浅析盘扣式满堂支架支撑体系设计及检算

发表时间:2021/1/15   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:张朋飞
[导读] 摘要:伴随路桥建设的飞快发展,建设等级也越来越高,在项目质量及畅通安全性上也提出更高了的要求。
        中铁七局集团第五工程有限公司  河南郑州  450048
        摘要:伴随路桥建设的飞快发展,建设等级也越来越高,在项目质量及畅通安全性上也提出更高了的要求。考虑到公路现浇桥与投资效益、经济发展、使用人员人身财产安全等直接相关,所以国内有广泛应用盘扣式类型的满堂支架,来辅助施工建设,以节约成本、控制质量、安全可靠地顺利完成施工任务。基于此,本文从满堂盘扣式支架出发,探讨了设计、检算支撑体系的有关内容,希望有助于满堂支架的进一步推广应用。
        关键词:满堂支架;盘扣式;支撑体系
        新世纪下,桥梁工程越来越多,相应的施工技术也变得更加复杂多变。特别是现浇施工更是进一步增大类施工过程的繁杂性,而满堂盘扣式支架以其很明显的优势在现浇梁中,获得了施工广泛的应用。但是,在具体的应用过程当中,却频频发生支架倒塌现象,其中最主要的原因就是并未支架结构展开必要的设计及检算。
        一、盘扣式满堂支架的作用
        伴随当今城市的飞快发展、轨道交通的规划建设,市内桥梁工程也变得更多。针对大跨度桥梁,规划设计及施工建设均十分困难。所以,在现代城市中,基本上的大跨度桥梁均有选取支架现浇梁方式。尤其是满堂支架在混凝土桥梁界获得了较普遍的应用,其中的满堂盘扣式支架更是以节省支架材料、减少造价、降低成本、稳固安全等优势,获得了广泛的认可。但在我国强制性条文中,有针对满堂支架法混凝土制梁,提出设计、验收的必要性,以确保支架结构的强度、稳定性、刚度足够强。
        二、工程概况
        某条主线桥梁在G0511线高速公路的第十合同段上,其中第22联现浇梁用的是五室单箱预应力砼与等截面直腹板连续梁。其中箱梁的宽、高分别为17.348-30.655m、200cm,腹、底、顶、横隔板的厚分别是40cm、25cm、25cm、30cm,而翼板宽175cm。在梁体中跨支点位置的2.66米区域,采用的是实心段梁体,并属于隐形盖梁。在浇筑箱梁中,用的是C50混凝土。
        设计支架的方案:竖向标准层、顶层的步距至多1m。各支点横梁之间的距离0.6m(纵向)或0.9m(纵向)。在不同的空箱位置,纵横间距1.2m×1.5m。在腹板的地方,设计纵横间距1.2m×1.2m。在横梁的位置,设计的纵横间距为0.6m×1.2m。在底模部位用的是15mm的竹子胶板,而次龙骨用的是10cm×10cm规格的方木。主龙骨、翼板分别用的是双肢槽钢拼接成的结构、双钢管。
        三、支撑系统的计算
        1、验算次龙骨
        腹板、箱室、翼板这三种方木的间距、最大跨度分别是0.1m、1.5m, 0.25m、1.5m,0.25m、1.5m。腹板处荷载q1=0.1×[(3+2)×1.4+(52+0.5)×1.2] =7kN/m;箱室处荷载q1=6.19kN/m;翼板处荷载q1=3.46kN/m;选最差的2m厚验算得出q2=5.75kN/m。
        强度验算:弯应力最大值 max=Mmax/W=9.45N/mm2<[]=13N/mm2与要求相符。
        挠度验算:挠度最大值max=0.677q2l4/100EI=3.38mm<[ɷ]=3.75mm与要求相符。
        2、验算主龙骨
        在主龙骨位置,用的是槽钢12.6双肢横桥,并在底板上铺设。其中侧模槽钢、翼板8钢支撑。
        标准段:腹板2m,间距至多1.2m、跨度至多1.5m。
        空箱间距至多1.5m、跨度至多1.5m。
        翼板间距至多1.5m,跨度至多0.9m。
        在侧模处,H型钢间距至多1.5m,跨度至多0.7m。
        厚2m的箱梁段荷载(沿着桥向有1.5m的间距)算得:q1=105kN/m;
        厚2m的箱梁箱室段荷载(沿着桥向有1.5m的间距):q1=34.8kN/m;
        据三跨连续梁展开的验算知:腹板具有0.4m的宽。
        验算强度:弯应力最大值max=Mmax/2W=66.6N/mm2<[]=205N/mm2与强度要求相符。
        验算挠度:挠度最大值ɷmax=0.7mm<[ɷ]= 3.75mm与要求相符。
        3、验算立杆稳定性
        选取6段立杆重q1=46.8kN
        (1)荷载
        支架重量0.15kN/m3、砼取46.8kN、模板支架与主次龙骨取5.57kN。施工人员、机械设备荷载6.075kN;振捣荷载=4.05kN;
        标准风荷载:
        ɷk=μzμsμ0
        其中,ɷ0表示基本风压,取0.3kN/m2;μz表示风压高更改系数,取μz=1.14;μs表示风荷载系数。
        无遮拦单排架体型、挡风系数:μst=1.20、φ0=An/A0。而An表示挡风杆件面积,A0表示迎风全面积。经计算得挡风系数φ0=0.12( =0.97)。所以An=(la+h+0.325lah)d=0.22m2
        增大面积的系数1.2;立面每m2的剪刀撑均长系数0.325;单排无遮拦架体形系数:µst=1.2φ0=0.144;无遮拦多排模板体形系数:μs= 0.42;标准风荷载值ɷk=μzμsɷ0=0.144kN/m2。
        (2)荷载组合
        分项恒、活荷载系数各选取1.2、1.4。则组合荷载Nw=[(a+b)×1.2+1.4×0.9×(c+d)] =77.625kN;Mw=0.9×1.4Wklah2/10=0.061kN•m。
        (3)验算稳定性
        立杆φ60×3.2mm(Q345)的截面:截面积A=571mm,f=300N/mm2,i=20.10mm,E=2.06×105N/mm2, L取1500mm。算出:lo=h’+2ka=1.63m(最高1m),lo=nh=1.8m,选取二者中更大的值,也即lo=1.8m。
        验算立杆稳定性
 
