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刚架桥支架现浇施工技术方案及满堂支架检算研究

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摘要:结合具体工程实例,介绍了刚架支架现浇施工技术方案,并对满堂支架检算进行了分析。希望能够为类似工程施工提供借鉴与参考。

关键词:刚架桥支架现浇施工技术满堂支架检算

中图分类号: TU74 文献标识码: A

1.工程概况

南广铁路ZDK50+003.722 1-8m刚架桥,全长10.2m,刚架桥小里程边墙采用桩基础,孔桩直径为1.25m,大里程边墙置于白云质灰岩上;YDK50+030.384 1-8m刚架桥,全长13.532m,刚架桥边墙采用桩基础,孔桩直径为1.25m;边墙厚0.8m,跨中梁高0.7m,边墙根部梁高1.1m。

2.刚架桥支架现浇施工技术方案

2.1基础处理。主体框架条形基础为现浇4m厚的C40混凝土。

2.2搭设支架。现浇支架均采用碗口式扣钢管支架,采用Φ48mm×3.5mm无缝钢管。根据现浇砼自重,加工模板,施工机械,施工人员及其它荷载为确保支架安全考虑相应增加荷载系数。钢管支架的纵横断面布置,支架的布设以纵桥向中心线与支架中心相对应,钢管支架纵横向间距为0.6m,底层步距为0.3m,顶层步距为0.8m,中间步距为1.5m;搭设支架应确保所有支架垂直搭设,支架纵、横向之间用剪刀撑进行连接,纵、横向,竖向每隔6排设剪刀撑,剪刀撑用钢管和直角扣件、转角扣件与支架牢整体固连接。

2.3安装底板系统。支架顶端布置10cm×10cm纵向方木条,直接搁置在支架上顶托上,方木间距确定为20cm,顶托内并列布设3根钢管作为支承,方木上铺设15mm厚竹胶板作底模,并与10cm×10cm方木联结定位。

2.4铺底模、侧模。支架搭设完成后经检查并经监理工程师批准后,可铺设底模,底模铺设前应精确放出桥梁的中心线和底板的边线,以便底模铺设准确,侧模用型钢和木板做骨架,表面铺竹胶板。侧模支撑系统也由钢管支架和调节杆搭设,在侧模上设置拉条螺丝对拉,确保两侧侧模的位置。

2.5绑扎中(边)墙钢筋。支架经观测完全达到设计与技术规范的要求后,并经监理工程师批准,清洗调整底模及侧模后,涂恻一层薄薄的脱模剂或机油,按图纸及技术规范的规定与要求,绑扎中(边)墙钢筋,按照设计图纸和规范要求在钢筋加工场地成型,焊接部分采用闪光对焊,成型后运输至施工现场进行绑扎。钢筋加工和绑扎严格遵守规范要求执行,同时对保护层的施工应注意,确保钢筋保护层符合要求。

2.6安装腹板内侧模、浇筑第一次混凝土。钢筋绑扎完成后,浇筑混凝土,浇筑方法采用水平分层、纵向分段,横向对称的浇筑方法,第一次浇筑两边墙的高度为4m,中墙为5m,以保证混凝土接缝错开1米的要求。混凝土采用插入式振动器振捣,混凝土搅拌车运输,泵送混凝土。

2.7安装顶板模板。第一次混凝土浇筑完成后,清除附着在外露钢筋上的水泥浆,凿毛,露出新鲜混凝土,待混凝土强度达到规定时,进行施工缝处理,经检查符合技术规范要求后,进行第二次混凝土浇筑,浇筑成形。浇筑前应适当洒水,使施工缝表面保持潮湿状态,以增加新旧混凝土的结合。采用插入式振动器振捣后,还须在顶板上面层仔细振平振实,仔细磨平顶板表面。为使顶面高程符合图纸要求,在浇筑前设置一定数量的控制点,不但标高要符合设计要求,而且平整度也要符合图纸及技术规范的规定,混凝土初凝后应尽快覆盖和养生。

2.8养护及拆模。养护主要采用土工布覆盖,人工浇水进行养护,养护期7天,侧模板在砼强度达到≥2.5MPa后拆除支架及模板,拆除支架时必须遵循由上到下、逐级卸落,通过调节杆螺丝来逐步松动支架,拆除模板,确保拆除支架的施工安全。

3.满堂支架检算

3.1现浇梁荷载检算。根据《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005查得钢筋砼容重γ=26;每米板梁砼重量 =26×0.7m(梁高)=18.2KN/㎡;模板荷载=2.5 KN/㎡;振捣荷载 =2.0 KN/㎡;人员机械荷载=2.0 KN/㎡;钢管采用扣件式钢管脚手架;木材品种:杉木;木材弹性模量E(N/mm2):9000.0;木材抗弯强度设计值fm(N/mm2):11.0;木材抗剪强度设计值fv(N/mm2):1.4;面板类型:胶合面板,厚度(mm):18.0;钢材弹性模量E(N/mm2):210000.0;钢材抗弯强度设计值fm(N/mm2):205.0;面板弹性模量E(N/mm2):9500.0;面板抗弯强度设计值fm(N/mm2):13.0。

