城市高架橋滿(mǎn)堂支架設計分析論文
【摘要】通過(guò)查閱滿(mǎn)堂支架設計的文獻和實(shí)際施工過(guò)程的積累，介紹城市高架橋滿(mǎn)堂支架設計中的內容和計算，目的是規范設計過(guò)程，為其他類(lèi)似的工程設計計算提供借鑒參考。
【關(guān)鍵詞】城市高架橋;滿(mǎn)堂支架設計;計算方法隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟和城鎮化的發(fā)展，城市中的交通出行壓力越來(lái)越大，對經(jīng)濟的發(fā)展和人民的生活滿(mǎn)意度造成了很大的困擾。許多城市紛紛通過(guò)高架橋的建設來(lái)緩解日益嚴峻的出行壓力。城市高架橋的結構一般都是現澆鋼筋混凝土箱粱，而常用的施工工藝為落地滿(mǎn)堂支架。而支架的安全對于城市高架橋的建設至關(guān)重要，為了保證施工順利安全的進(jìn)行，需要對滿(mǎn)堂支架進(jìn)行設計計算，本文詳細的描述了滿(mǎn)堂支架設計計算的內容和方式，旨在為相關(guān)研究人員提供指導。
1.滿(mǎn)堂支架設計內容
高架橋施工模板通常選用一般是膠合板和鋼模板，由于模板的荷載情況不同，采用模板的強度和剛度是否符合要求要根據具體情況進(jìn)行驗算。結合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規范》、《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規范》、《公路橋涵施工技術(shù)規范》等規范中設計荷載的定義，將滿(mǎn)堂支架設計的荷載分為永久荷載和可變荷載兩種。滿(mǎn)堂支架設計時(shí)涉及到的永久荷載包括：①模板、支架的自重;②混凝土或其他結構物的重量?jì)煞N，可變荷載種類(lèi)則比較多，一般包括：③施工人員材料和機具行走運輸和堆放的重力;④混凝土振搗的振動(dòng)荷載;⑤模板上作用的風(fēng)荷載，⑥其他荷載。模板強度是否符合要求，上述的六種荷載都需要納入總荷載，而驗算剛度時(shí)，只需要考慮兩項永久荷載和可變荷載的其他荷載即可。如果城市的高架橋高度比較高，風(fēng)就會(huì )影響到結構的穩定性，那么可變荷載里的風(fēng)荷載就需要納入荷載組合。高架橋施工現場(chǎng)的支架立桿一般為48mm×3.5mm的鋼管，支架結構的強度、剛度及穩定性也要根據實(shí)際的受力進(jìn)行分析計算。支架剛度和強度的驗算和模板強度和剛度的驗算類(lèi)似。
2.高架橋滿(mǎn)堂支架設計步驟
2.1統計荷載。進(jìn)行滿(mǎn)堂支架設計的第一步就要進(jìn)行荷載的統計，我們統計鋼筋混凝土底模上的面荷載，箱梁底模上部荷載傳遞受到滿(mǎn)堂支架箱梁底部的模板的排列方式的影響，所以要清楚施工時(shí)底模的方木排列方式，根據不同的排列方式，有不同的承載能力計算方法。永久荷載標準值需要計算出鋼筋混凝土、底部模板、方木和支架等的自重，而可變荷載標準值則計算是支架上工作人員和材料機具的荷載、混凝土振搗荷載和風(fēng)荷載三類(lèi)。
2.2驗算立桿穩定性。統計好荷載后，要對滿(mǎn)堂支架立桿的穩定性進(jìn)行計算。立桿有扣件式和碗扣式兩種，穩定性的荷載效應組合有所區別。如果支架類(lèi)型不考慮風(fēng)荷載，兩種支架類(lèi)型的荷載組合都是直接加和永久荷載和可變荷載。如果考慮風(fēng)荷載，那么扣件式立桿的荷載組合為：永久荷載+0.85×(可變荷載+風(fēng)荷載)，碗扣式立桿組合為：永久荷載+ 0.9×(可變Ⅺ]勢風(fēng)荷載)。不同立桿類(lèi)型的穩定性計算公式也不同。不考慮風(fēng)荷載，兩種立桿穩定性計算方式相同，為i5/，考慮風(fēng)荷載后，碗扣式支架立桿穩定性公式為生+ 0.9pM.，s‘對扣件式支架立桿穩定性采用公式墨。+塵壘<，p一·n*1 -0 8摯】 吼 ∥ 計算。這里N和Nw分別表示風(fēng)荷載不納入和納入荷載組合時(shí)的立桿軸向受力，由是桿件的軸心受壓穩定系數，桿件的橫截面積表示為A，f表示立桿選用的鋼材的強度設計值，M、v是由于風(fēng)荷載導致的桿件彎矩，D表示有效彎矩系數，N，表示歐拉臨界力。
