m现浇梁支架施工控制技术宿淮项目部

陆上40m现浇梁支架施工技术摘要：现浇梁支架受力分析及施工过程的质量控制是施工的重点，也是保证现浇梁施工安全性的基本条件。论文通过工程实例，对现浇梁支架设计的验算进行了详细的介绍，并对该工程中的施工安全措施进行了探讨，旨在对以后类似工程施工提供了借鉴。关键词：现浇梁支架方案验算施工质量控制引言：支架现浇法是目前桥梁上部现浇梁采用最多的、最普遍的施工方法之一，尤其是在墩身不高的情况下浇注时，几乎成为首选方法。支架施工就是桥位上搭设支架，在支架上安装模板、绑扎、安装钢筋骨架、预留孔道，在现场浇筑混凝土和施加预应力，当混凝土达到强度后拆除模板和支架的施工方法。1、工程概况XX特大桥中心里程为DK131+533.16，全长4160.53m。该桥共1孔40m预应力砼简支箱梁，采用膺架法现场浇筑施工，65＃、66＃孔位于XX防洪大堤上。该箱梁截面类型为单箱单室箱梁，两端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚，梁顶宽6.9m，长40.6m，计算跨度为39.5m，梁端支座中心距为3.2m。避车台、接触网支座设置在翼板上，顶部与翼板顶齐平。箱梁横断面如下图：2、支架方案箱梁位于XX防洪大堤上，支架采用陆上方案。该支架共设4排临时支墩，排间距12m。其中第1、4排立柱置于承台顶，采用φ630mmδ12mm钢管柱，每排2根，间距3.7m。承台施工时在钢管柱位置预埋1*1mδ20mm钢板，立柱安装时将预埋钢板与立柱地板焊接，以增强立柱的稳定性。第2、3排立柱位于防洪大堤上和半坡上，立柱基础采用群桩基础，桩径1.0m，单排两根，间距3.7m，桩顶5m安放钢筋笼，桩顶用系梁连接，系梁横线路方向宽5.5m，顺线路方向长2m，厚1.0m。系梁顶为立柱，采用2根φ630mmδ12mm钢管，间距3.7m，立柱与系梁用1*1mδ20mm钢板连接，系梁施工注意预埋。为保证立柱的整体性，每排2根立柱相互间用[14a槽钢连接。为便于拆模，柱顶设置砂筒，施工时确保砂筒可调范围≥15cm。砂筒顶安放2根I45a工字钢横梁，其上安放15列单列单层不加强贝雷架纵梁，纵梁上铺设I22a工字钢为模板支撑平台，间距0.8m。3、方案验算3.1材料说明竹胶板：δ12mm；方木：100mm×100mm；I22a分配梁；2I45a分配梁；钢管柱：φ630，δ12mm。除贝雷梁外，各材料材质均为Q235。3.2计算工况现浇阶段：按照传力途径，从上往下计算：模板→方木→I22a分配梁（侧模桁架）→贝雷梁→2I45a分配梁→钢管柱。3.3支架计算3.3.1计算荷载钢筋混凝土容重取：26kN/m3；振捣混凝土荷载：2.0kN/m2；施工荷载：2.5kN/m2；荷载组合：1.2×不变荷载+1.4×可变荷载3.3.2底模12mm厚竹胶板计算采用的调整方案：腹板处方木横桥向间距加密为150mm，底板处方木横桥向间距加密为200mm。模板面板为受弯构件，按多跨连续梁对面板抗弯强度和刚度进行验算。经分析，腹板处模板受力最为不利。取腹板处底模进行计算，方木横向间距为150mm。腹板处荷载：固定荷载：1148.3kN；活荷载：71.8kN；荷载组合：1.2×1148.3+1.4×71.8=1478.5kN腹板计算均布荷载为：q=80.4kN/m（1）强度计算：计算公式如下:M=0.1ql2最大弯矩：M=0.1ql2=0.1×80.4×0.152=0.181KN·m；弯曲应力σ=M/W=0.181×106/24000=7.54Mpa；σ=7.54MPa＜[σ]=12Mpa，满足要求。（2）挠度计算：计算公式如下:f=0.677ql4/(100EI)面板最大挠度计算值f=0.677×80.4×1504/(100×6000×144000)=0.319mm面板最大允许挠度[f]=150/400=0.375mmf=0.319mm＜[f]=0.375mm,满足要求。3.3.3底模100×100mm方木计算模板方木为受弯构件，按多跨连续梁计算。方木抗弯强度[σ]=12Mpa，弹性模量E=10000Mpa。截面惯性矩I=b×h3/12=100×1003/12=8333333.3mm4截面抵抗矩W=b×h2/6=100×1002/6=166666.7mm3取腹板荷载计算方木（0.8m间距），方木横向间距0.15m；方木计算均布荷载为：q=80.4×0.15=12.06kN/m（1）强度计算：弯矩计算公式如下:M=0.1ql2最大弯矩：M=0.1×12.06×0.82=0.772KN·m；弯曲应力σ=M/W=0.772×106/166666.7=4.63＜[σ]=12Mpa；（2）挠度计算：挠度计算公式如下:f=0.677ql4/(100EI)方木最大挠度计算值：f=0.677×12.06×8004/(100×10000×8333333.3)=0.40mm＜[f]=800/400=2.0mm，满足要求。