        其中,f表示立杆设计的抗压强度值,选取300MPa;Nw表示立杆计算中脚手架柱段区域内设计的轴心力值;A表示立杆毛截面面积;φ表示受压构件轴心对应的稳定系数,选取φ=0.55;W表示钢管截面具有7.7的模量;根据《技术规程》知:77625N/(571mm2×0.55)+6.1万N•mm/7700mm3=255N/mm2<300N/mm2。所以,在组合风荷载下,各方面的稳定性都与要求相符。
        四、结语
        综上所述,在工程建设中,纵观应用满堂盘扣式支架的情况可知,主要是这种支撑体系缺失必要的设计和科学的检算步骤,大多数情况下是施工人员根据自己积累的经验随意进行搭设的,以至于引起不良的垮塌事故。所以,作为合格的技术人员,应树立起高尚的职业道德情操,出于保护角度,真正做好这项工作,以充分发挥出满堂支架应有的作用,为顺利完成施工建设任务打好基础。
        参考文献
        [1]宁银谋.盘扣式满堂支架现浇施工技术探讨[J].居舍,2020(22):59-60+18.
        [2]李龙.桥梁工程现浇箱梁盘扣式满堂支架施工技术[J].交通世界,2020(19):128-129+154.
        [3]李志强.新型盘扣式支架在铁路现浇连续梁中的应用技术[J].价值工程,2019,38(30):166-169.
        [4]赵一霖.基础不等高盘扣式钢管模板支撑架承载力研究[D].西安建筑科技大学,2019.
        [5]韩源彬.盘扣式模板支撑架承载性能研究与应用[D].清华大学,2018.
 
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