做好的观测点标记, 留出用于沉降观测的空间, 砂袋重量应为箱梁重的1.2倍, 做超载预压、分级预压, 按60%、90%、120%菏载进行分级预压。观测点的布设要上、下对应, 目的是既要观测地基的沉降量, 又要观测支架、方木的变形量。
观测上的数量应为横、纵向每5米1个, 即每25平方米上、下各1个点。上、下观测点用水准仪进行认真、精确观测和记录, 根据观测记录, 分析、推断出地基支架的两种变形数据。根据结果调整底模标高。当全部预压重量加载完后至少观测48h, 24小时沉降值≤1mm以内时即可卸载, 并观测卸载后的反弹值, 做好记录, 根据沉降观测值和张拉起拱度经验值对模板预留拱度值进行计算预留。堆码砂袋时, 计算单位面积内预压砂袋的重量及砂袋数量, 按要求进行预压。
2.3.5 沉降观测
为了要进行沉降观测, 首先要进行沉降观测点位布置, 其次是沉降观测标准:满载后若连续24小时测量未见明显沉降, 则可认为地基处理能满足要求, 卸载后支架反弹变形在10mm以内, 否则支架的竖向刚度需要加强处理。
最后是调整支架和模板标高:经过预压后, 重新检查支架和模板, 重新按每2米放样底板的中心线和两侧边线及翼缘板的边线并作好记号, 用水准仪测量出每个点高程, 通过上调节杆调节到设计高程并对经计算确定后的支架弹性变形量和沉降量进行补偿。
2.3.6 支架拆除
当箱梁混凝土强度25MPa时方可拆除侧模板, 达到30MPa时方可拆除内膜板, 当孔道压浆强度达到设计强度的95%后, 进行落架和模板拆除。拆除时在高度上尽量同步进行, 即将工作面安排在同一高度面上, 以免上、下错开过大, 支架失稳伤人。支架拆除须有专人指挥, 施工人员统一、有序进行, 并配好相应的安全防护设备。
3 结语
随着现代公路桥梁的建设步伐的不断加快, 碗扣式满堂支架渐渐取代传统的钢管脚手架, 其在工程的应用也越来越广泛, 熟练掌握其技术, 安全使用, 为工程和社会创造更多的效益。
参考文献
[1]建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范 (JG J166-2008)
[2]公路桥涵施工技术规范 (JTJ041-2000)
满堂式支架 篇5
目前我国公路现浇箱梁结构,多数施工单位采用碗扣式满堂支架施工,按程序编制安全施工方案,并通过专家审查。为了进一步细化支架施工标准要求,明确各阶段控制原则和标准,经本人多年的工作总结,现谈谈公路桥梁碗扣式满堂支架施工控制措施。
1 基本要求
1.1 现浇连续梁桥在施工过程中结构受力复杂,必须保证桥梁施工的安全与质量,支架施工时须根据地形、地质情况、施工难易程度、施工设备、施工习惯和成本等因素综合考虑。
1.2 支架的布置应根据梁体截面大不并通过计算确定,以满足强度、刚度和稳定性的要求;计算过程要清晰,参数取值要标注出处。对高度超过20米的支架必须进行组全风荷载验算,超过12米的要有足够抗倾覆措施。
1.3 满堂支架施工方案必须报施工(公司)单位技术负责人(总工程师)审核签字后,经过专家论证并取得监理工程师的书面批复。
1.4 跨公路和铁路沿线必须编制施工安全专项方案,交通管制及门洞设计应先征得相应产权单位或部门同意。
2 支架构配件的检查与验收
2.1 支架钢管应采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T 3092)中规定的3号普通钢管,其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700)中Q235-A级钢的规定。
2.2 构配件检验频率:每孔支架为一验收批次。
2.3 新钢管的检查应符合下列规定:(1)有产品质量合格证。(2)应有质量检验报告,钢管材质检验方法应符合现行国家标准《金属拉伸试验方法》(GB/T 228)的有关规定。(3)管表面应平直光滑,不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道。(4)管外径、壁厚、端面等的偏差,应符合表1中的规定。(5)钢管每米重量应符合钢管截面特性表(表2)中的要求。
2.4 旧钢管的检查应符合下列规定:(1)旧钢管进场后应逐件检查,表面锈蚀深度应不超过规范表1中的规定。检查时,应在锈蚀严重的钢管中抽取三根,在每根锈蚀严重的部位横向截段取样检查,当锈蚀深度超过规定值时不得使用(检查锈蚀深度时,应先去除锈皮再量深度)。(2)钢管弯曲变形应符合本规范表1中的规定。(3)钢管内壁锈蚀或壁厚的检查,应使用称重法进行复核,钢管每米重量应符合钢管截面特性表(表2)中的要求。
2.5 扣件的验收应符合下列规定:(1)新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证,当对扣件质量有怀疑时,应按现行国家标准《钢管支架扣件》(GB/T 5831)的规定抽样检测。(2)旧扣件使用前应逐件进行质量检查、有裂缝、有变形的严禁使用,出现滑丝的螺栓必须更换。
