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1、满堂支架简易验算与施工简介施工技术广东建材2007年第5期满堂支架简易验算与施工简介宋琢(广州市市政工程机械施工)摘要:满堂支架作为建筑,桥梁结构施工以及作为支撑的施工工具,其运用越来越广,也越来越架设计及施工的经验进行总结,主要介绍以建立力学模型来实现施工设计计算,以方便广大同行在以后同类施工中借鉴.关键词:满堂支架;施工;验算;力学模型满堂支架通常又叫支顶架.结构施工中,经常采用代施工中运用越来越广,因为它施工安全,搭设简单,经济节约,例如,工民建中上部横梁或楼面板的一次现浇运用门式脚手架搭设施工平台,土建桥梁施工上部结构中各式梁的一次现浇运用钢管,碗扣或脚手架搭设施工平台等.满堂支顶架在
2、力学上对于整体,是一个受竖向荷载的支撑平台:其内部受拉,压,弯的杆件互相作用而成.满堂支架的存在也依赖于大量的附属工程,如下部介绍门式支顶架.1支架设计简介门式支顶架由一层一层门式架构成,每一层又是由横向(纵向)一排一排的门式架构成,每一排是由若干个单独的门式架构成.门式支顶架主要是承受竖向力,单个的门式架并不能受力,所以门式架与门式架是靠剪刀撑及纵横向拉杆连接起来成为整体而受力,层与层之间种支顶架的搭设高度却受到支架本身结构形式,材料,上部荷载和施工技术的限制,在广州市最大搭设高度一线立交工程中呈搭设30m高门式支顶架,安全浇筑了上部箱梁.以桥梁上部结构箱梁施工为例(详见图l,图2),其施工
3、设计均是根据上部荷载的分布而确定门式架的纵横向间距的,但间距的确定必须经过严密的计算确定.受剪刀撑长度和安装方法的限制,门式架与门式架的纵横向间距一般大于30cm小于120cm,注意:在间距为30cm时门式架的剪刀撑已经不能安装.一60酚醛模板1O×10横向术枋301O×10双层纵向术枋门式脚手架20040603554060345406034540603554060200JIIIIIlIIIII9=丽可:.i二二=日h一.h'H"499l,j肿眦脚肿FH'曲南柏F珏h=h桷IFFHfIu,f¨,¨,1.,H8J川,I,"
4、;l册.肿)f肌删肿堋j脯似挂搿蕊舞,枷i;8;磷缸毓'?醛I鼢麓nhnhnbRRhRhRh小dndnnnhnb(】b出d6d6d606O666b6b6图1支顶架横断面图图2支顶架纵断面图支顶架的上托上有用多层木枋叠放组成的纵向大楞,大楞上面又放了横向的单层木枋,即为小楞:支顶架的下托是放在下部地基上,但应注意下托与地基的集中应力的预防,这里我们建议:地基是混凝土等刚度较好的地面,下托放在单层的2.Ocm厚木板上就可以了,这样可以把上部传来的荷载由木板传给地基,增大受力面积防止应力集中;地基较差或是天然地基,必须作地基处理,保证地基能达到地基承载力,一般在地基上找平广东建材2007年第
5、5期施工技术后铺20cm,6%水泥稳定石屑,夯压密实,铺上木枋或者是双层的2.Ocm厚木板,地基承载力由上部荷载计算而得;如果地基刚度分布不同,如墩台与天然地基的交接处,必须注意地基处理,甚至铺钢板或者槽钢以防止不的排水槽以防止雨水下渗破坏地基.2设计计算设计计算主要是确定门式架或钢管的纵横间距,主要方法是力学的极限应力法.荷载由上部向下传递,那么由力的作用顺序来计算,顺序为:上部荷载一小楞一大楞一门式架的每一只脚或钢管的受力.这里要说明,为了简化力学计算程序,间距我们都参考以往的施工经验来预先确定一个间距,再由力学计算来验证这个间荷载组成:上部设计静载;混凝土浇注冲击荷载;人的荷载;模板的荷
