龙治宣
广西建工集团第二建筑工程有限责任公司,广西南宁 530022
摘要:在桥梁、轻轨及铁路等工程建设过程中,T形桥墩应用较为广泛。桥墩大多数为清水混凝土,通过钢模板成型。T形桥墩盖梁两端为悬挑段,在传统施工工艺中,盖梁底模多采用碗扣式脚手架或螺旋钢管柱作为支撑架,工序繁杂,措施费用高,进度慢。桥墩主体结构施工一般先浇筑墩柱混凝土,后施工盖梁。盖梁模板安装时,其底模需连接一段墩柱模板,作为抱箍段,该抱箍段模板安装在已浇筑的墩柱顶部。盖梁施工时,其大部分荷载由已施工完成的墩柱混凝土承重,且盖梁和墩柱模板均为钢模,二者连接牢固。T形桥墩盖梁悬挑段底模若能与墩柱抱箍段模板连接,把盖梁悬挑段荷载传到墩柱抱箍段模板上,在施工过程中由解决盖梁悬挑段重力问题,转换为解决墩柱抱箍段摩檫力问题,将给T形桥墩盖梁施工带来很多好处,不仅节约成本、加快进度,而且施工可以不受地面条件影响。
关键词:三角斜撑架
引言:在市政及桥梁工程中,桥墩多,线路长,每个桥墩盖梁需要单独搭设模板支撑架,支撑架搭设、拆除及周转都将花费较多材料及人工。在保证安全的前提下,采用新工艺,对T形桥墩盖梁模板支撑架进行简易化,在工程建设过程中具有重大意义。
在通常施工过程中,T形桥墩盖梁模板支撑架主要有螺旋钢管支撑架和碗扣式脚手架支撑架两种,见下图:
1、螺旋钢管支撑架
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A连接板与墩柱模板及背楞焊接连接,B杆件与A及C螺栓连接,C与盖梁底模槽钢及D焊接连接,D为2根10#槽钢拼装构件,与盖梁底模槽钢焊接连接,焊缝厚度均为5mm。各节点大样图见下图:
(备注:B杆件中无缝钢管两端螺母内径为52mm,与无缝钢管焊接连接)
斜撑杆采用2根10号槽钢拼接后与Φ50mm螺杆焊接而成,斜杆两端焊接16mm厚钢板,并且预留螺栓孔。安装帽梁底模时将斜杆支撑在抱箍模板上,并用M28螺栓固定,再通过螺杆调节水平。调整帽梁底部模板水平时,可用一根φ20钢筋插入无缝钢管预留洞内,顺时针或逆时针旋转即可。
4、承载验算
采用三角斜撑架作为盖梁模板支撑架时,需进行墩柱抱箍段抗滑移、三角斜撑杆及螺栓受力验算。
(1)抗滑移验算
验算墩柱抱箍段抗滑移时,荷载组合计算公式取S1和S2二者大值作为钢抱箍产生的摩擦力。S1=1.2(G1k+ G2k)+1.4(Q1k+ Q2k),S2=1.35(G1k+ G2k)+0.7×1.4(Q1k+ Q2k),其中G1k为盖梁悬挑段混凝土自重,G2k为模板重量。Q1k为人员及机械活荷载, Q2k为振捣混凝土活荷载。钢抱箍对墩柱产生的正压力计算公式为:σ1= S/μ,螺栓设计拉力Nt=nAeft,当σ1<Nt时,满足要求,当σ1>Nt时,可通过在墩柱抱箍段底部钢模板用钢管进行回顶。
(2)斜杆受力计算
帽梁每侧悬挑模板底部采用2根M50螺杆作为支撑,间距1000mm。
计算公式:N<[N]=fA
其中N?——螺杆所受的压力;
A?——螺杆有效面积 (mm2);
f?——螺杆的抗压强度设计值,取360N/mm2;
斜杆直径50mm,M50螺杆公称截面面积A=1962mm2。
斜杆最大轴力设计值:N= f×A=360×1962=706320N
S1和S2取大值,每根斜杆受轴向压力为N1=S÷sin45°÷2
当N1<N时,满足要求。当N1>N时,不满足要求,可由原来2根斜杆增加为3根。
(3)螺栓受力验算:
斜杆通过规格为M28×110螺栓与帽梁及墩柱模板连接,螺栓屈服强度320MPa,螺栓有效截面积Ae(mm2)=244.8mm2,最大承受剪力为320×244.8=78.4KN。与斜杆轴向力对比,当螺栓屈服强度大于斜杆轴向力时,螺栓满足使用要求。当螺栓屈服强度小于斜杆轴向力时,可由原来2根斜杆增加为3根。
5、工艺综合比选表
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6、结束语
在T形桥墩盖梁模板安装过程中,采用三角斜撑架施工工艺比传统施工工艺在进度、成本方面优势明显。随着桥墩高度增加,优势越大。在市政及桥梁施工中,一个工程往往由几十至几百个T形桥墩组成,盖梁模板安装时,利用三角斜撑架作为模板支撑体系,能给工程建设带来较大经济价值。
参考文件和注释:
本文的编制依据有:
[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011).
[2]《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2016).
[3]《建筑施工模板及作业平台钢管支架构造安全技术规范》(DB45/T618-2009)
[4]《施工安全检查标准》(JGJ 59-2011).
[5]《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》建质【2009】254号文.