2.6 杆件其它要求(1)钢管有裂缝、缺陷的严禁使用。(2)构件焊接质量良好,焊缝饱满。(3)顶托、底座等可调构件,应螺纹完好,无滑丝现象,无严重锈蚀,焊缝开脱现象。
2.7 构配件的允许偏差(表1)
2.8 钢管截面特性(表2)
2.9 根据对构配件检验的情况,对淘汰率较高(超过5%)的杆件应由项目部做强制退货处理。
3 满堂支架地基处理
3.1 地基处理前首先对支架处的地表进行调查,绘出平面图。对泥浆池、基坑或局部突变部分确切标示,并测定高程,标注于图上。
3.2 地基排水设施:(1)处理过程中应设置临时防、排水设施,保证已处理的地基不受雨水、灌溉用水和施工用水及其它用水的影响。(2)地基处理:根据周围地势情况,地基处理高度至少高出地面15-30cm,宽度为箱梁范围以外不小于1m。将地面处理成不小于0.5%的横坡,在两侧开挖不小于40×30cm的排水沟,排水沟应汇入该结构物的总体排水系统,且沟底设有不小于0.5%的纵坡,以利将雨水或施工用水排出场地。
3.3 水塘、泥塘、泥浆池的处理:必须把施工区域内的淤泥、杂物及泥浆清理干净,露出原状土层,然后用素土分层回填到原地面,分层厚度根据压实机械情况确定,但松铺不得超过30cm。回填过程采用光轮或震动压路机配合小型夯实机械,压实度按不小于90%控制,如有“弹簧”现象应更换填土。
3.4 地基处理到设计高程后,用触探法测地基承载力,每孔至少测取12个点,分别分布在一般地段、泥浆池、基坑或其它特殊地段。地基承载力必须满足施工主案中的设计值要求(地基承载力一般不应小于120Kpa),并用16t以上光轮压路机或震动压路机碾压后无“弹簧”现象。
3.5 地基表面硬化:地基压实度和地基承载力满足要求后,对地基表面不低于30cm范围做不低于5%掺灰处理,然后在灰土表面做不低于10cm混凝土处置,混凝土标号不得低于20号,混凝土浇筑时用平板震动器振捣密实,混凝土应表面平整,并进行适当养生。
3.6 纵、横向台阶设置:如纵、横向坡度过大,应通过地基处理调整,特殊情况经监理工程师批准可采取设置台阶方式,但应尽可能减少台阶,并根据支架类型处理好台阶宽度与高度的关系,相邻台阶高差较大的(大天15cm),应对竖向面进行加固,确保台阶稳定。
4 支架安装
4.1 确定支架的平面、立面布置,列出构件用量表。
4.2 底座安放应符合下列规定:(1)底座、垫木均应准确地放在定位线上。(2)立杆位置布设立杆垫木,垫木宜采用厚度不小于10cm,宽度不小于15cm的长木板,也可以采用槽钢或监理工程师批准的其它材料,垫木应放置平整,底部无悬空。应调整垫木,使立杆底端处于垫木的横向中心位置。
4.3 支架拼装:(1)支架一般采用Φ48×3.5mm钢管,顺桥向立杆纵距为0.9m,横桥向立杆横距为0.6m,步距为1.2m。立杆连接时,除顶层顶步外,必须采用对接扣件连接,相邻点不应在同步同跨上,高差≥500mm,距离主节点≤1/3步距;纵向水平杆连接时,宜采用对接扣件连接;当搭接时,搭接长度≥1000mm,用3个旋转扣件等距连接,相邻接点不应在同步同跨上,间距≥500mm,距离主节点≤1/3柱距。(2)支架拼装到3-5层高度时,应用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。立杆的垂直度按1/500控制,且全高的垂直偏差应不大于5cm。(3)相邻立杆的对接扣件应交错布置,两根相邻立杆的接头不得设置在同步内。(4)利用可调底、顶托将标高调平,避免局部不平导致立杆不平悬空或受力不均,可调范围严格控制到25cm以内,且调节高度不大于1/3全高。应在无荷载情况下逐个检查立杆底座是否松动或空浮,并逐个旋紧可调螺旋,使底座钢板与垫木密贴,但也要避免局部受力过大。
4.4 剪力撑布设:扣件支架施工拼装简便安全、操作灵活,但杆件均以扣件连接,平面相对转动自由度较大,不利于支架的整体稳定,需增加斜撑来克服这个薄弱环节。剪力撑布设为纵桥向布置剪力撑间距为4.5m,横桥向间距为4.5m,支架施工中剪力撑要严格按照施工方案中批复的间距和数量对称、均匀布置。剪力撑宜采用钢管搭接,搭接长度不小于1m,且不少于两个连接扣件,斜杆与地面的倾角宜在45°-60°之间。支架高度≥1.5倍投影宽度时,在垂直空间位置(中间和四周)设置剪力撑。
4.5 安装注意事项(1)支架搭设前应首先对杆件及扣件按本措施第四条进行检验,未经检验的杆件及扣件不得使用。(2)严禁将外径48mm与51mm的钢管混合使用。(3)支架搭设的技术要求、允许偏差与检验方法严格按照支架使用说明书和《建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范》进行。
4.6 安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力扳手进行检查,抽样方法按随机分布原则进行,抽样检查数目与质量判定标准按表3的规定确定。扣件螺栓拧紧扭力矩为40-65N·m(参见建筑施工扣件式钢管支架安全技术规范表8.2.4)。
4.7 扣件拧紧抽样检查数目及质量判定标准(表3)
注:梁底扣件、承重杆应100%的检测.