3.2梁底板荷载检算。本梁底模采用1.8cm厚竹胶板,面板为受弯构件,验算其抗弯强度和刚度,取纵桥向单位宽度1m的面板作为计算单元,则梁底模承受荷载转化为匀布线荷载为:

q线=(18.2+2.5)×1×1.2(荷载系数)+(2.0+2.0)×1×1.4(荷载系数)=30.4 KN/m;

根据受力情况,其受力模型简化为受匀布荷载的简支梁。则:

截面抵抗矩

截面惯性矩

弯矩

剪力

1、抗弯承载能力检算

2、抗剪承载能力检算

3、挠度检算

故底模为1.8cm的竹胶板能够满足施工及设计要求。

3.3横桥向方木分配梁检算。本梁底模底面横桥向采用方木,长度不小于,按间距布置。则每根方木承受荷载转化为匀布线荷载为: q线=(18.2+2.5)×0.3×1.2(荷载系数)+(2.0+2.0)×0.3×1.4(荷载系数)=9.13 KN/m;根据受力情况,其受力模型简化为受匀布荷载的简支梁。如图,则:

截面抵抗矩

截面惯性矩

弯矩

剪力

1、抗弯承载能力检算

2、抗剪承载能力检算

3、挠度检算

故横桥向采用方木能够满足施工及设计要求。

3.4纵桥向方木分配梁检算.在横桥向方木底,纵桥向采用方木分配梁,扣件式脚手架按间距和布置,

截面抵抗矩

截面惯性矩

1、扣件式脚手架顶纵木检算

扣件式脚手架横桥向受力(取最保守考虑):

集中力

纵桥向方木受力简图如下图所示:

将结构受力模型简化为受集中力的简支梁(偏保守考虑),受力图如图所示,则:

跨中最大弯矩:

最大剪力

2、抗弯承载能力检算

3、抗剪承载能力检算

4、挠度检算。挠度按简支梁跨中受集中力模型计算(偏保守考虑),则集中力:

挠度检算

综上所述,纵桥向采用方木,按相应的间距布置方木,能够满足施工及设计要求。

3.5立杆检算

1、扣件式脚手架检算。采用扣件式钢管脚手架。立杆横纵桥向间距为和,横杆步距1.5m.则根据扣件式脚手架的受力特性,结合纵桥向方木受力分析图,现对扣件式脚手架的主力杆进行受压承载能力检算。

1)立杆承重(0.6×0.6m梁截面标准段):RA= RB=3P/2=3×5.48/2=8.22KN。立杆由纵向分配梁传递的荷载及支架自重:N=8.22+0.5=8.75KN

2)长细比:λ=L/I=1500/15.78=96,查表φ=0.618,容许承载力[N]= φ×A×[σ]=0.618×489×205=61.9KN>8.75KN

3)立杆承重(0.5×0.5m梁根部):RA= RB=3P/2=(3×7.3)/2=57.69/2=10.95KN,立杆由纵向分配梁传递的荷载及支架自重:N=10.95+0.5=11.45KN

4)长细比:λ=L/I=1500/15.78=96,查表φ=0.618,容许承载力[N]= φ×A×[σ]=0.618×489×205=61.9KN>11.45KN

综上所述,故采用扣件式钢管脚手架。标准梁截面立杆横桥向间距为0.6m,纵桥向间距为0.6m,横杆步距为1.5m,梁根部截面立杆横桥向间距为0.5m,纵桥向间距为0.5m,横杆步距为1.5m。按间距以上搭设满堂红脚手架能够满足施工及设计要求。在施工中因建筑物空间间距问题可加往小间距调整纵横立杆。步距调小至1.0m时可增大钢管的φ值(0.81)容许承载力。适当加设一定数量的斜杆,以增强脚手架的稳定性,提高脚手架的整体承载力,保证施工安全。

3.6基础承载力检算

1、支架基础为C25混凝土路面。P=N/ab=11.45×103/(0.15×0.15)=0.51mpa<9.6mpa,满足要求。支架基础表层采用15cm厚C20砼,底层采用40cm厚级配碎石层,换填,级配碎石屋压实度不小于0.93。承载力不小于900kpa。

2、换填承载力900kpa计算方法如下(取1㎡计算)。持力层承载力验算:P=N/S=11.45×4/1=45.8KP

3、管涵部分承载力计算,管涵直径2m,管涵两侧用浆砌片石砌平管涵最高处,方木横铺在管涵上作为支架基础。P=N/ab=(8.75×4)×103/(2×0.1),=0.18mpa<5mpa,满足要求。

4.结束语

结合工程实例介绍了刚架桥支架现浇施工技术方案,并对满堂支架进行检算,结果表明各项指标符合要求。在施工中满堂支架所有支点要求均匀下沉,避免梁体出现开裂。同时支架搭设必须合理,以确保施工安全顺利进行,提高施工效益。

参考文献:

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[2]向大强.公跨铁连续梁满堂支架的设计及检算[J].铁道建筑技术,2013(8)

[3]张小芹.系杆拱桥碗扣式满堂支架稳定性验算[J].中国新技术新产品,2013(5)