城市高架橋滿堂支架設(shè)計分析論文
【摘要】通過查閱滿堂支架設(shè)計的文獻(xiàn)和實際施工過程的積累，介紹城市高架橋滿堂支架設(shè)計中的內(nèi)容和計算，目的是規(guī)范設(shè)計過程，為其他類似的工程設(shè)計計算提供借鑒參考。
【關(guān)鍵詞】城市高架橋;滿堂支架設(shè)計;計算方法隨著社會經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市中的交通出行壓力越來越大，對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民的生活滿意度造成了很大的困擾。許多城市紛紛通過高架橋的建設(shè)來緩解日益嚴(yán)峻的出行壓力。城市高架橋的結(jié)構(gòu)一般都是現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱粱，而常用的施工工藝為落地滿堂支架。而支架的安全對于城市高架橋的建設(shè)至關(guān)重要，為了保證施工順利安全的進(jìn)行，需要對滿堂支架進(jìn)行設(shè)計計算，本文詳細(xì)的描述了滿堂支架設(shè)計計算的內(nèi)容和方式，旨在為相關(guān)研究人員提供指導(dǎo)。
1.滿堂支架設(shè)計內(nèi)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(jù)具體情況進(jìn)行驗算。結(jié)合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》、《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范中設(shè)計荷載的定義，將滿堂支架設(shè)計的荷載分為永久荷載和可變荷載兩種。滿堂支架設(shè)計時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(jié)構(gòu)物的重量兩種，可變荷載種類則比較多，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，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)就會影響到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(xiàn)場的支架立桿一般為48mm×3.5mm的鋼管，支架結(jié)構(gòu)的強度、剛度及穩(wěn)定性也要根據(jù)實際的受力進(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似。
2.高架橋滿堂支架設(shè)計步驟
2.1統(tǒng)計荷載。進(jìn)行滿堂支架設(shè)計的第一步就要進(jìn)行荷載的統(tǒng)計，我們統(tǒng)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，所以要清楚施工時底模的方木排列方式，根據(jù)不同的排列方式，有不同的承載能力計算方法。永久荷載標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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。
2.2驗算立桿穩(wěn)定性。統(tǒng)計好荷載后，要對滿堂支架立桿的穩(wěn)定性進(jìn)行計算。立桿有扣件式和碗扣式兩種，穩(wěn)定性的荷載效應(yīng)組合有所區(qū)別。如果支架類型不考慮風(fēng)荷載，兩種支架類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)。不同立桿類型的穩(wěn)定性計算公式也不同。不考慮風(fēng)荷載，兩種立桿穩(wěn)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(wěn)定性公式為生+ 0.9pM.，s‘對扣件式支架立桿穩(wěn)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的立桿軸向受力，由是桿件的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，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(shè)計值，M、v是由于風(fēng)荷載導(dǎo)致的桿件彎矩，D表示有效彎矩系數(shù)，N，表示歐拉臨界力。
2.3驗算結(jié)構(gòu)抗傾覆性。保證滿堂支架中的立桿穩(wěn)定性符合規(guī)范，保證不影響施工安全后，要進(jìn)一步保證支架的穩(wěn)定性，需要對支架的抗傾覆能力進(jìn)行驗算，很多規(guī)范中對抗傾覆驗算沒有給出過具體的規(guī)定，但是根據(jù)施工經(jīng)驗和現(xiàn)場情況，我們可以確定最容易發(fā)生支架傾覆的時間點是在混凝土澆筑前。而支架的抗傾覆性能在模板安裝前和安裝后有很大區(qū)別，因為模板受到的風(fēng)荷載會對支架產(chǎn)生很大影響，所以抗傾覆系數(shù)要分兩個階段分別驗算。公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)的抗傾覆系數(shù)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(gòu)建底模的下支點時，是按照一定規(guī)則排布的，所以可以將底模的計算類似于連續(xù)的單向板，單向板上分布著均勻的荷載。通過一米寬的單向板上的彎曲應(yīng)力來驗算底模的強度，彎曲應(yīng)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荷載，支點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(shè)計值，具體取值根據(jù)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(guī)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(shè)計計算，確保施工安全，但是如果施工過程中在大楞和小楞的接觸點放置了支撐立桿，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(yīng)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(nèi)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(jié)構(gòu)向地基傳遞荷載，為了荷載的均勻分布，施工時一般會在滿堂支架立桿的下部安裝鋼板。在驗算立桿的穩(wěn)定性時，我們已知立桿的軸向受力，再結(jié)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，h為地面混凝土承載力的設(shè)計值P2瓦+2m：的厚度。計算出地基承載力后，參照規(guī)范要求，驗算地基的承載力。
3.結(jié)束語
城市高架橋的建設(shè)在大中型城市內(nèi)越來越多，合理的設(shè)計滿堂支架，保證高架橋施工的安全與質(zhì)量越來越重要。通過嚴(yán)格的計算支架各個部分的受力荷載和根據(jù)規(guī)范驗算設(shè)計質(zhì)量，進(jìn)而在施工過程中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌凑赵O(shè)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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