5 支架预压与沉降观测
5.1 预压目的:
(1)检验支架及地基的强度及稳定性,消除整个支架的塑性变形,消除地基的沉降变形,测量出支架的弹性变形、检查支架的安全性,确保施工安全。(2)消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响,也有利于桥面线形的控制。
5.2 预压基本要求及注意事项:
(1)超载预压所加荷载应为现浇梁自重的1.2倍,预压加载分三次完成,各次分别加至现浇梁自重的50%、100%、120%。各次加载的间隔时间为25h,预压过程中应有专人指挥,以对荷载分布的均匀和操作的安全进行有效控制。(2)预压过程中,应随时观测支架的稳定性,变形超过预计值时,要立即停止加载,查明原因,进行相应处理,并确认稳定后方可继续预压。(3)预压加载作业应严格按吊装的安全规定进行,荷载的分布应与结构上部的分布相同,因此,加载应严格按设计的加载数量和顺序进行,及时调整吊车位置,严禁荷载分布集中而引起支架失稳。(4)利用砂袋进行预压时,应注意每个砂袋所装砂砾的数量基本相等,就位时堆放整齐,分布均匀。(5)大气降水过程中及降水以后,项目部安全工程师必须及时组织施工队巡视记录,发现隐患及时采取应急措施,降水结束后及时排除。
5.3 沉降观测:
(1)观测方法必须可靠,在底板和地基上均需设沉降观测点,以便区别地基和支架本身的非弹性变形,作为判断支架稳定性的依据之一。(2)支架压载观测点布置在距支点1m处、1/4跨处、1/2位置,每个断面横向至少布设3个点。观测点在压载前布设,观测分压载前、压载完、卸载后3个阶段进行。(3)沉降的观察:自第一次加载始,对所有观测点每日观测4次,每次间隔时间4h。双孔以上一次性浇筑的支架,每孔观测点的设置及观测,也按上述要求进行。(4)卸载:终载后连续4昼夜观测,跨中24h不大于2.5mm且均匀稳定时,可认为达到卸载条件,否则预压还需进行,直到符合要求为止。卸载应按加载顺序逆向均匀进行,控制荷载的不均匀分布,防止产生不均匀变形。(5)卸载完毕,要再次复测各控制点标高,并计算出总沉降量、支架和地基的弹性变形量和非弹性变形量(即塑性变形),绘制支架加载预压和卸载变化(下沉和位移)曲线。
6 混凝土浇筑(略)
7 支架拆除
(1)对支架的拆除方案,设计图纸有规定的要严格按设计要求进行。(2)设计没有规定的必须严格执行先中跨后边跨,由跨中到两端原则,尤其是非预应力连续梁,拆除支架过程即梁体受力过程,必须严格执行落架顺序且梁体混凝土不得低于设计强度的90%。(3)支架拆除作业由上而下逐层进行,严禁上下同时作业。(4)非预应力箱梁支架拆除必须经监理工程师书面签认后方可拆除。
以上控制措施通过本人计算、论证、实施及多年的工作经验能够确保工程的顺利施工,即节约了工期,又控制了成本,还能够有效保证质量和安全,取得了较好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]《公路桥涵施工规范》(JTJ041-2000).
[2]《WDJ碗扣式型多功能支架使用说明书》.
