腳手架鋼管底部截面所承受的自重壓力:
G=g1+g2=1938.1+1116.7=3054.8(N)
(2)施工荷載P計算:
吊裝模板時吊裝重量考慮500kg=5000N;吊裝鋼筋時吊裝重量考慮200kg=2000N;吊裝人員最多時為4人,重量考慮4人×80kg/人=320kg=3200N;
荷載組合:考慮模板吊裝時吊裝重量最大,故荷載組合采用模板+人員;考慮沖擊系數為1.2,施工總荷載為:(5000+3200)×1.2=9840N。
分攤到每根豎向鋼管的施工荷載:P=9840/26/0.7=540.7N
注:試中0.7為受力不均勻系數
2)、豎向鋼管底部截面的截面承載力應力驗算:
豎向鋼管底部截面承受最大壓力:N=P+G=540.7+3054.8=3595.5N
單根鋼管截面面積:A=(D2-d2)×3.142/4=424mm2
鋼管截面軸向容許應力為:[δ]=140Mpa=140N/mm2
本腳手架鋼管截面所承受的最大承壓應力驗算:
δ=N/A=3595.5N/424mm2=8.48Mpa
鋼管軸向應力折減系數θ計算:
考慮兩端鉸支取長度系數μ=1;
慣性距計算:I=[3.142(D4-d4)]/64=107800mm4
i=√I/A=√107800/424=15.945mm
λ=μL/i=1×3600/15.95=226
查《鋼結構技術規范》表C-2,
b類截面軸心受壓構件的穩定系數:θ=0.143
θ[δ]=0.143×140=20.02Mpa
因為A3鋼管軸向容許應力θ[δ]=20.02Mpa>δ=8.48Mpa;所以腳手架鋼管截面所承受的最大承壓應力滿足施工要求
3)、腳手架豎向鋼管穩定性驗算:
(1)慣性距計算
I=[3.142(D4-d4)]/64=107800mm4
已知條件:截面鋼管面積A=424mm2;所承受最大應力δ=8.48Mpa;橫向鋼管最大間距為0.9米;考慮兩端鉸支取長度系數μ=1;長度L=0.9m=900mm
(2)穩定性計算:
腳手架單根鋼管所承受的臨界力:
Pcr=(3.1422EI)/(μL)2
=(3.1422×2×105×107800)/(1×900)2
=262702KN
通過計算腳手架單根鋼管施工過程中所承受的實際荷載為3595.5N<[Pcr]=262702N,所以腳手架按此布置滿足施工過程中應力及穩定性的要求。
4)、扣件抗滑力計算
經計算橫向鋼管傳遞到到單根縱向鋼管的作用力R=1.117KN<RC=8.5KN直角扣件、旋轉扣件抗滑移承載力設計值。
5)、支墊枕木承載力核算:
本腳手架鋼管底部截面支撐在5cm×5cm×5mm的鋼板上,承壓應力驗算:
δ=N/A=3595.5N/2500mm2=1.438Mpa
已知枕木容許壓應力[δ]=10Mpa>δ=1.438Mpa腳手架單根鋼管施工過程中所承受的實際最大承壓應力,所以枕木滿足鋼管的承壓應力施工要求。
6)、地基對枕木(鋼管)承壓應力的計算:
腳手架施工布置過程中,實際單根枕木最多承受兩根豎向鋼管的荷載:
N=2×3595.5=7191N
枕木與地面接觸面積計算:
A=2500×160=400000mm2
δ=N/A=7191/400000=0.018Mpa<地基容許承載力[δ]=0.1Mpa
所以地基承載力滿足施工過程中最大承載力的要求。轉貼于中國論文下
根據以上計算結果,鋼管支架立桿受壓應力和橫桿抗彎強度及剛度都小于容許值可滿足施工要求,則該支架方案是可行的。
4.3.2、立模板
墩柱模板全部采用特制定型剛模板,采用人工配合汽車吊安裝,模板固定采用4根鋼風纜錨固于地面,保證立模后的剛度及豎直度。
4.4、澆筑混凝土
混凝土澆注前對支架、模板、鋼筋進行檢查,符合設計及規范要求后方可進行混凝土澆注,混凝土澆筑采用一次支模到頂,一次混凝土澆筑的方法施工,中間不留施工縫。混凝土采取集中拌和,混凝土攪拌車運輸。混凝土拌和中嚴格控制材料用量,并對拌和出的混凝土進行塌落度測定,控制好水灰比。墩柱混凝土采用混凝土運輸車送至現場,用混凝土輸送泵直接送至模板內澆注,用插入式振搗器振搗,振動過程中宜將振動棒上下略為抽動,以使上下振搗均勻。混凝土采取分層連續進行澆注,每層厚度不大于30cm,在振動上一層時,要插入下一層中5cm左右,清除兩層之間的接縫,同時要在下層砼初凝前進行。每插一點掌握好振動時間,要求每點振搗時間為20S~30S,視砼表面呈水平不再出現下沉、氣泡、表面泛出灰漿為準。振動棒插點要均勻排列,墩身部位振搗采用“梅花交錯式”,每次移動位置的距離不得大于振動棒作用半徑的1.5倍,移動間距要求控制在30cm左右。插入式振動棒在使用時,距離模板不得大于振動棒作用的0.5倍,且不得緊靠模板振動,要盡量避免碰撞鋼筋。中間因故間斷不能超過前層混凝土的初凝時間。混凝土澆注過程中設專人檢查支架、模板、鋼筋的穩固性,發現問題及時處理。
4.5、拆膜及養護
混凝土達到設計強度的2.5MPa后拆除墩柱模板,用塑料薄膜覆蓋養護,模板拆除時按順序拆卸,防止撬壞模板和碰壞結構。
5、高墩施工的幾點體會
5.1、盡量保證2根(1排)墩柱施工的連續性,減少中間停頓時間,以加快分項工程的完工時間。
5.2、搞好安全施工是高墩柱施工的關鍵環節之一,要經常對施工操作人員進行安全教育,強化安全意識,各工序應按安全操作規程辦事。
5.3、采用翻模法施工,由于第一段墩柱定位與豎直度控制精確,往上段墩柱的豎直特易控制,則有效控制了墩柱定位、豎直度與接縫。
6、結束語
實踐證明,采用高墩鋼管支架及特制定型剛模板的施工技術,對高空、立體、平行、交叉作業有了可靠的安全保證,同時也加快了工程進度,降低了工程成本,因此技術是合理可行的。
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