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淺析澆蓋梁支架的設計在橋梁施工中的運用
澆蓋梁支架在橋梁施工起到重要的作用,甚至直接決定著施工的質量。本文介紹簡支梁橋中現澆蓋梁施工的各種支架設計情況、施工方案、設計要點等,希望對一線的工程師在實踐中提供。澆蓋梁 支架 設計要點 施工 改進方法
建筑工程中的蓋梁,也有帽梁的說法,是一種用鋼筋混凝土簡支梁橋中的構件,主要受力是在下部結構,是梁板的支撐平臺,一般情況下是設在墩柱頂部。如在墩柱頂蓋梁上采用現澆施工,混凝土配合比與澆灌方法以及采用的支架很大程度上決定著施工質量。選擇了正確的支架,,能使操作人員能安全地進行各種施工作業,確保施工質量和安全,為施工過程中支架能抵抗混凝土自重和施工荷載,杜絕因支架變形發生模板漏漿、結構變形、混凝土開裂等的質量通病,避免了因模板支架引發的安全事故等提供有力保證。
1 施工方案的討論
目前,蓋梁現澆施工的支架形式多種多樣, 但多數情況下所在施工過程用所采用的不外是自落地支架式、埋設托架式和抱箍挑架式等這幾種施工方案。
1.1三種常見施工方案
自落地支架式施工方案即把鋼管支柱立在蓋梁下部的地面上, 通過搭成滿堂支架作輔助,從而在支架上設調托盤、方木及模板。而埋設托架式施工方案,待墩柱混凝土拆模并有一定的強度后, 向預留孔中穿入鋼錠一般采用鋼棒,這樣就可以在墩柱頂部預留水平孔,搭設縱梁、橫梁、鋪設模板都通過使用型鋼兩端懸臂部分。,在蓋梁下的墩柱頂上套鋼抱箍, 擰緊抱箍連接螺栓, 然后利用抱箍牛腿搭設支架縱梁、橫梁、鋪設模板,這就是所謂的抱箍挑架式施工方案。
1.2 對施工方案的討論
各種支架形式方案的選擇, 應考慮蓋梁的高度以及現場施工條件,同時在工程造價較高的今天,還應考慮成本, 盡量能就地取材以節約運輸成本。為了適應墩柱施工方法,在柱頂安裝自制的吊架, 完成貝雷桁架的吊裝工作的同時,蓋梁的施工確定為在距柱頂2 m 處預埋工字鋼牛腿。1 號墩和 8 號墩又在半山坡上,橋址處在深溝內。加上征地范圍較小, 僅為橋面投影面積,所需支架數量大, 桿件變形、地基變形難以掌握等這樣是不合理的。由于關系到現澆蓋梁的施工質量、操作安全和經濟性, 因此正確選擇支架方案,實現施工最大優化, 是在簡支梁橋施工過程中的一項重要的任務。
在討論選用橋蓋梁施工具方案時,有明顯的兩個不利因素:一方面受地形條件限制,另一方面由于墩柱高度大,不利工作的開展。這樣就由于地形條件所限大型起重設備,在施工過程中難以到達墩位。為化解以上制約, 在討論蓋梁的施工方案時,我們首先考慮的是利用墩柱施工的爬升平臺提模施工工藝,改造爬升平臺為蓋梁施工平臺,當墩柱施工到距柱頂2m時預埋工字鋼牛腿, 隨后轉換承重裝置于牛腿支承。這一施工方案免去了吊裝貝雷桁架這一作業,比較安全且質量可以更加保證。但其缺點是墩柱每次只能澆注 2 m左右, 使得墩柱施工工期加長。雖對蓋梁施工有利, 因下部工期所限, 這也不是一個最秀的方案。另外,墩柱利用支架提升模板施工的方案可保證墩柱每次澆注高度達6 m,墩柱施工進度明顯加快。
2要點在各種支架中表現不同
2.1 計算托架鋼錠的要點
在施工過程中,橋梁的支架要充分結合現場設備,考慮現場的施工條件,掌握蓋梁的高度。在確保選用現澆蓋梁的操作安全和施工質量的前提下,根據施工設備的具體條件,自落地支柱可以選用多種材料,例如鋼管、型鋼或門式架等;在施工時,不要綜合考慮各方面的因素,按計算撓度值,并應搭設足夠寬度的操作面,不管是采用哪種支架,在工程的實踐中,一般周高度不小于1.2m且每邊不小于1m 。各種支架做好防止高空墜落工作,設置護欄邊以及滿掛密目安全邊護欄。結合施工現場的設備和各種不同的條件,考慮到蓋梁的高度,支架型式選用時應當準備各種因素。而且除考慮經濟成本,提高效益外,還應對現澆蓋梁的施工質量以及施工的操作安全作出保證。
2.2 計算抱箍的要點
從物角度看,摩擦力的計算是:F= Nμ。而在式中,“N”表示抱箍對墩柱的垂直壓力,這個壓力是由螺栓的擰緊程度來確定。而式中的“μ”表示摩擦因數,作為一個重要的參考指標,由墩柱的表面決定的,一般情況下,摩擦因數μ=0.3～0.5是最常用的取值范圍。考慮抱箍與墩柱之間的摩擦力處于一種相對的平衡,就要求在設計時應選擇擰緊螺栓的數量 ,并且檢驗抱箍所能承受的荷載。在設計時,還應該驗算抱箍鋼板的局部抗剪強度,保證建筑的質量。而抗擠壓強度的驗算也是一個重要的參考因素,比較有實踐的意義。 2.3自落地支柱的要點
自落地支柱可以先初選構件類型,如鋼管、型鋼或門式架等,然后根據最大軸力的數據要求,按公式A=N/ a來計算值選擇構件型號及截面,構造要求設計掃地桿、剪刀撐、間距拋撐和纜風繩。對兩端簡支的軸心受壓構件計算,應當考慮蓋梁的高度問題,同時還要考慮當地的常年的氣候特點等。如果地區常年的風力較大,可以考慮風荷載。同樣的方法用于對兩端簡支的軸心受壓構件計算。最后通過公式H=πEI/Aδa來驗算抗壓穩定性和水平聯系桿的豎向間距。
3 各種支架的優缺點以及改進方法
3.1 各種支架的優缺點
在工程實踐中,采用抱箍挑架式作為支架,方便在蓋梁施工中下人員的流通,而且有比較寬松的地面工作空間,對于工程管理是很有利的,但這種方法也存在它的缺點與不足,主要表現在抱箍挑梁中施工中鋼箍與墩柱之間存在著摩擦,而且摩擦系數的取值也很難掌握,依墩柱表面的平整度和(下轉第98 頁)
(上接第99 頁)粗糙度都存在著較大的差異,而且在施工的實踐過程中,常常有抱箍滑脫的事故發生,一般支架都不能承受過高的荷截。自落地支架式作為支架,這種方式結構簡單,但與采用抱箍挑架式相比,這種方式的缺點更突出,主要有支架在荷蒙的作用下,變形較大,消耗大量的材料,而且施工過程中比較難達到文明施工的要求,管理困難。還有一種方式叫埋設托架式,這種方式下部可以通行,可以離開地面的工作面,節省空間,能承受較大的荷載,而且文明施工管理也比較方便,但是埋設鋼錠和施工受載比較大時,墩柱需要具有一定強度的混凝土,工程結果后會在墩柱中殘留一些小孔,需要再用混凝土填塞小孔以避免對外觀的影響。
3.2 各種支架的改進方法
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