满堂式支架 篇6
1 工程概况
武汉市二环线水东段主线桥为 (5×30+5×30+4×31+4×30+4×30+39+60+39) m的预应力混凝土连续箱梁, 箱梁截面采用斜腹板等截面单箱三室形式, 标准梁宽为26m, 顶板两侧的翼缘悬臂长4.0m, 顶板厚0.25m, 箱梁底板宽15.8m, 厚0.22m, 腹板厚0.6～1.0m, 箱梁端横梁厚1.5m, 中横梁厚2.0m, 钻孔灌注桩基础, 钢筋混凝土花瓶形柱式桥墩, 双向6车道, 设计车速80km/h, 设计荷载为公路-I级, 参考城-A级, 抗震设防烈度为6度。
2 地基处理
首先清除原地表淤泥、杂草, 将桥跨处场地用挖机将地面修整成宽度宽出支架各1.0m的地界, 软弱地基和低洼处采用石碴换填, 横桥向设置横向横坡, 坡度控制在2%左右, 便于及时排除雨水。用25t振动压路机将地基碾压密实, 再在其上填筑厚30cm碎石并用压路机碾压密实, 压实度按93%控制, 压实度满足要求后在其上浇筑20cm厚C20混凝土, 局部地方加厚至30cm, 横坡控制在2%～4%, 处理后的地基高出原地面不小于20cm, 并在支架基础四周设置30×30cm的排水沟, 防止雨水浸泡地基, 避免支架产生不均匀沉降。
3 支架验算及搭设
3.1 支架搭设
钢管支架轻巧, 拼装方便, 根据施工经验及施工图纸, 满堂支架采用碗扣式钢管支架 (规格为φ48×3.5mm) 搭设, 根据梁体受力特点, 支架立柱纵横间距取0.6m×0.6m、0.6m×0.9m两种, 立柱之间由横向杆连接, 形成网格, 水平杆步距0.6m、1.2m, 碗扣支架搭设时, 必须保证纵、横成线, 纵横向杆件要用扣碗扣紧, 不移动, 形成牢固的纵、横、竖三维网架。为加强支架整体稳定性, 按桥轴线纵横方向设置φ48的剪刀撑, 剪刀撑左右上下连通, 横向剪刀撑沿纵向5m/道, 墩柱两侧5m范围内加密60cm/道, 纵向剪刀撑设置5道, 其中外侧2道, 腹板梁下2道, 腹板梁中心线一道, 将各段支架联结成一个整体, 梁体两侧各设宽1m的施工通道, 采用钢管脚手架搭设, 且与现浇支架连接成为一个整体。碗扣式满堂支架布置见图1～图4。
3.2 支架受力情况分析
⑴荷载组合:
(1) 钢筋混凝土:26kN/m3;
(2) 模板及支撑木楞:3.0kN/m2;
(3) 支架荷载 (搭设高度暂定为6m) :7.0kN/m2;
(4) 混凝土振捣施工产生的荷载:2.0kN/m2;
(5) 混凝土倾倒施工引起振动产生的荷载:4.0kN/m2;
(6) 施工机具人员均布活荷载:2.5kN/m2。
由于施工期间风的影响很小, 不考虑风荷载影响, 根据《建筑结构荷载规范》的一般规定, 强度验算时恒荷载分项系数取1.2, 活荷载分项系数取1.4, 刚度验算时分项系数均取1.0, 抗倾覆验算时分项系数取0.9。
⑵支架自由杆稳定性验算:
支架横向杆距0.9m, 组合架步距0.6m, 最大自由高度0.5m, 最大搭设高度为6m, 杆件自重, 立杆外径D=48mm, 内径d=41mm, 壁厚3.5mm, 杆件为轴心受压杆件, 箱梁自重计算时换算梁高截面取最不利荷载位置处截面进行计算。
φ48×3.5mm, 面积A=π (D2-d2) /4=489mm2, 回转半径i= (D2+d2) /8=15.78mm, 杆件长细比λ=L/i=500/15.78=31.7, 查表得稳定系数φ=0.915, 单杆承受梁荷载面积A0=0.63m2, 荷载组合G=1.2× ( (1) + (2) + (3) ) +1.4× ( (4) + (5) + (6) ) , 单杆承受荷载N=A0G=0.63×95.9=60.4kN。按碗扣式立杆计算公式:
满足要求。同理, 经计算, 碗扣件、钢管架及实心梁体稳定性均满足要求。
⑶支架木楞强度验算。
现浇箱梁的顶托上纵向摆放10×15cm的木楞, 间距为60cm;纵向木楞以上是横向的10×15cm的木楞, 间距是30cm, 腹板处用10×15cm的木楞作横肋, 侧面用钢管加固、顶紧, 并采用两排间距为1m的对拉螺栓进行加固 (与钢管进行固定) , 模板采用15mm厚的竹胶板, 取纵向木楞进行分析。
10×15cm木楞:I=bh3/12=2.8×10-5m4, W=3.75×10-4m3, 最不利位置荷载G=95.9kN/m2, 横向间距l0=60cm, q=G×l0=57.54kN/m, 由梁正应力计算公式:
强度满足要求。同理, 经计算, 模板、钢管的强度均满足要求。
⑷支架木楞挠度验算。
木楞一般按均布荷载作用下的多跨连续梁计算, 此时采用单跨简支梁计算, 计算结果偏安全。木材弹性模量E=1.0×104MPa, I=2.8×10-5m4, 由简支梁挠度计算公式:
刚度满足要求。同理, 经计算, 模板的刚度满足要求。
⑸外模板加固肋验算。