6、载;大,小楞的荷载;机械荷载,以及各种异常荷载.结构的计算,困难的不是计算,计算靠运用力学理论或计算机计算程序都可解决,但是哪一种力学理论及计算机程序是适合实际结构的却是至关重要,这就要求必须把实际结构转化成理论的力学模型及数学模型进型.这里所说的小楞是相对于上部设计静载的纵向而言它是横向的木枋,它一根根搭接在一起并固定在大楞上(搭接长度为30cm),这正好是一根受多种均布荷载图3单位:m图4单位:m的连续梁,如图3,图4的荷载分布图(以图l中箱梁为例).(1)翼板腋角部位:说明:q,q分别为翼板边缘及根部的荷载.(2)箱梁肋梁部位说明:A,B,C为大楞的位置,即为门式架或钢管横向相邻脚间的距
7、离.横梁为小楞,q为上部箱梁向下的均布荷载;FG(a2)为腹板宽度,若腹板不够a宽,为计一变化的每一个部位都要进行计算,调整大,小楞的间距以达到受力最优,施工安全,经济最省的目的.大楞是放在小楞下面并垂直于小楞,安放在门式架的上托上,并固定.为了增强木枋的力学性能,采用增大受力面积的方法大楞采用双层叠放.由它的搭设结构,也可以把它看作受上部小楞集中力和小楞重量给它施加的均布荷载的连续梁,如图5所示.图5单位:m说明:0,l,2为门式架的上托的位置,间距即为门式架或钢管的纵向间距;横梁为大楞;q为小楞的重量产生的均布荷载;P为小楞在大楞上的集中力,即为小楞计算中A,B,C的支座反力,在等截面梁它
8、是相等的,变截面梁时它为各处计算的实际力,但由于计算的大楞的长度不是很长,可以把这一长度内最大的P面力学模型受力复杂,可以使用力的叠加原理进行简化.力学模型很简单,可以看成是受轴心压力的细杆,即为大楞计算的0,1,2处的支座反力,一般F<F的轴心压力除以立柱的作用面积,地基处理后的承载力必须大于这个值.对于以上的力学模型,均可以采用结构力学的理论一61施工技术广东建材2007年第5期或相关的结构计算机软件进行计算.现参照公路桥涵设计手册一基本资半斗中关于等截面等跨度连续梁的计算公式进行计算,采用力的叠加原理,介绍如下:(1)小楞计算kl:2(al+a2);k2:2(a2+a3);
9、k3:klk2-a.al:kl/k3;a2=L2/k3;a3=k2/k3=qL./24;=2=;A2=qL./24NlN2=6(l'+Ai)M1=M2一alN2+a3N2由于结构左右对称,所以12#跨和34#跨受力是一样的,因此对其中一跨进行验算,只要计算最大弯矩和最大剪力,近似计算跨中弯矩和支座处的剪力及支座反力R:l2#跨计算Mol=qlL/8+Ml;Q=-qlL/2+Ml/LQ右qlL/2:R1=Q-Q左23#跨计算Mo1=q2I/8+M2:Q:-q2L/2+M2/L;Q右q2L/2:R2Q右一Q左强度验算o一/w<o¨=12MPaT=1.5Q/A&
10、;lt;T¨刚度验算f/L:5qL/384EI+0.0642M,L/EI<f/11/400(2)大楞计算大楞计算时应用力的叠加原理,均布荷载主要是由于:=qL3/24+pL./16支座反力:F=Q右-Q左+P挠度验算时应叠加上集中力产生的挠度.(3)门式架立柱验算F<F=25KN,注意:该竖向力F一般不考虑门式架及钢管的自重,但在其高于4层时应将自重计入竖向力F中.(4)地基承载力计算门式架每根立柱底部垫25×一62一×L(O.2为木板宽度);.'.o=F/A(Kpa)即为施工要求最小地基承载力.3施工及预压试验现场设安全标识,