2.3驗算結構抗傾覆性。保證滿(mǎn)堂支架中的立桿穩定性符合規范，保證不影響施工安全后，要進(jìn)一步保證支架的穩定性，需要對支架的抗傾覆能力進(jìn)行驗算，很多規范中對抗傾覆驗算沒(méi)有給出過(guò)具體的規定，但是根據施工經(jīng)驗和現場(chǎng)情況，我們可以確定最容易發(fā)生支架傾覆的時(shí)間點(diǎn)是在混凝土澆筑前。而支架的抗傾覆性能在模板安裝前和安裝后有很大區別，因為模板受到的風(fēng)荷載會(huì )對支架產(chǎn)生很大影響，所以抗傾覆系數要分兩個(gè)階段分別驗算。公路橋涵施工技術(shù)規范規定結構的抗傾覆系數k不可小于1.3，女=等j，M。表示支架的抗傾覆力矩，M。表示支架的傾覆力矩。
2.4計算底模和方木的剛度.強度。在使用橫向方木或者縱向方木構建底模的下支點(diǎn)時(shí)，是按照一定規則排布的，所以可以將底模的計算類(lèi)似于連續的單向板，單向板上分布著(zhù)均勻的荷載。通過(guò)一米寬的單向板上的彎曲應力來(lái)驗算底模的強度，彎曲應力M lxq2<, ，M為單向板的彎矩，w為單向板的截面，q表示均勻分布在單向板上的線(xiàn)荷載，支點(diǎn)方木的中心間距表示為1，f。表示底模選用的木材的抗彎強度的設計值，具體取值根據采用模板材料的不用而變化。底模剛度的驗算要計算彎曲撓度，通常規定彎曲撓度要小于支撐方木中心間距的1/400。彎曲撓度的計算公式為CO：—q4l，E、1分別表示模板的彈性模量和慣性模量，q、l的意義150El.
同強度計算公式。作為底模下部支點(diǎn)的方木分為兩種，一種是直接接觸底模的`成為小楞，在小楞下方不與底模直接接觸的方木成為大楞。一般小楞、大楞的剛度和強度也需要設計計算，確保施工安全，但是如果施工過(guò)程中在大楞和小楞的接觸點(diǎn)放置了支撐立桿，大楞的強度和剛度就不再需要計算。小楞的剛度、強度計算與底模的計算公式相同，在此不再贅述，在此說(shuō)明大楞剛度和強度的計算公式。大楞的強度計算公式為：彎曲應力仃=絲=生鼉≥生≤厶，p表示小楞傳遞給大楞的集中荷載，公式內其他符號意義與底模驗算公式中的符號意義相同。大楞的剛度驗算公式為：大楞的彎曲撓度珊：1.466×lxp3≤上 400 。
2.5計算地基承載力。上部結構向地基傳遞荷載，為了荷載的均勻分布，施工時(shí)一般會(huì )在滿(mǎn)堂支架立桿的下部安裝鋼板。在驗算立桿的穩定性時(shí)，我們已知立桿的軸向受力，再結合混凝土沖切角和估算的地表混凝土的厚度，采用如下公式計算地基的承載力，地基一—.L2 , a代表鋼板的邊長(cháng)，h為地面混凝土承載力的設計值P2瓦+2m：的厚度。計算出地基承載力后，參照規范要求，驗算地基的承載力。
3.結束語(yǔ)
城市高架橋的建設在大中型城市內越來(lái)越多，合理的設計滿(mǎn)堂支架，保證高架橋施工的安全與質(zhì)量越來(lái)越重要。通過(guò)嚴格的計算支架各個(gè)部分的受力荷載和根據規范驗算設計質(zhì)量，進(jìn)而在施工過(guò)程中嚴謹的按照設計方案施工，才能使高架橋的施工質(zhì)量得到保證。
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