采用内部振捣, 泵送混凝土浇筑施工, 混凝土入模温度10℃左右, 模板侧压力P=0.22γtK1K2v12, 其中, γ=24, v=1m/n, t=4.5, K1=1.2, K2=1.15计算得P=32.8kPa, 考滤振动荷载4kPa、施工荷载4kPa, 则P=40.8kPa, 腹板横肋间距l1=0.3m, 纵肋间距l2=0.9m。按简支梁计算, 其中q0=P×l1=12.24kPa, M=q0l22/8=1.27kN·m, 则σ=M/W=7.47MPa<10MPa, 满足要求。
⑹地基承载力验算。
钢管落在10×10cm的方木上, 方木置于20cm厚的混凝土地基上, 立杆间距为0.6m, 钢管的底托边长a=15cm, 根据混凝土冲切角和地面混凝土的厚度, 可以计算得到需要的地基承载力, 计算公式如下:
计算得σ=107.4MPa, 上述经处理后地基满足承载力需要。
4 支架预压及模板安装
4.1 支架的预压
为减少施工时支架发生变形, 解决方木与方木、方木与顶托以及支架各节立杆接头和地基的沉降, 检验支架和地基的强度及稳定性, 检验支架的受力情况和测量支架的弹性变形, 在支架搭设完成并铺设完方木、楞木, 未铺底模前即对支架进行预压。
预压采用砂袋按各段设计荷载的1.15倍系数进行, 按0→60%→90%→115%顺序分级加载, 并分别观测控制点的变化情况, 持荷48小时, 每12小时观察一次变化情况, 卸载后重新观测监测点的变化, 从而确定支架及基础是否满足承载力要求, 如不能满足要求, 重新处理基础及加固支架。
支架预压加载时, 砂袋要对称平衡加载, 严禁偏载, 以每联为单位, 逐联预压, 一联卸载后, 砂袋移至相邻联。不具备作业条件的吊至地面, 运输堆放到合适位置以备下次使用, 支架预压拟采取拖拉移动式加载, 通过在支架顶部设置滑移轨道, 分区域设置预压体系单元, 依靠墩顶提供拖拉力锚固点, 设置卷扬机, 将预压材料单元分别从已完成预压完成联拖拉至待预预压位置。
4.2 预压测量及复核检查
观测时箱梁底模板沿梁跨L/4、L/2、3L/4设三个断面观测, 每个断面分别于箱梁底中间、两边及四分之一处布置5个测点, 用以观测支架的变形, 同时根据预压获得的支架回落量, 把施工预拱度考虑在内, 精确调整底模标高, 并依此安装固定好箱梁外模, 每一次加载完毕均需进行沉降量观测, 卸载完毕后再次进行沉降观测, 并将弹性变形产生的预拱度值作为支架变形而产生的底模预抬高值。
4.3 模板安装
4.3.1 箱梁内模
采用1.5cm厚木胶板作为内模模板, 以5×10cm方木为肋, 间距为35cm。为便于箱梁底板混凝土的振捣密实, 内模下侧不设木胶板, 内模预先按照箱梁内室尺寸加工成木箱, 并编号待箱梁底板及肋板钢筋绑扎完成后, 现场吊装、组拼。在内模周围的钢筋上, 在不同高度处适量的焊钢筋支架, 以保证内模在混凝土浇筑中的准确位置和保护层厚度。每个箱室内底板四角、齿块四角各有一个直径10cm的排水孔, 在腹板距梁底65cm间距400cm有直径8cm的通气孔, 在模板上用红漆作上标记。模板施工时注意预埋件的布设和加固, 模板板缝紧密吻合, 用密封条密封, 以保证拆模后板缝混凝土的光滑, 模板安装后, 均匀涂抹蜡质脱模剂两遍。
4.3.2 箱梁外模
底模采用1.5cm厚木胶板作为现浇箱梁底模模板, 底模板下铺30mm厚的木板, 木板下每隔30cm用10×15cm方木作肋。模板尽量整张使用, 减少加条、接缝。
侧模采用1.5cm厚木胶板为侧模模板, 侧模板外顺桥方向铺30mm厚的木板, 木板外每隔35cm竖向布置一道10×5cm方木作为肋。箱梁模板采用帮夹底形式加固。模板与扫地方木 (10×10cm) 固定, 外加支撑, 斜撑间距0.9m, 纵锁方木与10×15方木用φ12螺栓连接牢固。
模板施工时应控制好顶高程 (包括设计高程、设计预拱度、施工预拱度) 、控制线位置。
5 结语
⑴施工前应对支架、模板等体系进行设计及验算, 并根据设计文件的要求对模板及支架体系进行预压检验, 以确保施工安全及施工质量, 如有必要还需考虑风力等因素对施工的影响进行验算分析。
⑵支架底部采用整体浇筑厚20cm的混凝土, 增加了地基承载力, 减少了弹性变形, 取得较好的效果。
⑶底腹板设置的拉杆结构, 在混凝土浇筑过程中有效地保证模板稳定性。
⑷支架的稳定直接关系到施工质量与安全, 在行车道路上搭设支架时, 应设置防撞门或防撞墩, 并设置红黄警示灯, 在距施工现场一定范围内设置提醒警示标志和设置减速装置。
参考文献
[1]张鹏, 肖绪文.客运专线现浇连续箱梁满堂支架设计计算方法研究[J].铁道标准设计, 2009 (12) :42～46.
[2]李波, 尹希林.武广铁路客运专线白马特大桥 (32+48+32) m连续梁支架现浇施工技术[J].铁道标准设计, 2008 (4) :19～21.
