橋梁工程滿堂支架施工技術及受力驗算

珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目橋梁工程滿堂支架施工技術及受力驗算一滿堂支架施工方法簡介二滿堂支架施工工藝三滿堂支架施工方法的驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目一、滿堂支架施工方法簡介滿堂支架法是目前橋梁上部現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用最多的、最普遍的施工方法。滿堂支架的施工，是整個現(xiàn)澆箱梁施工的一個非常重要的、基礎性的工藝環(huán)節(jié)。支架地基的承載力是否滿足要求，支架的強度和穩(wěn)定性是否符合要求，支架壓載試驗的數(shù)據(jù)是否準確、真實，這些環(huán)節(jié)將直接影響到施工安全和工程質量。珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目一、滿堂支架施工方法簡介珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目一、滿堂支架施工方法簡介滿堂支架法通常適用于單跨跨徑不大于60m的連續(xù)箱梁及連續(xù)剛構橋，對于超大跨徑在我國采取滿堂支架現(xiàn)澆工藝的并不多見。滿堂支架的優(yōu)缺點:優(yōu)：構件尺寸小巧、結構穩(wěn)定、周轉次數(shù)多、周轉時間短、使用輔助設備少、工藝成熟。缺：施工工期長、費用高、需要有較大的施工場地、施工管理復雜。

珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目二、滿堂支架施工工藝地基處理

支架地基處理的目的是保證地基具有足夠的承載力和必要的防水設施。根據(jù)地基的實際情況，可以采用換填、做石灰土、澆筑混凝土基礎等處理方法，其中最常見的是做石灰土基礎。（采用石灰土處理地基時首先把施工區(qū)域內的淤泥、雜物及泥漿池中的泥漿清理干凈，分層換填好土并壓實，壓實度按90%控制。局部處理合格，整體整平后，再分層填筑一定厚度的石灰土并壓實，壓實度按93%控制。灰土的灰劑量和厚度，根據(jù)地基承載力情況進行設計。填筑灰土的頂面要高出地面30cm以上，并做出2%～4%的橫坡，以利于排水，同時要在灰土處理過的地基范圍四周挖設排水溝，防止雨水浸泡地基，避免支架產(chǎn)生不均勻沉降。處理后的地基還要進行地基承載力驗算，以確認地基承載力滿足要求。）珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目二、滿堂支架施工工藝珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目二、滿堂支架施工工藝珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目二、滿堂支架施工工藝2.支架搭設測量放樣布設立桿墊板碗扣支架安裝頂托安裝縱橫梁安裝沉降觀測珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目1.滿堂支架布置方案選用樁徑630mm的無縫鋼管樁，本項目中橋梁起終段跨徑20m，跨下布設2排樁，承臺上固定一排樁。中間段跨徑30m，箱梁下沿路線方向布設2排，并在承臺上固定一排樁。每排樁布設9根，為體現(xiàn)結構體系的受力合理性，鋼管樁布設盡量在腹板下，具體樁位尺寸如下圖。三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目按樁距架設貝雷縱梁，縱向平放在橫向雙拼56a工字鋼上面，貝雷架采用雙排單層桁架，凈距按90cm布置?？v梁上橫向鋪設10號工字鋼的分配橫梁，工字鋼間距根據(jù)其上支架立桿橫向間距調整，由工字鋼傳來的荷載可近似按均布荷載加在貝雷梁上。如下圖：三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目2、結構驗算三、滿堂支架施工方法驗算2.1荷載（1）箱梁自重砼容重按γ=26kN/m3計算，本方案中支架橫橋向間距所有斷面一致為60cm，縱向間距在橫梁和腹板下為30cm，在箱室和翼緣板下為60cm，取最不利斷面進行計算，橫梁腹板最不利斷面為跨中支點截面，跨中支點（橫梁）處梁高350cm（中心高度），箱室和翼緣板最大高度為40+59.6=99.6cm。q1=3.5m×26kN/m3＝91kN/m2q2=0.996×26kN/m3＝25.896kN/m2（2）模板、支架自重取1.5kN/m2（取值偏于安全考慮）；（3）施工人員及設備荷載按規(guī)范取值：2.5kN/m2；（4）澆筑混凝土時對水平模板產(chǎn)生的沖擊力：2kN/m2；（5）風荷載：ωK=0.7×1.0×0.8×0.35=0.196kN/m2。