現(xiàn)澆連續(xù)梁鋼管支架的計(jì)算及施工

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摘要：扣件式鋼管腳手架構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便，在恒、活載作用下穩(wěn)定性比較好，在目前橋梁施工特別是現(xiàn)澆梁施工中仍然廣泛應(yīng)用的一種支架，現(xiàn)就使用前在組合恒、活載作用下對(duì)模板支架、立桿地基承載力及門洞進(jìn)行檢算。安裝時(shí)須注意的事項(xiàng)及安裝順序。支架安裝完成后，應(yīng)做預(yù)壓試驗(yàn)，以檢查支架的壓縮量及穩(wěn)定性。
 

關(guān)鍵詞：鋼管腳手架 支架檢算 門洞檢算 搭設(shè)

　　扣件式鋼管腳手架工程是橋梁連續(xù)梁施工中常用的且十分重要的臨時(shí)設(shè)施，這項(xiàng)工作的優(yōu)劣將直接影響工程的質(zhì)量、安全、速度、效率等?？奂戒摴苤Ъ馨惭b，拆卸比較方便，在荷載作用下穩(wěn)定性較好?，F(xiàn)以2005年合肥當(dāng)涂路現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)扣件式鋼管支架的計(jì)算施工為例，淺述一下我們的應(yīng)用。

一、工程概述

　　該橋孔跨布置為：1-8m框架+（20.3+2×17.8+20.3）m連續(xù)剛架，梁寬7m，梁厚1m，本橋現(xiàn)澆梁支架采用普通鋼管腳手架，350工字鋼梁做門洞梁，適用于跨度6m的門洞搭設(shè)，以滿足既有當(dāng)涂路交通的正常運(yùn)營(yíng)。

二、滿堂腳手架的布置

　　該橋陸地上除門洞外其余梁體澆筑施工均采用滿堂支架。支架材料為普通鋼管腳手架，支架基礎(chǔ)必須經(jīng)碾壓并硬化達(dá)到要求后，再搭設(shè)支架。地面進(jìn)行硬化方法為：場(chǎng)地平整后用壓路機(jī)壓實(shí)，先鋪10㎝碎石墊層，后鋪C15砼15㎝（軟弱地段換填墊片石和灰土）。支架間距順橋向0.6m，橫橋向0.6m,步長(zhǎng)120cm。采用普通腳手鋼管滿堂支架，間距60×60㎝，步距120㎝。鋼管上下均采用可調(diào)調(diào)節(jié)支撐，支架底托下延橫橋向墊槽鋼，所有支架應(yīng)依據(jù)搭設(shè)高度設(shè)置剪刀撐。
　　因?yàn)闈M堂支架是整個(gè)梁體最重要的受力體系，所以鋼管支撐的桿件有銹蝕，彎曲、壓扁或有裂縫的嚴(yán)禁使用；使用的扣件有脆裂、變形、滑絲的扣件禁止使用，扣件活動(dòng)部位應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)扣件夾緊鋼管時(shí)，開口處的最小距離應(yīng)不小于5mm。

三、支架檢算如下：

1、模板支架檢算(按一米梁長(zhǎng)計(jì)算，鋼管按Φ48計(jì)算)
（1）鋼筋砼斷面如圖①，荷載按照寬4.5米計(jì)算，則長(zhǎng)1米的梁自重N₁=4.5×1×1×26=117(KN)
（2）模板荷載N₂=4.5×1×0.018×9=0.729(KN)
（3）5×8方木荷載N₃=4×0.05×0.1×4.5×7.5=0.675(KN)
（4）15×15方木荷載N₄=8×1×0.15²×7.5=1.35(KN)
（5）人及機(jī)具活載N₅=20(KN)

　　則模板支架立桿的軸向力設(shè)計(jì)值N=1.2×(117+0.729+0.675+1.35)+1.4×20=154.315(KN)

　　模板支架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l₀=步距1m+2×0.5=2m

　　長(zhǎng)細(xì)比λ= l₀/I=2/1.58=126.6

　　則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)Φ=0.412，f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=205Mpa；

　　A≥N/Φ·f =154.315/(0.412×205)=18.27cm²

　　一根Φ48鋼管的截面為：4.89cm²；則上述荷載需鋼管數(shù)=18.27/4.89 =4根

　　施工中采用@60×60的碗口腳手架，共計(jì)16根，滿足上述檢算要求。

2、立桿地基承載力計(jì)算(按1.2米梁長(zhǎng)計(jì)算，鋼管按Φ48計(jì)算)

　　平均壓力P≤f_g

　　P-立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力，P=N/A；

　　N-上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計(jì)值；

　　A-    基礎(chǔ)底面面積；

　　f_g-地基承載力設(shè)計(jì)值。

（1）鋼筋砼荷載按照寬4.5米計(jì)算，則長(zhǎng)1.2米的梁N₁=4.5×1.2×1×26=140.4(KN)