满堂式支架 篇7
关键词：中小型桥梁,满堂式支架,运用
0 引言
西藏东南地区, 深山众多、峡谷频繁且施工场地狭窄, 对于单跨跨径在20 m以内的中小型桥梁, 极不利于梁体预制和运输, 在这种特定的自然地理环境下, 采用预制梁体施工势必造成设备投入加大、成本过高、施工难度增大, 为了节约成本, 加快施工工期, 施工单位大多采用支架进行梁体现浇施工。常用的梁板桥支架施工方式有:桁架式和满堂式。桁架式一般用于经常性通航、水域较深或墩台较高的桥孔, 跨中不设支点, 这不适合西藏地区的特有地理环境;满堂式一般较为广泛的用于各类中小型桥梁梁体施工, 它主要要求桥下不能通航, 河床地质情况较好。西藏东南地区河流量较小, 不要求通航且河床地基承载力较高, 故在大多数情况下满堂式支架的应用较为普遍。文中就关于满堂式支架在施工运用过程中的计算、布置以及应注意的问题等进行了探讨。
1 依托工程概况及其主要技术参数
国道317线妥坝—昌都公路地质病害整治工程B合同段中改线部分路段为绕避滑坡两次跨越热曲河, 两次跨河设中桥2座, 上部均为2×20 m钢筋混凝土连续梁, 其中1座为斜形 (20°) 直线桥, 长为50 m, 另1座为斜形 (40°) 曲线桥, 长为56 m。桥面宽为8.5 m, 为单箱四室结构, 箱体底宽5 m, 梁高1.2 m, 翼板宽2×1.75 m。设计荷载为:汽车—20级, 挂车—100级, 主梁构造见图1。
2 满堂式支架的布置设计
根据对设计文件的了解进行实施性施工组织计划的编制, 其中要对支架的布设进行全面的分析和计算以保证梁体混凝土的浇筑质量、工程成本的节约和工期的缩短。
2.1 支架总承受重量计算
要计算支架的受力情况首先要对所支撑梁体进行重量分析, 本工程为单箱四室连续箱梁, 梁体混凝土标号为C40, 根据图1所示梁体尺寸可计算出梁体混凝土方量为173.72 m3。根据经验, C40混凝土密度为2.5 t/m3, 则梁体混凝土总重量为173.72×2.5=434.3 t;此外, 在梁体中钢筋重量为60 t, 施工中存在木模板、钢模板重量以及施工荷载根据实际估算约为40 t, 故梁体施工时支架所承受的总重量为:G=434.3+60+30=524.3 t。
故:梁体1 m2梁板的承压力:
N=G/S=524.3/ (40×5) =2.62 t/m2。
2.2 钢管立柱的承载力计算
支架的承载力计算首先用单一个体进行分析, 以此完成整体的布置分析。
一根钢管立柱的承载力计算:
由钢管材料可知, 钢管为Q235钢, 外径45 mm, 内径42 mm。
故:
根据《钢规》假设λ=λp=100进行计算, 查表可知, φ=0.638, f=200 N/mm2。
N设计=φ×A×f=0.638×204.9×200=26.15 kN。
由此可知, 一根钢管所能承受的梁体面积为:
从而假设纵距为1 m, 横距为1 m (施工时横距取0.9 m) , 比例适当。步距:
又由L=i×λ可知, L=15.39×100=1 539 mm=1.5 m。
2.3 稳定性验算
刚度:λ=100<[λ]=150。
稳定性:对钢管轴心受压而言, 主要验算其临界状态的应力Pcr是否小于设计值N, 计算如下:
根据Pcr=σcr×A可得 (根据查表可知:μ=1) :
因为N<Pcr, 故该支架布置能满足轴心受压杆件的稳定性要求。以上μ, λ, f均根据《钢规》和相关参考文献资料查得。对于同类型项目, 根据桥梁的梁体类型计算梁体重量, 根据施工时的模板选用情况计算辅助荷载和施工荷载, 从而得出整个满堂支架的承受重量。
3施工要点
3.1施工工期安排
根据本项目所在地气候特征, 桥梁支架施工安排在了4月进行, 到梁体模板全部拆除时为8月, 雨季来临时避免了雨季对工程质量的影响。从而可以看出, 支架施工时间需安排在当地雨季来临之前的黄金施工季节。
3.2材料的准备
支架稳定性是梁体施工的基础, 满堂支架搭建的材料主要包括:钢管支架、钢管扣件、木板和枕木的选取。其中, 钢管支架的选用尤为重要, 选用时要注意钢管的材质、垂直度、表观的质量 (主要是锈蚀问题) 等。
3.3围堰施工
围堰施工的范围应该包括对在河流纵向、梁体上下游10 m左右的区域, 围堰按照一般草土围堰标准即可, 可按当时实际水位考虑所预留河面宽度。本项目根据当时的水流量预留了4 m～5 m的河床宽度, 如果梁体为简支梁结构可对半幅河床进行围堰封闭施工。
3.4河床处理
该项目所处地质为沙砾卵石层, 地质情况良好, 地基承载力能达到350 kPa的设计要求, 但由于在施工桥梁墩台基础的时候对地层进行了局部开挖松动, 故在施工支架之前应先对开挖部分进行同类卵石土的回填, 然后在围堰施工完毕后进行机械夯实、碾压。
3.5支架底部铺设的稳定性处理
待河床夯实之后, 即进行支架的搭设工作。在搭设支架之前应注意对支架底部进行稳定处理, 切忌支架直接与河床接触, 应在河床上铺设间距30 cm左右的枕木, 且用楔子保证枕木不滚动;在搭设支架时应凿平枕木上层, 之后放设5 cm×5 cm的小钢垫板以保证枕木受力均匀, 进一步增加支架下部的稳定。具体工程因其河床的实际特点确定夯实程度和枕木的数量。
4结语
在西藏地区特定的自然条件和经济状况下, 满堂式支架在中小型桥梁施工中的地位突出, 效果明显, 能够在工程中起到一定的经济作用和工期效应, 因而广泛被施工单位所接受。而支架施工中支架的布置尤为关键, 直接影响了工程的质量和成本, 以上为满堂式支架在国道317妥昌线地质病害改线工程中的实际运用过程, 可为同种类别工程施工所参考使用。
参考文献
[1]GB 50017-2003, 钢结构设计规范[S].
