混凝土現澆施工模板支撐架結構選型及設計

2020-12-05 酸辣白菜一號

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一、現澆支架結構選型

1.1鋼管扣件式支架

扣件式鋼管支架是通過扣件的摩擦力將各杆件連接成一整體,形成模板支撐結構體系。支架鋼管與鋼管之間採用扣件並用螺栓擰緊的方式連接一起,兩鋼管呈90度正交連接時採用直角扣件,兩鋼管呈任意角度交叉連接時採用旋轉扣件,鋼管與鋼管對接採用對接扣件。

扣件支架

優缺點

(1)裝拆方便,搭設靈活,鋼管長度易於調整,扣件連接簡便,因而可適應各種平面、立面的建築物與構築物用腳手架。

(2)加工簡單,一次投資費用較低;如果精心設計腳手架幾何尺寸,注意提高鋼管周轉使用率,則材料用量也可取得較好的經濟效果。

(3)搭設質量受人為因素影響較大,節點處的杆件為偏心連接,靠抗滑力傳遞荷載和內力,因而降低了其承載能力。

(4)扣件節點的連接質量受扣件本身質量和工人操作的影響顯著。

(5)不能在高層結構、超高層結構及高架橋結構施工中的大面積應用。

扣件式鋼管支架一般要求

1.立杆間距一般不大於2.0m,橫距不大於1.5m,立杆應搭設在平整堅實的地面上,立杆底部設置底座和墊板,並有可靠的排水措施,防止積水浸泡地基。

2.立杆接長除頂層頂步外,其餘各層各步接頭必須採用對接扣件連接。各接頭的中心至主節點的距離不宜大於步距的1/3。頂層頂步立杆如採用搭接接長,其搭接長度不應小於1000mm,並採用不少於2個旋轉扣件固定,端部扣件蓋板邊緣至杆端距離不小於10mm。

3.主節點處必須設置一根橫向水平杆,用直角扣件扣接且嚴禁拆除。主節點處兩個直角扣件的中心距不應大於150mm。在雙排腳手架中,靠牆一端的橫向水平杆外伸長度不應大於500mm。

4.剪刀撐與地面的夾角宜在45°~60°範圍內,利用迴轉扣件將一根斜杆扣在立杆上,斜杆用扣件與腳手架扣緊的連接接頭距腳手架節點不大於200mm,除兩端扣緊外,中間尚需增加2~4個扣節點,最下面一個連接點距地面不宜大於500mm。

5.腳手架必須設置縱、橫向掃地杆。縱向掃地杆應採用直角扣件固定在距底座上皮≯200mm處的立杆上。當基礎不在同一高度上時,必須將高處的縱向掃地杆向低處延長兩跨與立杆固定,高低差不宜大於1m。靠邊坡上方的立杆軸線到邊坡的距離不應小於500mm。

1.2承插型式支架

承插型鋼管支架類型主要以碗扣式支架和盤扣式支架為主,支架主要由立杆、水平杆、斜杆、插盤(碗扣、插座、鎖扣)、可調底座、可調託座等組成,立杆與水平杆及斜杆之間並不像鋼管扣件的連接,而是在立杆上焊接插座盤,水平杆和斜杆上焊接插頭,將插頭插入插座盤並楔緊而拼裝成不同規格的支架。

碗扣式

盤扣式

套扣式

八角鎖扣式

盤銷式

優缺點

(1)同一框架平面內的節點,其軸線能相交於一點,抵抗彎曲、扭轉、剪切變形能力好。

(2)整架拼拆速度比常規快3~5倍,拼拆快速省力,工人用一把鐵錘即可完成全部作業,避免了螺栓操作帶來的諸多不便。

(3)能根據具體施工要求,組成不同組架尺寸、形狀和承載能力的單、雙排腳手架,支撐架,支撐柱,適用範圍較廣。

(4)橫杆為幾種尺寸的定型杆,立杆上節點按等間距設置,使構架尺寸受到限制,架體對地基承載力要求高。

碗扣式支架一般要求

1.模板支撐架底部縱、橫杆作為掃地杆距地面高度應小於或等於350mm,嚴禁施工中拆除掃地杆,立杆應配置可調底座或固定底座;

2.當立杆間距大於1.5m時,應在拐角處設置通高專用斜杆,中間每排每列應設置通高八字形斜杆或剪刀撐;當立杆間距小於或等於1. 5m時,模板支撐架四周從底到頂連續設置豎向剪刀撐;中間縱、橫向由底至頂連續設置豎向剪刀撐,其間距應小於或等於4. 5m;

3.立杆上端包括可調螺杆伸出頂層水平杆的長度不得大於0.7m,剪刀撐的斜杆與地面夾角在45°~60°之間,斜杆應每步與立杆扣接。

4.當模板支撐架高度大於4.8時,頂端和底部必須設置水平剪刀撐,中間水平剪刀撐設置間距應小於或等於4.8m。

1.3梁柱式支架

梁柱式支架主要由鋼管柱、軍用梁或貝雷梁、鋼管立柱、型鋼橫梁、落架設備以及模板系統結構組成,軍用梁或貝雷梁為標準定型鋼結構構件,結構簡單、輕巧、快速、經濟、用途廣泛、適應性強、組合結構系統好、互換性強和容易組合等眾多特點,在公、鐵路橋梁建設中得到了很大程度的發展。