荷載組合計算：q=1.2×[（1）+（2）]+1.4×[（3）+（4）+（5）]q1=117.57kN/m2q2=39.45kN/m2珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目2.2底模、方木驗算（1）底模驗算底模采用δ＝15mm厚的優(yōu)質膠合板（靜曲強度為15Mpa），直接擱置在100×100mm橫向方木上，方木中到中間距為15cm，取單位長度板寬（1m）進行計算，模板自重忽略不計，力學模型采用三跨連續(xù)梁。1)強度Mmax＝bl2/10＝0.264kN·mW＝bh2/6＝1000×152/6＝37500mm3σmax＝Mmax/W＝7.04MPa＜[σ0]=12MPa2)撓度δ=0.677qL4/100EI=0.677×117.3×1×1504/（100×9×103×1000×153/12)=0.16mm<150/400=0.375mm通過驗算滿足要求。三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目（2）方木驗算方木平臥放置于縱向雙鋼管上，方木規(guī)格為100mm×100mm（實際按85mm×85mm計算），方木跨徑（立桿縱距）在橫梁處（橫向方木間距@150mm）跨度均為600mm，力學模型采用簡支梁（考慮現(xiàn)場實際施工時方木的尺寸差異，方木的力學性能乘0.9的折減系數(shù)取值）則：[σ]＝12×0.9＝10.8MPaE=9×103×0.9=8.1×103MPa[τ]=1.9×0.9=1.71MPa強度Mmax＝0.15ql2/8＝0.15×117.57×0.62/8＝0.794kN·mσmax＝Mmax/W＝0.794/（0.085×0.0852/6）＝7.753MPa＜[σ]=10.8MPa木材在其順紋方向抗剪強度較差，在橫力彎曲時可能因中性層上剪應力過大而使方木沿中性層發(fā)生剪切破壞，需按順紋方向的許用剪力對方木進行強度校核。方木順紋方向所受最大剪力為：Qmax＝ql/2=0.15×117.57×0.6/2=5.29kN方木順紋方向承受的最大剪應力為：τmax=1.5Qmax/A=1.5×5.29/0.007=1.133MPa＜[τ]=1.71MPa撓度：橫梁處（橫向方木間距@150mm）δ=5qL4/384EI=5×0.15×117.57×6004/(384×8.1×103×85×853/12)=0.8mm＜L/400=1.5mm滿足要求。三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目2.3縱向雙鋼管、立桿驗算（1）縱向雙鋼管驗算在每個可調托座上放置縱向雙鋼管，由于橫向方木間距較密，方木邊間距5cm，由橫向方木傳遞給縱向雙鋼管荷載近似按均布荷載計算。鋼管壁厚35mm，計算壁厚按現(xiàn)場實測最不利取值2.7mm。受力模式采用均布荷載作用下三跨連續(xù)梁計算：1）橫梁及腹板處縱向雙鋼管下立桿間距為30cm。q1=117.57×0.3=35.27kN/mMmax＝ql2/10＝35.27×0.32/10＝0.63kN·mW=D3/16×[1-(d/D)4]=4.12×10-6m3I強度σmax＝Mmax/W＝0.63/（2×4.12×10-6）＝77Mpa＜[σ]=205MpaII撓度δ=0.677qL4/100EI=0.677×70.54×3004/(2×100×2.06×105×9.89×104)=0.1mm＜L/400=0.75mm2）箱室及翼緣板下縱向雙鋼管下立桿間距60cm。q2=39.45×0.6=23.67kN/mMmax＝ql2/10＝23.67×0.62/10＝0.85kN·mW=D3/16×[1-(d/D)4]=4.12×10-6m3I強度σmax＝Mmax/W＝0.85/（2×4.12×10-6）＝103Mpa＜[σ]=205MpaII撓度δ=0.677qL4/100EI=0.677×23.67×6004/(2×100×2.06×105×9.89×104)=0.5mm＜L/400=1.5mm通過驗算，縱向雙鋼管滿足要求。三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目（2）立桿驗算本工程立桿為Φ48×3.5mm（計算取現(xiàn)場實測最小壁厚2.7mm）碗扣鋼管，有關設計參數(shù)如下：[σ]＝205MPaE=2.06×105MPaA=3.84cm2I=9.89cm4W=4.12cm3i==1.605cm每根立桿所承受橫向鋼管傳來的荷載，支架高度按最高3m計，立桿步距為0.6m，立桿計算長度：l0=h+2a=0.6+2×0.3=1.2mh—支架立桿的步距；a—模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點的長度，a=0.3m。長細比λ=l0/i=74.7<[λ]=150