[2]李进洲.西藏地区预制空心板的质量问题与处治方法[J].公路, 2005 (4) :84-85.
满堂式支架 篇8
箱梁混凝土采用两次浇筑成型工艺时, 第一次浇筑至顶板转角处以下约20cm (翼板与腹板上倒角以下20cm, 内腹板八字高度附近) , 浇筑的梁高为1.65m, 第一次浇筑完成后7天再进行第二次浇筑, 第二次浇筑的范围是顶板和翼板。
碗扣式满堂支架自下往上布设为:硬化后场地+底托 (可调) +支架构件 (多层加长) +顶托 (可调) +纵[10槽钢 (纵向10×15cm方木, 立放;10#工字钢) +横向方木 (10×10cm) +高强竹胶板 (1 5 m m厚) 。
1、支架
1.1支架构造
连续梁支架立杆采用WDJ多功能碗扣式钢管支架, 材料壁厚3.0 m m, 外径φ4 8 m m。立杆顶部安装可调节顶托, 上下托均采用60cm高可调式上下托, 其上安装模板系统。支架与混凝土基础接触处安装底座, 立杆底座下用厚5cm×宽20cm的木板作垫板 (长度不少于2跨) 。通过立杆、顶托不同组合, 可实现不同高度要求。立杆通过横杆连接, 横杆步距均为120cm, 并利用普通钢管 (外径φ48mm, 壁厚3.5mm) 及扣件设置足够数量的剪刀撑, 确保支架的整体稳定性。
支架搭设翼缘板纵向和横向尺寸为0.9m×1.2m, 底板纵向和横向尺寸为0.9m×0.9m, 腹板纵向和横向尺寸为0.9m×0.3m, 横梁处纵向和横向尺寸为0.6m×0.6 m, 支架步距视架子实际高度采用120cm, 在搭设支架前首先应放出腹板线和横梁边线, 具体布置如下:
⑴横梁处:0.6 m (立杆横桥向间距) ×0.6m (立杆顺桥向间距) ×1.2m (横杆步距)
⑵腹板处:0.3m (立杆横桥向间距) ×0.9m (立杆顺桥向间距) ×1.2m (横杆步距)
⑶箱室区域:0.9 m (立杆横桥向间距) ×0.9m (立杆顺桥向间距) ×1.2m (横杆步距)
⑷翼板端部:1.2 m (立杆横桥向间距) ×0.9m (立杆顺桥向间距) ×1.2m (横杆步距)
⑸剪刀撑
(1) 支架纵横向均设置剪刀撑, 由底至顶连续设置, 斜杆底部要落在垫板上。剪刀撑宽度不小于4道立杆, 长度不小于6m, 且不大于7道立杆, 剪刀撑与地面夹角在45°~60°之间, 在支架外侧及分区连接处必设, 剪刀撑间距均每隔4排支架立杆设置一道, 所有剪刀撑的斜杆除两端用旋转扣件与立杆或横杆扣紧外, 斜杆应每步与立杆扣接。
(2) 剪刀撑斜杆的接长若采用搭接接长, 搭接接长不应小于1m, 应采用不少于2个旋转扣件固定。
⑹高于4m的模板支架, 其两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。
⑺桥墩处支架与桥墩用钢管抱结, 垂直间距不大于2.4m。
每一跨碗扣件拼装之前, 先根据具体墩高统计所需的工程材料数量, 并根据分节高度控制标高, 不足部分预先配齐。
为确保支架的整体稳定, 沿桥纵、横向立面设置剪刀撑, 杆件顶、底部加设横杆。立杆上托安放[10槽钢 (或10×15cm方木、Ⅰ10工字钢) , 槽钢上设10×10cm方木作为分配梁, 方木间距30cm, 在方木上铺设底模, 底模采用15mm厚的高强竹胶板。
梁端支承垫石四周用方木支撑底模。安装时根据高度选定方木厚度, 用木楔调整楔死, 待支架拆除时退楔拆除方木。支架搭设完毕, 铺设底模板之前, 应对支架进行一次全面检查, 包括杆件底座、纵横向剪刀撑联系。支架高程的确定根据预压结果考虑砼未凝固前所有施工荷载对支架产生的弹性变形和非弹性变形。
搭设支架时同时考虑预拱度的设置。预拱度根据梁体自重、预应力上拱度、模板及支架的重量即荷载对支架产生的弹性变形、非弹性变形等综合因素来考虑。
1.2支架拆除
第一节箱梁砼达到设计强度要求, 完成预应力施工及孔道压浆后, 搭设第二节段满堂支架, 完成预应力施工与孔道压浆后, 方可拆除第一阶段支架。拆除支架时应对称、均匀、有序地松动支架顶托进行。拆除按照先翼缘板后底板, 先跨中后支点的顺序进行。当达到一定的卸落量后, 支架便可脱离梁体, 进行底模拆除, 底模拆除完毕后拆除支架。