3.3.4外侧模计算外侧模支架纵向间距为0.8m，支架采用梁单元建模，模型及荷载如图6所示，在拉杆和反力座处约束。（1）外侧模支架模型如下：图6外侧模支架模型（1）应力：支架单元最大组合应力66.5MPa＜170MPa，满足要求。图7外侧模支架组合应力图（MPa）（2）反力：拉杆最大拉力为64.0KN，选用φ14圆钢，查得φ14拉杆的容许拉应力为36.2KN。则64.0KN＞36.2KN，不满足要求。拟采用的调整方案：选用φ20圆钢，查得φ20拉杆的容许拉应力为73.8KN。则64.0KN＜73.8KN，满足要求。图8外侧模支架拉杆拉力图3.3.5支架计算3.3.5．1贝雷架计算（1）现浇支架模型建立建立简支梁现浇支架的空间计算模型，贝雷架采用梁单元模拟（释放梁端约束），分配梁和钢管柱均采用梁单元模拟。整体计算模型和贝雷架模型如图9、图10所示。图9现浇支架计算模型图10贝雷架模型图（2）荷载取值（竖向力）：将梁体荷载划分为底板、腹板和翼缘板三部分，采用均布荷载，分别施加于Ⅰ22a分配梁上。作用于Ⅰ22a分配梁上均布荷载如图11所示。图11Ⅰ22a分配梁上均布荷载示意图（3）计算结果分析根据《装配式公路桥梁钢桥多用途使用手册》（黄绍金、刘陌生编著），对于支架这种临时结构，16Mn钢材的拉应力、压应力、弯应力按，剪应力来进行承载力计算。a．贝雷架弦杆最大组合应力为257.0MPa＜，出现在钢管柱支撑处下弦位置，满足要求。图12贝雷架弦杆组合应力图（MPa）b.贝雷架弦杆最大剪切应力为159.0MPa＜，出现在钢管柱支撑处下弦位置，满足要求。图13贝雷架弦杆剪切应力图（MPa）c．贝雷架竖杆最大组合应力为236.0MPa＜，出现在钢管柱支撑处竖杆位置，满足要求。图14贝雷架竖杆组合应力图（MPa）d．贝雷架斜撑最大组合应力为103.6MPa＜，出现在钢管柱支撑处斜撑位置，满足要求。图15贝雷架斜撑组合应力图（MPa）e．贝雷架最大竖竖向位移：：9.5mm＜120000/11000==12..0mmm，满足要要求。图16贝雷架架竖向位移移图（mm）3.3.5．22I22a横向向分配梁计计算a．I22a分配梁最最大组合应应力为57.5MMPa＜170Mpa，出现在在钢管柱支支撑处，满满足要求。图17I222a分配梁梁组合应力力图（MPa）b．I22a分配梁最最大剪应力力为：20.2Mpa＜100Mpa，出现在在钢管柱支支撑处，满满足要求。图18I222a分配梁梁剪应力图图（MPa）3.3.5．332I455a横向分分配梁计算算a．2I45a横向向分配梁组组合应力为为148.11MPa＜170Mpa，出现在在钢管柱支支撑处，满满足要求。图192I445a分配配梁组合应应力图（MPa）b．2I45a横向向分配梁剪剪应力为：：85.9MMPa＜100Mpa，出现在在钢管柱支支撑处，满满足要求。图202I445a分配配梁剪应力力图（MPa）3.3.5．44钢管柱(φ630，δ12mmm)计算(1)支承反力力如图1所示，单个钢管管柱底的支支承反力分分别为：1#：793.5kNN；2##:14880.1kN；3#：1443.9；4#：817.00kN。图21钢管立立柱支座反反力图（kkN）(2)钢管柱稳定定性验算钢管截面特性：：=23298mmm2,回转半径径：i=2211mma.2#钢管柱柱计算长细比：轴心受压杆件的的稳定系数数＝0.944钢管强度：＜1170MMpa，满满足要求。钢管柱稳定性计计算：＜170Mpaa，满足要要求。b.3#钢管柱柱计算长细比：轴心受压杆件的的稳定系数数＝0.944钢管强度：＜1170MMpa，满满足要求。钢管柱稳定性计计算：＜170Mpaa，满足要要求。（3）钢管柱的弹性性变形：2#钢管柱的弹弹性变形：：3#钢管立柱的的弹性变形形：3.3.5．55钻孔桩基基承载力计计算桩基容许承载力力：[P]]—容许承载载力；U—桩的周长长；l—桩的有效效长度；—桩壁土的的平均极限限摩阻力。a.2#桩基长长度计算，该该墩位处土土的力学特特性表如下下：分层厚度（m）4.91.93.2极限摩阻力（kkPa）120130180混凝土承台自重重：1.2×55.5/22×2×11×26=171..6kNN混凝土桩身自重重：1.2×π×0.52×10×26=2245.00kN则桩基上的作用用力为：11480..1+171.66+2455.0==18996.7kN=4.9×1220+1..9×1330+3..2×1880=14411kkN/m＞1896.7kN，满满足要求。b.3#桩基基长度计算算，该墩位位处土的力力学特性表表如下：分层厚度（m）1.21.93.81.51.6极限摩阻力（kkPa）120130180130160混凝土承台自重重：1.2×55.5/22×2×11×26=171..6kNN混凝土桩身自重重：1.2×π×0.52×10×26=2245.00kN则桩基上的作用用力为：11443.