巖土工程師輔導:橋梁施工中現(xiàn)澆蓋梁支架的設計與施工
1、概述
蓋梁,也稱帽梁,一般設于墩柱頂部,是鋼筋混凝土簡支梁橋中的下部結構主要受力構件。墩柱頂 蓋梁,如采用現(xiàn)澆施工,其施工質量,不僅受控于混凝土配合比、澆灌方法,且與采用的支架緊密相關。只有選擇了堅實的支架,使模板牢固、可靠,拼縫嚴密、接口順直,能抵抗混凝土自重和施工荷載,操作人員能安全地進行各種施工作業(yè),才能確保施工質量和安全,杜絕模板漏漿、脹模等質量通病,杜絕模板支撐倒塌等安全事故。
2、各種支架的計算要點
支架設計時,計算承受的荷載包括:模板自重、新澆筑鋼筋混凝土重量、施工人員和運輸工具重量、傾倒和振搗混凝土產生的荷載及支架自重等。
2.1 縱橫粱的設計計算各種支架中,模板下、支架頂?shù)目v橫梁的設計計算大同小異,一般可將之當作簡支梁計算。 設計計算時,先初選構件類型(如方木、槽鋼或工字鋼等),再根據(jù)最大彎矩或最大剪力的數(shù)據(jù),選擇構件型號及截面,驗算構件的撓度、彎曲強度和抗剪強度。
2.2 自落地支柱的計算自落地支柱可當作兩端簡支的軸心受壓構件計算,先初選構件類型(如鋼管、型鋼或門式架等),再根據(jù)最大軸力的數(shù)據(jù),按計算值選擇構件型號及截面,最后驗算抗壓穩(wěn)定性和水平聯(lián)系桿的豎向間距(即水平聯(lián)系桿的道數(shù)),并按構造要求設計掃地桿、剪刀撐、拋撐和纜風繩等。如蓋梁離地面高度較大,所在地區(qū)基本風力較大,則應考慮風荷載,并核算選擇拋撐和纜風繩。
2.3抱箍的計算抱箍所能承受的荷載可由抱箍與墩柱之問的摩擦力平衡,其摩擦系數(shù)μ由墩柱面的平整度和粗糙程度而定,一般可取為μ=0.3―0.5.設計時應選擇擰緊螺栓的數(shù)量,并驗算其抗剪強度,同時應驗算抱箍鋼板的局部抗剪強度和抗擠壓強度。
2.4托架鋼錠的計算預埋托架的設計,除選擇計算縱橫梁外,還應對埋設的鋼錠的規(guī)格和截面積進行計算,核實其最大彎、剪力和支座處撓度。支架型式的選用,應結合現(xiàn)場設備及施工條件與蓋梁的高度,還應保證現(xiàn)澆蓋梁的施工質量和操作安全。
3、支架型式的選用條件支架型式的選用
應結合現(xiàn)場設備及施工條件與蓋梁的高度,還應考慮經濟成本盡量能就地取材,并應保證現(xiàn)澆蓋梁的施工質量和操作安全。
自落地支柱可采用鋼管、型鋼或門式架等,根據(jù)施工設備狀況及荷載經計算選用;無論采用何種支架,施工時都應按計算撓度值設預拱度,并應搭設足夠寬度的操作面(一般每邊不小于1m)和周邊護欄(高度不小于1,2m);各種支架的護欄邊,都應滿掛密目安全網,以防止高空墜落。
4 、各型支架的優(yōu)缺點及改進措施
4.1 各支架優(yōu)缺點
?、僮月涞刂Ъ苁浇Y構簡單,但在荷載作用下支架變形較大,耗用材料數(shù)量較多,文明施工管理工作量較大。
?、诓捎帽Ч刻艏苁?,在蓋梁施工中下部仍可通行,不占地面工作面,便于管理,但抱箍挑梁中鋼箍與墩柱之間的摩擦系數(shù)的取值難以掌握,依墩柱表面的平整度或粗糙度而異,施工時易發(fā)生抱箍滑脫事故,支架能承受的荷載不高。
?、勐裨O托架式雖然下部可通行,不占用地面工作面,易于文明施工管理,能承受荷載較大,支架在荷載作用下變形較小,但在埋設鋼錠和施工受載時,墩柱混凝土需具備一定強度,施工后在墩柱中留下小孔,影響墩柱外觀,施工后宜用微膨脹混凝土填塞小孑L及墩柱表面處理工作。
4.2 各種支架的改進為提高自落地支架的承受荷載,而減少變形或沉降,可利用萬能桿件拼裝成桁式支架。桁式支架可設計為滿堂式,也可設計為柱梁式。
對于在河岸上現(xiàn)澆蓋梁,如土質條件較差,做適當壓實處理并經采取措施后,也可采用自落地支架。 如在地面上先鋪木板或槽鋼,或澆筑混凝土地板,以增大地基受壓面積。
對于水上現(xiàn)澆蓋梁,由于樁基、系梁及墩柱施工時,已搭設了水上操作平臺,因此可利用在該操作平臺上直接搭滿堂支架。但必須驗算操作平臺的穩(wěn)定性和沉降量,慎重采用。
一般簡支梁橋中,在樁基與墩柱間都設計有水+‘平系梁,因而在水上與土質條件差的地面上,如蓋梁與系梁的高差不大,可利用系梁作為受力底座,在系梁面上搭設落地支架。但系梁的強度必須經過計,必要時加大系梁截面或加配鋼筋。
在使用抱箍挑架式時,為預防施工荷載過大造成鋼板箍滑脫,宜采用高強度螺栓和雙螺母擰緊抱箍,也可以采用兩層抱箍互相支撐的方法,或在抱箍底部預埋鋼筋,以加強支撐。但預埋的鋼筋在使用后應割,做好墩柱外觀處理。
如施工荷載不大,可在墩柱中埋設型鋼,利用埋設的型鋼搭設支托架。另外在埋設托架中,經鋼錠。對于埋設托架式,也可將埋設鋼錠與工字鋼改為埋設牛腿,再在牛腿上搭設支架并鋪設模板。
5 、結束語
在上海市政工程多年的施工實施中,各類型支架按實地情況經常選用,無論在保證工程質量及支架的設置經驗上,雖獲益匪淺,但當支架選定后,對一些重點的處理尤應重視。如自落式支架落于地面上的地基整平、夯實、擴大承力面,落于構筑物上對構筑物的核實補強;抱箍、托架式施工完畢后對墩柱外觀的處理等。
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