（2）模板荷載N₂=4.5×1.2×0.018×9=0.8748(KN)

（3）5×8方木荷載N₃=5×0.05×0.1×4.5×7.5=0.844(KN)

（4）15×15方木荷載N₄=8×1.2×0.15²×7.5=1.62(KN)

（5）鋼管腳手立桿N₅=9×2×6×3.84×10/1000=4.417(KN)

            橫桿N₆=12×2×6×3.84×10/1000=5.53(KN)

（6）施工人員及機(jī)具活載N₇=30(KN)

　　N=1.2(140.4+0.8748+0.844+1.62+4.417+5.53)+1.4×30=226.42(KN)

　　A=1.2×4.5=5.4m²

　　P=N/A=226.42/5.4=41.9KPa≤f_g=120 Kpa滿足施工要求

四、門洞的檢算

　　門架基礎(chǔ)采用C15鋼筋混凝土，寬1000mm，高1000mm，長(zhǎng)20m,端頭為楔型，Ф48mm鋼管作支架，采用350工字鋼作梁跨越城市道路，施工橋梁上部，確保城市交通暢通，門架尺寸延縱橋向4.5米，高4.5米。

槽鋼檢算

（1）鋼筋砼斷面4.5m²，折算成每米均布荷載q₁=26 (KN/m)
（2）模板荷載q₂=4.5×6×0.018×9/(4.5×6)=0.162(KN/m)
（3）5×8方木荷載q₃=21×4.5×0.05×0.1×7.5/(4.5×6)=0.13(KN/m)
（4）15×15方木荷載q₄=11×4.5×0.15²×7.5/(4.5×6)=0.309(KN/m)
（5）人及機(jī)具活載N₅=4(KN/m)

q=1.2(26+0.612+0.13+0.309)+1.4×4=38.06KN/m      

　　M_max=ql²/8=38.06×36/8=171.27 KN·m

　　W _max= M_max/[σ]=171.27/170=1007.5cm³

　　若采用350工字鋼，截面如圖所示則其

　　慣性距I₃₅₀=5×330³/12+2×(170×10³/12+170³×10)=99760.2㎝⁴

　　抗彎截面系數(shù)W₃₅₀= I₃₅₀/17.5=570.07 cm³

　　W₃₅₀/ W _max=570.07/1007.5=0.567

　　說明：56.7cm的梁的抗彎截面系數(shù)為570.07 cm³，即采用350工字鋼可頂長(zhǎng)6米寬56.7cm的梁。

　　本橋施工中槽鋼間距為30cm。滿足檢算要求。

1、工字鋼梁撓度檢算

　　f=5qL⁴/384EI=5×38.06×6⁴/384×210×10⁹×0.998×10^-4=0.03mm

　　滿足《鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中l(wèi)/1500=4mm〉0.03mm

3、槽鋼下支墩檢算

（1）鋼筋砼荷載按照寬4.5米計(jì)算，則長(zhǎng)6米的梁N₁=4.5×6×1×26=702(KN)

（2）模板荷載N₂=4.5×6×0.018×9=4.374(KN)

（3）5×10方木荷載N₃=16×0.05×0.1×6×7.5=3.6(KN)

（4）15×15方木荷載N₄=8×6×0.15²×7.5=8.1(KN)

（5）工字鋼荷載N₅=20×7×40.21×10/1000=56.3(KN)

（6）人及機(jī)具活載N₆=100(KN)

　　則模板支架立桿的軸向力設(shè)計(jì)值N=1.2×(702+4.374+3.6+8.1+56.3)+1.4×100=1069.2(KN)

　　模板支架立桿的計(jì)算長(zhǎng)度l₀=步距1m+2×0.5=2m

　　長(zhǎng)細(xì)比λ= l₀/I=2/1.58=126.6

　　則軸心受壓件的穩(wěn)定系數(shù)Φ=0.412，f為鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=205Mpa；

　　A≥N/Φ·f =1069.2/(0.412×205)=126.6cm²

　　一根Φ48普通鋼管的截面為：4.89cm²；則上述荷載需鋼管數(shù)=126.6/4.89 =26根

　　施工中采用@30×30的Φ48鋼管腳手架，共計(jì)96根，滿足上述檢算要求。

五、鋼管腳手架搭設(shè)注意事項(xiàng)