2、模板
模板由侧模、端模、内芯膜和底模组成, 预先分别制作成组件, 使用时再进行拼装。模板在安装时, 所有的拼缝均设双面胶带贴紧, 并用玻璃胶将其刮密实以防漏浆。
底模:采用2 4 4 0 m m×1 2 2 0 m m×1 5 m m高强竹胶板, 顺桥向布置, 固定在支架顶部10cm×10cm横向方木上。
侧模:分为两部分, 翼板底模及腹板外侧模。翼板底模同前述底模相同。
因斜腹板外侧有圆弧, 腹板与底板下圆弧采用定做圆弧钢模, 翼缘板与腹板上圆弧倒角计划采用模板厂家生产制造的定型外弧形竹胶板与15mm厚高强竹胶板组合的方式。
定型外弧形竹胶板拆模后外观效果
箱梁砼是外露砼, 腹板出于美观的要求不设拉杆, 采用在外部脚手架加顶撑的方法加固, 腹板侧模纵桥向设4根10cm×10cm方木横肋, 分别设置在外侧模的顶、中、底, 间距为60cm, 在纵桥向方木上钉竖向10cm×10cm方木竖肋, 间距30cm, 在竖肋上铺设15mm厚高强竹胶板。模板支立时, 首先在翼板支架上用扣件扎水平横向钢管, 调整好标高, 侧模底边放在水平钢管上, 上线后, 在翼板下支架立杆上用扣件设置四根水平杆, 一根斜杆, 顶住侧模纵桥向方木, 即每个竖肋设置4道支撑钢管, 间距为60cm。每个支撑钢管应保证有两个扣件与支架相连。侧模支立即完毕。为了防止翼板下支架混凝土浇筑时在侧压力作用下发生水平位移, 将翼缘板下支架与底腹板下支架相连, 以保证翼板下支架刚度, 并向外斜挑钢管, 斜挑钢管设水平钢管与另一侧斜挑杆相连。
翼板和侧模交界处设一块木条, 作为第一次砼浇筑的控制标高。
内模 (内顶模) :采用1 5 m m厚竹胶板拼装成型, 背肋采用5×10cm方木, 按30cm间距设置, 配合钢管形成环形骨架用以支承内模, 确保箱梁内箱室的结构尺寸正确无误。内模竖向钢管支架顺桥向间距0.6m一道, 横向间距0.75m、1.0m, 纵横向用扣件连接以增加整体稳定性和承载能力。为确保底板混凝土浇筑密实及防止内模上浮, 内模的底模部分不安设。当第一次浇筑完后拆除腹板内模, 在底板上搭设钢管架配合方木做竖向支撑, 内顶模采用1 5 m m厚竹胶板。
内模施工顺序:焊接钢筋立杆→支组合底侧模板→连接纵横向排架钢管扣件→顶模。
钢筋立杆的制作:用14~20mm钢筋焊接在底板两层钢筋上, 再焊接一横向短钢筋支撑承担顶板荷载的竖向钢管, 横向钢筋高度即是底板混凝土的顶面, 用来控制底板混凝土厚度。
底腹板倒角模板制成组件。底部支撑通过钢筋架立, 根据腹板位置直接进行拼装。
箱室高度与宽度通过顶托丝杆调节所需尺寸, 使每孔不同截面箱室高度与宽度内模板材料重复使用。
顶板上每箱室每隔10m预留1个1m×1 m的入孔, 以便内模支架的拆除。由于箱梁底侧模板安装后, 有钢筋、预应力筋、内膜等多道工序, 作业时间相对较长, 往往等到浇筑时, 模板内有许多杂物, 应采用空压机进行清理, 底模板的最低处位置设置一块活动模板以便进行清理。
端模:包括张拉锚台位置的端模与内外模骨架连接, 形成封闭端。
3、结束语
因该桥地处江心洲冲积区, 地基稳定性因素不确定, 加上梁下净空高度较低, 为从经济、合理达到施工效果, 采用了结合实际地质在荷载分布不同区域适当加密支架密度, 为一种常规做法与实际情况相结合的范例, 借此提高在施工安全及技术管理上的密切结合。
摘要：40m跨径的现浇连续大箱梁在现代市政、高速公路桥梁广泛应用, 而在施工过程中从安全、稳定性方面考虑, 对地基承载力及支架处理方案要求较高。马鞍山长江公路大桥MQ-08合同段江心洲互通立交桥地处长江冲积洲, 此区域地质条件较为复杂, 为从根本上保证支架及基地安全, 减少受地基承载力及区域限制所带来不便, 拟采用两次现浇成型施工工艺, 现对此工艺的支架模板布设方案做以介绍。
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