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现浇支架施工受力计算

2020-05-13周振宇

四川水泥 2020年3期
关键词:符合要求砂砾立杆

周振宇

(四川大路路桥工程有限公司, 四川 成都 610000)

0 引言

现浇支架施工,在施工前应进行受力计算,搭设完后预压以减少支架失稳引起的安全事故。

1 现浇箱梁施工

1.1 碗扣式满堂支架初步设计

测量放样并在立杆顶设二层方木:立杆顶托上纵向设15×15cm 方木,纵向方木上设间距为30cm 的10×10cm 横向方木,模板采用厚15mm 的1220×2400mm木胶合板。碗扣式满堂支架的布置形式有以下三种: a、全桥翼缘板按照90cm×90cm×120cm 布置,b、主跨的腹板、箱室、边跨的腹板、边跨非压重区的箱室按照60cm×90cm×120cm 布置,c、实心段的腹板、边跨压重区的箱室、实心段底板区以及横隔板区按照60cm×60cm×60cm 布置。

1.2 结构检算

(1)、满堂支架的立杆验算

脚手架立杆稳定计算的荷载效应组合为:a、永久荷载+可变荷载,b、永久荷载+0.9(可变荷载+风荷载),单根立杆在三种布置形式中分别承受90×90cm、60×90cm、60×60cm 平面内的荷载。

1)、不组合风荷载情况①:全桥翼缘板区按照90×90×120cm 布置。

则每根立杆荷载N=[1.2×(q1+q2)+1.4(q3+q4+q5)]LXLY=[1.2×(8.19+2.76)+1.4×(2.5+2+4)] ×0.9×0.9=20.28KN<Pmax=30KN,立杆承载力符合要求。②:主跨的腹板、箱室、边跨的腹板、边跨非压重区的箱室按照60×90×120cm 布置,每根立杆荷载N=[1.2×(q1+q2)+1.4(q3+q4+q5)]LXLY=[1.2×(24.03+2.76)+1.4×(2.5+2+4)] ×0.6×0.9=23.79 KN<Pmax=30KN,立杆承载力符合要求。③:实心段的腹板、边框跨压重区的箱室、实心段的底板及全桥的横隔板区按照60×60×60cm 布置,则每根立杆荷载N=[1.2×(q1+q2)+1.4(q3+q4+q5))]LXLY=[1.2×(75.3+2.76)+1.4×(2.5+2+4)] ×0.6×0.6=38.01 KN<Pmax=40KN,立杆承载力符合要求。第①、②种布置形式的支架步距为1.2m,则立杆L=1.2m,λ=L/i=1200/15.78=76,查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规程》JGJ 166-2008 附录C 得到稳定系数φ=0.744,则有φAf=0.744×489×205=74.58KN>Nmax=23.79KN,则有立杆稳定性符合要求。第③种布置形式的支架步距为0.6m,则立杆L=0.6m,λ=L/i=600/15.78=38,查《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规程》JGJ 166-2008 附录C 得到稳定系数φ=0.893,则有φAf=0.893×489×205=89.52KN>Nmax=38.01KN,则有立杆稳定性符合要求,故全桥的立杆承载力和稳定性均符合要求。

取荷载较大的进行计算Nw==[1.2×(q1+q2)+0.9×1.4(q3+q4+q5+q6)]LXLY=[1.2×(24.03+2.76)+0.9×1.4×(2.5+2+4+0.168)] ×0.6×0.9=23.26 KN

Nw=[1.2×(q1+q2)+0.9×1.4(q3+q4+q5+q6)]LXLY=[1.2×(75.3+2.76)+0.9×1.4×(2.5+2+4+0.168)] ×0.6×0.6=37.65 KN,取风荷载对立杆产生的最大弯矩以及荷载进行立杆稳定性验算:37.65×103/(0.893×489)+0.9×1.0×0.005×106/[1.15×5.08×103×(1-0.8×(37.65/685.2))] =87MPa<f=205MPa,稳定性均符合要求。故碗扣件满堂支架按照以上三种形式布置,立杆的承载力和稳定性符合要求。

1.3 地基承载力计算:

立杆下的可调底座尺寸为15*15cm,地基处理形式为:换填砂砾石并压实达到93%压实度为止,在其上浇筑20cm 厚C20 素混凝土,计算考虑扩散角45°,砂砾石的容重取15KN/m3。则混凝土面的应力为:σmax=N/A=38.01×1000/1502=1.69MPa<20MPa,砂砾石上层面的作用面积为:A=(0.15+0.2×2)×(0.15+0.2×2)=0.3025m2

则应力为:σmax=N/A=38.01/0.3025+0.2×24=130.5KPa

砂砾石底的作用面积为:A=(0.15+0.7×2)×(0.15+0.7×2)=2.4025m2

则应力为:σmax=N/A=38.01/2.4025+0.2×24+0.5×15=28.1KPa

故砂砾石夯实后的承载力不得小于130.5KPa,砂砾石基底地基承载力不得小于28.1KPa。

1.4 支架变形量值F 的计算

F=f1+f2+f3+f4:①f1 为支架在荷载作用下的弹性变形量,由上计算每根钢管最大荷载受力为38.01KN,φ48mm×3.5 mm钢管的截面积为489mm2。于是f1=б×L/E,支架高度L=7000mm。б=38.01×103÷489=77.73N/mm2,则f1=77.73×7000÷(2.05×105)=2.65mm。②f2 为支架在荷载作用下的非弹性变形量,支架在荷载作用下的非弹性变形f2 包括杆件接头的挤压压缩δ1 和方木对方木压缩δ2 两部分,分别取经验值为2mm、3mm,即f2=δ1+δ2=5mm。③f3 为支架基底受荷载后的非弹性沉降量,基底处理时采用砂砾石、混凝土铺装为刚性基础暂列为4mm (施工时以实测为准)。④f4 为地基的弹性变形:地基的弹性变形f4 按公式f4=σ/EP,式中σ为地基所受荷载,EP为处理后地基土的变形模量按照《路桥施工计算手册》第11 章表11-12 中取中密的砾砂的变形模量E0=36MPa。f4=σ/EP=130.5÷36=3.6mm。

故支架变形量值F 为:F=f1+f2+f3+f4=2.65+5+4+3.6=15.25 mm,符合要求。

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