　　立桿：在豎立桿時(shí)要注意桿件的長(zhǎng)短搭配使用。立桿的接頭除梗肋處可采用搭接頭外，必須采用對(duì)接扣件實(shí)行對(duì)接。搭接時(shí)的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于1m，用不少于3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件來扣牢，扣件的外邊緣到桿端距離不應(yīng)小于100mm。相鄰兩立桿的接頭應(yīng)相互錯(cuò)開，不應(yīng)在同一步高內(nèi)，相鄰接頭的高度差應(yīng)大于1500mm。
　　大橫桿：大橫桿的長(zhǎng)度不宜小于三跨，一般不小于6m。大橫桿對(duì)立桿起約束作用。故立桿和大橫桿必須用直角扣件扣緊，不得遺漏。上下相鄰的大橫桿應(yīng)錯(cuò)開布置在立桿的里側(cè)和外側(cè)，以減少立桿的偏心受荷情況。同一水平內(nèi)的內(nèi)外兩根大橫桿的接頭和上下相鄰的兩根大橫桿的接頭均應(yīng)相互錯(cuò)開，不得出現(xiàn)在同一跨間內(nèi)，相鄰接的水平距離應(yīng)大于1500mm。
　　小橫桿：小橫桿緊貼立桿布置，用直角扣件扣緊，拆模前在任何情況下不得拆除貼近立桿的小橫桿。
斜桿：縱向支撐的斜桿與地面夾角宜在45o~60o范圍內(nèi)。斜桿的搭設(shè)是將一根斜桿扣在立桿上，另一根斜桿扣在小橫桿的伸出部分上，這樣可以避免兩根斜桿相交時(shí)把鋼管別彎。斜桿用扣件與腳手架扣緊的連接頭兩端距腳手架節(jié)點(diǎn)不大于200mm，除兩端扣緊外，中間尚需增加2~4個(gè)扣結(jié)點(diǎn)。斜桿的最下面一個(gè)連接點(diǎn)距地面不宜大于500mm，以保證支架的穩(wěn)定性。斜桿的接長(zhǎng)宜采用對(duì)接扣件的對(duì)接連接。當(dāng)采用搭接時(shí)，搭接長(zhǎng)度不小于400mm，并用兩只旋轉(zhuǎn)扣件扣牢。
　　立桿縱橫距和步距按支撐設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，立桿間設(shè)剪刀撐，剪刀撐應(yīng)聯(lián)系3~4根立桿，斜桿與地面夾角為45~60度，剪刀撐應(yīng)沿步高連續(xù)布置，在相鄰兩排剪刀撐之間，設(shè)大斜撐，剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉(zhuǎn)扣件與腳手架的立桿或大橫桿扣緊外，在其中間應(yīng)增加2~4個(gè)扣結(jié)點(diǎn)。
　　扣件式外腳手架的搭設(shè)順序是：做好搭設(shè)的準(zhǔn)備工作→按支撐施工圖放線→按立桿間距排放底座→放置掃地桿→逐根拉立桿并隨即與掃地桿扣牢→安裝第一步大橫桿（與各立桿扣牢）→安裝第一步小橫桿→第二步大橫桿→第二步小橫桿→第三、四步大橫桿和小橫桿→接立桿→加設(shè)剪刀撐。
　　滿堂支撐需待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可拆除，拆除順序和搭設(shè)順序相反。先搭的后拆，后搭的先拆。先從鋼管支架頂端拆起。拆除順序?yàn)椋杭舻稉?rarr;小橫桿→大橫桿→立桿→……。
　　立桿與橫桿必須用直角扣扣緊，不得隔步設(shè)置與遺漏。相鄰立桿的接頭位置應(yīng)錯(cuò)開布置，在不同的步距內(nèi)，與相近橫桿的距離不宜大于縱距的1/3，上下橫桿的接長(zhǎng)位置應(yīng)錯(cuò)開布置，在不同的立桿步距中，與相近立桿的距離不大于縱距的1/3。相鄰步距的橫桿應(yīng)錯(cuò)開布置在立桿的里側(cè)和外側(cè)，以減少立桿偏心受載情況。
　　剪刀撐沿架高連續(xù)布置，橫向也連續(xù)布置，縱向每隔5根與立桿設(shè)一道，每片架子不少于三道，剪刀撐的斜桿除兩端用旋轉(zhuǎn)扣件與腳手架的立桿或橫桿扣緊外，在其中應(yīng)增加2～4個(gè)扣結(jié)點(diǎn)。
　　由于排架搭設(shè)是依靠扣件螺栓緊固完成的，因此每節(jié)點(diǎn)的扣件螺栓施工中都必須用力矩板手進(jìn)行檢查。
　　支撐排架是箱體頂板的關(guān)鍵工序，排架搭設(shè)結(jié)束后由專人對(duì)排架進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可支模。
　　最后，鋼管支架完成后應(yīng)做預(yù)壓試驗(yàn)，以檢查支架的壓縮量和穩(wěn)定性。預(yù)壓可采用施工靜載法，水靜壓法，沙袋靜壓法等。