經(jīng)查《建筑施工碗扣式鋼管支模架安全技術規(guī)范》附錄中Q235－A鋼軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)表得ψ=0.483。三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目控制荷載：F1=q1×0.6×0.3=117.57×0.6×0.3=21.16kNF2=q2×0.6×0.6=39.45×0.6×0.3=7.1kNF1>F2得橫梁及腹板下立桿受荷載最大。1)強度σ=F/(ψA)=21.16×103/（0.483×384）=114.09MPa<[σ]=205MPa2)撓度δ=FL/EA=21.16×3×106/（2.05×105×384）=0.8mm<L/1000=3mm3)穩(wěn)定性立桿的穩(wěn)定性應符合下列公式要求：F/(ψA)+Mw/W=fMw＝0.85×1.4ωklah2/10式中：ωk—風荷載標準值為0.196kN/m2；H—縱橫水平拉桿的計算步距為1.2m；la—立柱迎風面的間距為0.6m；Mw—立桿由風荷載設計值產(chǎn)生的彎矩；f—鋼管的抗壓強度值為205MPa。F/(ψA)＝＝114.09MPa<[σ]=205MPaMw＝0.85×1.4×0.196×0.6×1.22/10=0.02kN·mMw/W＝0.02/4.12×10-6＝3.94MPaN/(ψA)+Mw/W=21.16×103/(0.483×384)+3.94=118.02MPa<[σ]=205MPa三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目1.4工字鋼驗算根據(jù)支架的布設方式計算得立柱所受最大軸力在橫梁和腹板下，大小為21.16kN，該處支架縱橫間距為30cm，橫向間距60cm，貝雷桁架上橫向布置間距30cm的10號工字鋼，貝雷架間距90cm，最不利情況考慮兩根立柱同時落在工字鋼上，計算力學模型如下：（1）強度根據(jù)支架立柱布置，最不利情況為每跨承受兩根立桿傳來的荷載，其跨中最大彎矩為：M=21.16×0.3=6.37kN·mσmax=6.37/49×10-6=129.39MPa＜[σ0]=205MPa（2）撓度δ=2Fb（3l2-4b2）/（48EI）=2×21.16×103×300×（3×9002-4×3002）/（48×2.06×105×2.45×106）=0.07mm＜900/400=2.25mm滿足要求。三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目2.5貝雷縱梁驗算工字鋼橫向擱在貝雷桁架上，工字鋼中到中間距30cm或60cm，由工字鋼傳來的荷載可近似按均布荷載加在貝雷桁架上弦桿上。本支撐平臺方案30跨下布設2排鋼管樁，跨距為9m+10.4m+9m，總28.4m，起終跨20m按9m+8.2m=17.2m布設2排鋼管樁。其力學計算模型為簡支梁：考慮滿堂支架和@30mm10號工字鋼的分配作用，作用在貝雷縱梁荷載轉化為均布荷載計算：30m跨箱梁自重：26×384.75=9.07×103kN(保守截面計算)q=9.07×103/13.5×30=22kN/m2q=1.2×[（1）+（2）]+1.4×[（3）+（4）+（5）]=1.2×22+1.4×4.696=36.98kN/m貝雷縱梁荷載由上部荷載加貝雷自重：q1=q×0.9+0.45=33.7kN/m三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目Mmax=ql2/8=421.6kN·m＜[M]Q=168.65kN＜[Q]δ=5qL4/384EI=5×33700×104/（384×2.06×0.25×108）=8.52mm<L/400=10000/400=25mm滿足要求。并求得支反力R=Q=168.65kN2.6樁頂橫梁驗算樁頂橫梁由雙拼56a工字鋼構成，上部荷載由貝雷縱梁傳遞，下部由單排5跟630mm鋼管樁支撐，根據(jù)貝雷縱梁和鋼管樁布設方案，其力學計算模型簡化如下圖：三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖北路西延段道排、橋梁工程項目貝雷縱梁間距90cm，樁頂橫梁荷載為貝雷縱梁支反力：F=2R=337.3kN鋼管樁間距0.315+2.5+3.935+3.935+2.5+0.315=13.5m雙拼56a工字鋼力學截面特性：Ix=93920cm4Wx=2981cm3A=155cm2Mmax=526.62kN·mQ=760.19kNδ=0.01mm＜3935/400=9.84mm雙拼I56a應力驗算：σmax=M/2W=112MPa<140MPaτmax=Qmax/2A=0.28MPa<85MPa滿足要求。并求得鋼管樁支反力，最大支反力在跨中位置R4=1521.2kN。三、滿堂支架施工方法驗算珠山湖訂北路西瓦延段道島排、橋虎梁工程估項目2.7鋼管殼樁驗狠算由以死上計餡算可遇知：芝單樁桶最大引豎向扔荷載索值為15悉21幟.1渡kN。由垂當直承載主力計算基出樁長境，按摩燃擦樁計動算。按《公路橋天涵地基駁與基礎盾設計規(guī)挽范》（JTG攪D6璃3-2淹007）確乒定各撲巖土守層樁坊基礎叨設計裝參數(shù)懇。Qu=Qsk=u頁qsi添kliQsk=×疊0.披63棄×（0×0鮮.9+泡50×抹3.9甲+55碌×1.墳4+7貞0×3乖.6+姐75×雁5.2）=1醒77依1.拼70斤5k燃N樁的豎乳向荷載Nmax＝152汗1.1家kN<憂Qsk＝177毯1.7色05k濁N可知鋼途管樁入砍土15騙m，樁膽基承補載力弦滿足批要求競。在垃鋼管竹樁施惜工過考程中質，以猜標高奇和貫妙入度障雙控配，以交貫入伶度控黎