公路桥梁工程现浇梁满堂支架施工验算

公路桥梁工程现浇梁满堂支架施工验算

【摘要】本文根据现场施工现浇箱梁的技术分析，浅谈了满堂支架施工的验算方法及详尽过程。

【关键词】现浇梁;验算;施工

现浇梁是高速公路桥梁工程中的结构形式,其特点是结构整体性好,外形美观。在现浇梁的各项施工工序中,支架搭设的质量极为关键,而支架受力的正确验算是保证支架搭设成功的基础。现就湖北某高速公路现浇梁满堂支架施工验算的有关情况作如下介绍。

该桥的现浇梁施工中选用了碗扣式支架,由立杆(120 cm—300 cm)、横杆(30 cm—185 cm)、斜杆(150 cm—300 cm)及立杆的可调底座和托撑等组成。这种支架结构简单,整体性、稳定性俱佳,可根据工程所需搭建成各种形状。

对现浇梁底模、分配梁和承重梁的设计如下:底模采用122 cm×244 cm×10 cm胶合板,纵桥向铺设,板下采用横木(分配梁)打孔后钉铁钉相连,板缝用宽胶带纸粘贴;底模下沿横桥向顺铺10 cm×10 cm方木,间距为2.44/6=0.407 m(计算采用0.41 m);横木下为15 cm×15 cm方木作为承重梁,纵桥向架设在碗扣支架的可调上部托撑顶部,支架布距根据经验拟定为0.9 m×0.9 m,水平杆垂直间距1.20 m。支撑底模的横木受力模型实为多跨超静定梁,现将其简化为单跨静定简支梁,这样不仅计算简便,而且增加了方案的安全性。同理,对横木下纵木的受力状况也作超静定梁向静定简支梁的简化,那么在0.9 m(支架布距)长的纵木上最多可布置3个横梁,在3个力大小相同、对称布置时1/2截面处弯距和挠度最大。

1.横梁验算

1.1模板、横梁自重

N木=0.1×0.1×0.9×6=0.054 kN;

N模=0.9×0.41×10.3×0.01=0.038 kN。

1.2钢筋砼的重量

N钢筋砼=0.9×0.41×1.3×26=12.47 kN。

1.3施工荷载

σ活1=2.5 kPa;

N活1=2.5×0.41×0.9=0.923 kN;N活2=2.5 kN。

1.4振捣砼时产生的荷载

N振=2.0×0.41×0.9=0.738 kN;

这样,N总=N1+ N2+ N3+ N4=14.22 kN。

F均=N总/0.9=14.22/0.9=15.80kN/m;

N活2=2.5 kN;

那么,M=1/8F均·L2+12N活2·L2=18×15.80×0.92+12×2.5×0.45=2.162 kN·m;

σ=MW=2.1621/6×0.1×0.12=12.97 MPa<[σ]容=17 MPa;

τ=QSbI=14.223/2×1/8×0.130.1×1/12×0.14=1066.725kPa=1.0667MPa<τ]容=1.9MPa;

f=5F均·L4384EI+N活2L348EI=2.08 mm<[f]=L/400=2.25 mm。

上式中,E=10×103MPa,I=112×0.1×0.13m4。

验算通过。

2.纵梁验算

根据桥规,计算直接支承小棱(即横梁)的梁时,均布荷载取1.5 kPa,因此活载为1.5×0.4×0.9=0.554 0 kN。

这样N1+2+3+4=0.054+0.038+12.47+0.554+0.738=13.854 kN。

NA=13.854×3/2=20.781kN;Mmax=20.781×0.45-13.854×0.41=3.671;

σ=MmaxW=3.6711/6×0.153=6.53 MPa<[σ]=17;

τ=QSbI=13.854×3/2×1/8×0.1530.15×1/2×0.154=1385.4kPa=1.385 MPa<[τ]=1.9 MPa;

f=2pbxbLEI(L2-x2-b2)+pL348EI。

将x=L2代入,简化后如下:

f=p48EI(6bL2-8b3+L3)=0.631 mm<[f]=2.25 mm,

式中:E=10×103,I=112×0.154,b=0.04 m。

验算通过。

3.底排碗扣支架承载计算

3.1模板、纵横梁及碗扣支架自重

N模=0.9×0.9×0.01×10.3=0.083 4 kN;

N木=(0.1×0.1×0.9×3+0.15×0.15×0.9)×6=0.283 5 kN;

N架=(3.97×4×2+7.41×4)×9.8×10-3=0.614 kN。

横杆单根质量为3.97 kg,纵杆单根质量为7.41 kg。计算时假定杆件连接均为铰接,竖杆竖向共4节,横杆水平共4层。

3.2钢筋砼重力

N钢筋砼=0.9×0.9×1.3×26=27.378 kN。

3.3施工荷载

取σ=1.5 kPa,N活=1.5×0.9×0.9=1.22 kN。

3.4振捣砼时产生的荷载

N振=2.0×0.9×0.9=1.62 kN;

N1+2+3+4=31.20 kN。

查碗扣支架产品资料,横向布距0.9 m时,底排承载力为35 kN,验算通过。

4.地基承载力验算

碗扣支架下支承0.22 m×0.16 m的2.6 m长铁道油枕,那么2.6/0.9=2.89,即1节方木上可支承3个底排支撑,31.20×3=93.6 kN,

N木=0.22×0.16×2.6×6=0.55 kN,合计94.15 kN。

因此σ=N/A=94.15/(0.22×2.6)=164.60 kPa。

原地面经整平碾压后承载力可达180 kPa,上铺20 cm厚,宽于支架1 m的二八灰土整平压实,可满足要求。灰土表面设2 %的排水横坡。灰土外1 m处设纵向

排水沟,并根据汇水面积设集水坑,不能使地基受积水浸泡。

支架搭设完毕后,根据实际荷载对其进行预压,用土袋加载,压载时间自加载结束到开始卸载48 h。对沉降的观测点要布设得上、下对应,以便掌握地基的沉降量(垫木上)和支架、方木的变形量(底模下)。观测点沿横、纵桥向在模板下每2 m设一处,即每4 m2底模下设上、下各一点,共观测加载前、加载一半、加载完成、加载24 h、加载48 h、卸载完成等6次。

5.结论

根据观测记录,分析判断出地基和支架的变形,为以后现浇梁支架提供预留参考值。■

【参考文献】

［１］公路工程桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000.

［２］公路工程质量检验评定标准（JTGF08/1-2004）.北京：人民交通出版社，2005.