11、施工完成后仔细验收,验收内容有:检查施工是否按图纸施工,搭设是否符合规范的要求,如:地基处理达到设计要求;首层门式支架顶偏差应调整5mm以内,同时门式架两个方向的垂直度控制在lmm以内;杆件需要搭接长时,搭接长度不少于50cm,搭接接头处扣件数量不少于2个;杆件有否严重损伤,锈蚀严重者严禁使用;木枋有否中空,枯节,折断,虫蛀,腐朽,破裂等缺陷,不得用于受力部分或禁止使用;门式架的上,下托是否固定等.要求验收者认真,仔细检查每一个环节.预压试验是验证支顶架设计,施工是否安全,合理的一个重要环节,它模拟了上部结构的施工过程及荷载形式,对支顶架的工作状态进行真实模拟,现就预压的方法介绍如下:(1)预
12、压部位,主要是受最大荷载处,或是受力最危险处.(2)预压荷载:用现成材料,定型混凝土块代替相应近于仿真,只能大而不能小.(3)预压程序:第一次高程测量:测出已经完成的支顶架上的模板的标高并记录;垫层:再在模板上纵向密铺木枋两层;加载:在密铺的木枋上面平放预压荷载;第二次高程测量:持荷6小时(约为混凝土的初凝时间)后再次在原位置(模板)进行高程测量并记录;卸荷:解除预压荷载;然后卸去密铺的两层木枋;第三次高程测量:卸荷完成后,在原处测量一次高程,并记录;整理测量记录并出报告;校验其使用情况是否符合施工.试验中的测量不应局限于高程测量,而应包括被测量部位的位移观测.试验进行时派专人观察支顶架,一广
13、东建材2007年第5期施工技术悬挑脚手架的设计与施工应用张春辉(广东省建筑工程集团)摘要:本文结合广州大学城医院住院楼工程实例,具体介绍了悬挑脚手架的设计要点,构造要求及施工应用.关键词:悬挑;脚手架;设计;施工应用1工程概况广东省中医药大学附属第二医院大学城医院工程,位于广州市番禺区小谷围岛大学城区内,住院楼工程为其中一单体建筑,建筑面积为37314m2,地上l1层,地下1层,总高度44m.地下室层高为5.3m,首层5m,其它各层为3.7m.2方案选定总体工期安排,混凝土工程为关键工作,要求地下主体混凝土结构完成后,马上转入地面混凝土结构施工,但地下室外墙防水,土方回填等工序还不能完成,因此
14、落求,同时又能更好地做好现场文明施工,我们决定选用悬挑式脚手架.本工程悬挑脚手架采用16#槽钢作为悬挑梁和14钢丝绳斜拉杆共同承担悬挑外架的抗弯应力和抗拉应力.16#槽钢悬挑梁,隔2根立杆设一条,斜拉杆采用14钢丝绳,吊点环采用16钢筋,设置在第4,7,10层楼板,吊第2,5,8层脚手架,水平方向隔2根立杆旦出现异常变化,立即中断试验,并检查问题的出处并排除.4总结按照上述程序进行的支顶架的设计,施工,按照规范的要求进行验收和使用,在我公司承建的广州市众多工程中运用取得了良好效果,特别是在超高支顶架中的运用,经过合理的设计,细致的计算,规范的施工,严格的验收,施工中没有因为支架的问题而出现过一
15、例安全或质量事故.支架的运用在以后的施工中将越来越广.这里特别强调,高空结构施工中支架的运用,一旦出现事故一切将无可挽回,给社会和企业均带来巨大损失,设置一条斜拉钢丝绳.3设计计算悬挑构件16号槽钢,悬挑长度L=I.3m:脚手架搭设48×3.5钢管;立杆横距1050mm;立杆纵距2000mm;大横杆步距1800mm:联墙件两步三跨;卸荷设置14钢丝绳斜拉,16钢筋吊环.按照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)规定,本工程施工脚手架采用规范6.1.1规定的构造尺寸搭设,对架体稳定计算只需对连墙件进行计算.l4钢筋连墙杆所能承受抗拉设计值.N=210××轴向力N=NW+N.×6××0.7+526.12KN<32.3KN,满足要给人的生命带来威胁,所以支顶架施工必须要设计,计算,不能完全依靠施工经验;一定要作好质量验收,把事故消灭在萌芽中,杜绝一时的疏忽而造成大事故.【参考文献】(1)JTJO25-86,公路桥涵钢结构及木结构设计规范社一63