支架

優缺點

(1)梁柱式支撐架適用於地形複雜、落差大、尺寸不規則的結構物現澆施工,可根據不同地形、結構尺寸做相應調整,較易保證施工質量。

(2)支架搭設主要為大型設備的吊裝作業,施工進度快,材料周轉快,特別適用於大跨度橋梁結構中。

(3)支架結構採用鋼管和軍用梁構件搭設,結構承重能力大,定型構件減少加工製作誤差,保證施工安全。

(4)需要大型其中吊裝設備,專門設置落架裝置。

梁柱式支架一般要求

1.鋼管柱安裝基礎平整,基礎設置可靠固定和限位措施,偏心不大於2CM,鋼管柱之間至少設置一道剪刀撐。

2.型鋼承重橫梁工字鋼位於鋼管柱中心,與鋼管柱之間採用鋼板或槽鋼採用焊接的方式連接,確保穩固;鋼管柱軸線位置處的貝雷梁採用雙拼槽鋼背向連接,貝雷梁上部工字鋼必須設置在貝雷梁連接節點上。

3.鋼管頂部必須設置落架設備,落架砂箱或千斤頂設置在工字鋼和鋼管的軸線上。

4.貝雷梁上的操作平臺必須滿鋪腳手板並有可靠固定措施,上部外架按腳手架搭設規範進行布置並搭設1.2米臨邊防護。

二、支架結構設計

1.1支架設計內容

支架在施工中承受橋梁的大部分恆載及施工荷載,必須有足夠的強度和剛度;同時支架的基礎應可靠,構件之間的結合要緊密,並有足夠的縱、橫、斜向的連接杆件,使支架成為空間穩定的整體。支架在受荷後將有變形和擾度,故應設置合理的預拱度,使結構的外形尺寸和標高符合設計要求。

支架設計一般要求

1、模板、支架和拱架的設計,應根據結構型式、設計跨徑、施工組織設計、荷載大小、地基土類別及有關的設計、施工規範進行。

2、繪製模板、支架和拱架總裝圖、細部構造圖。

3、制定模板、支架和拱架結構的安裝、使用、拆卸保養等有關技術安全措施和注意事項。

4、編制模板、支架及拱架材料數量表。

5、編制模板、支架及拱架設計說明書。

1.2設計荷載

1、計算模板、支架和拱架時,應考慮下列荷載並按下表進行荷載組合。

設計荷載一般要求

(1)模板、支架和拱架自重;

(2)新澆築混凝土、鋼筋、預應力筋或其他圬工結構物的重力;

(3)施工人員、施工設備及施工材料等荷載;

(4)振搗混凝土時產生的振動荷載;

(5)新澆築混凝土對側面模板的壓力;

(6)傾倒混凝土時產生的水平衝擊荷載;

(7)設於水中的指甲所承受的水流壓力、波浪力、流冰壓力、船隻及其他漂浮物的撞擊力;

(8)其他可能產生的荷載,如風荷載、雪荷載、冬季保溫設施荷載等。

2、鋼、木模板,支架及拱架的設計,可按《公路橋涵鋼結構及木結構設計規範》(JTJ025)的有關規定執行。

3、計算模板、支架和拱架的強度和穩定性時,應考慮作用在模板、支架和拱架上的風力。設於水中的支架,尚應考慮水流壓力、流冰壓力和船隻漂流物等衝擊力荷載。

1.3設計計算內容

1、根據梁板結構平面圖,繪製模板支撐架立杆平面布置圖;

2、繪製架體頂部梁板結構及頂杆剖面圖;

3、面板、次楞和主楞等受彎構件計算;

4、計算最不利單肢立杆軸向力及承載力;

5、 繪製架體風荷載結構計算簡圖,架體傾覆驗算

6、 斜杆扣件連接強度驗算;

7、 地基承載力驗算。

1.4驗算性能要求

1、驗算模板、支架及拱架的剛度時,其最大變形值不得超過下列數值

(1)結構表面外露的模板,撓度為模板構件跨度的1/400;

(2)結構表面隱蔽的模板,撓度為模板構件跨度的1/250;

(3)支架、拱架受載後撓曲的杆件(橫梁、縱梁),其彈性撓度為相應結構跨度的1/400;

(4)鋼模板的面板變形為1.5mm,鋼稜和柱箍的變形為L/500和B/500(其中L為計算跨徑,B為柱寬)。

2、拱架的強度驗算,應根據拱架結構型式及所承受的荷載,驗算拱頂、拱腳及1/4跨等截面的應力,杆件及節點的應力,同時還應驗算分階段澆築或砌築時的強度及穩定性。

3、抗傾覆驗算時不論板拱架或桁拱架,均作為整體截面考慮,驗算傾覆穩定係數不得小於1.3。

1.5預拱度設置

支架和拱架應預留施工拱度,在確定施工拱度值時,應考慮下列因素

(1)支架和拱架承受施工荷載引起的彈性變形;

(2)超靜定結構由於混凝土收縮、徐變及溫度變化而引起的撓度;

(3)承受推力的墩臺,墩臺水平位移所引起的拱圈撓度;

(4)由結構重力引起梁或拱圈的彈性撓度,以及1/2汽車荷載(不計衝擊力)引起的梁或拱圈的彈性撓度;

(5)受載後由於杆件接頭的擠壓和卸落設備壓縮而產生的非彈性變形;

(6)支架基礎在受載後的沉陷。

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