脚手架钢管底部截面所承受的自重压力:
G=g1+g2=1938.1+1116.7=3054.8(N)
(2)施工荷载P计算:
吊装模板时吊装重量考虑500kg=5000N;吊装钢筋时吊装重量考虑200kg=2000N;吊装人员最多时为4人,重量考虑4人×80kg/人=320kg=3200N;
荷载组合:考虑模板吊装时吊装重量最大,故荷载组合采用模板+人员;考虑冲击系数为1.2,施工总荷载为:(5000+3200)×1.2=9840N。
分摊到每根竖向钢管的施工荷载:P=9840/26/0.7=540.7N
注:试中0.7为受力不均匀系数
2)、竖向钢管底部截面的截面承载力应力验算:
竖向钢管底部截面承受最大压力:N=P+G=540.7+3054.8=3595.5N
单根钢管截面面积:A=(D2-d2)×3.142/4=424mm2
钢管截面轴向容许应力为:[δ]=140Mpa=140N/mm2
本脚手架钢管截面所承受的最大承压应力验算:
δ=N/A=3595.5N/424mm2=8.48Mpa
钢管轴向应力折减系数θ计算:
考虑两端铰支取长度系数μ=1;
惯性距计算:I=[3.142(D4-d4)]/64=107800mm4
i=√I/A=√107800/424=15.945mm
λ=μL/i=1×3600/15.95=226
查《钢结构技术规范》表C-2,
b类截面轴心受压构件的稳定系数:θ=0.143
θ[δ]=0.143×140=20.02Mpa
因为A3钢管轴向容许应力θ[δ]=20.02Mpa>δ=8.48Mpa;所以脚手架钢管截面所承受的最大承压应力满足施工要求
3)、脚手架竖向钢管稳定性验算:
(1)惯性距计算
I=[3.142(D4-d4)]/64=107800mm4
已知条件:截面钢管面积A=424mm2;所承受最大应力δ=8.48Mpa;横向钢管最大间距为0.9米;考虑两端铰支取长度系数μ=1;长度L=0.9m=900mm
(2)稳定性计算:
脚手架单根钢管所承受的临界力:
Pcr=(3.1422EI)/(μL)2
=(3.1422×2×105×107800)/(1×900)2
=262702KN
通过计算脚手架单根钢管施工过程中所承受的实际荷载为3595.5N<[Pcr]=262702N,所以脚手架按此布置满足施工过程中应力及稳定性的要求。
4)、扣件抗滑力计算
经计算横向钢管传递到到单根纵向钢管的作用力R=1.117KN<RC=8.5KN直角扣件、旋转扣件抗滑移承载力设计值。
5)、支垫枕木承载力核算:
本脚手架钢管底部截面支撑在5cm×5cm×5mm的钢板上,承压应力验算:
δ=N/A=3595.5N/2500mm2=1.438Mpa
已知枕木容许压应力[δ]=10Mpa>δ=1.438Mpa脚手架单根钢管施工过程中所承受的实际最大承压应力,所以枕木满足钢管的承压应力施工要求。
6)、地基对枕木(钢管)承压应力的计算:
脚手架施工布置过程中,实际单根枕木最多承受两根竖向钢管的荷载:
N=2×3595.5=7191N
枕木与地面接触面积计算:
A=2500×160=400000mm2
δ=N/A=7191/400000=0.018Mpa<地基容许承载力[δ]=0.1Mpa
所以地基承载力满足施工过程中最大承载力的要求。转贴于中国论文下
根据以上计算结果,钢管支架立杆受压应力和横杆抗弯强度及刚度都小于容许值可满足施工要求,则该支架方案是可行的。
4.3.2、立模板
墩柱模板全部采用特制定型刚模板,采用人工配合汽车吊安装,模板固定采用4根钢风缆锚固于地面,保证立模后的刚度及竖直度。
4.4、浇筑混凝土
混凝土浇注前对支架、模板、钢筋进行检查,符合设计及规范要求后方可进行混凝土浇注,混凝土浇筑采用一次支模到顶,一次混凝土浇筑的方法施工,中间不留施工缝。混凝土采取集中拌和,混凝土搅拌车运输。混凝土拌和中严格控制材料用量,并对拌和出的混凝土进行塌落度测定,控制好水灰比。墩柱混凝土采用混凝土运输车送至现场,用混凝土输送泵直接送至模板内浇注,用插入式振捣器振捣,振动过程中宜将振动棒上下略为抽动,以使上下振捣均匀。混凝土采取分层连续进行浇注,每层厚度不大于30cm,在振动上一层时,要插入下一层中5cm左右,清除两层之间的接缝,同时要在下层砼初凝前进行。每插一点掌握好振动时间,要求每点振捣时间为20S~30S,视砼表面呈水平不再出现下沉、气泡、表面泛出灰浆为准。振动棒插点要均匀排列,墩身部位振捣采用“梅花交错式”,每次移动位置的距离不得大于振动棒作用半径的1.5倍,移动间距要求控制在30cm左右。插入式振动棒在使用时,距离模板不得大于振动棒作用的0.5倍,且不得紧靠模板振动,要尽量避免碰撞钢筋。中间因故间断不能超过前层混凝土的初凝时间。混凝土浇注过程中设专人检查支架、模板、钢筋的稳固性,发现问题及时处理。
4.5、拆膜及养护
混凝土达到设计强度的2.5MPa后拆除墩柱模板,用塑料薄膜覆盖养护,模板拆除时按顺序拆卸,防止撬坏模板和碰坏结构。
5、高墩施工的几点体会
5.1、尽量保证2根(1排)墩柱施工的连续性,减少中间停顿时间,以加快分项工程的完工时间。
5.2、搞好安全施工是高墩柱施工的关键环节之一,要经常对施工操作人员进行安全教育,强化安全意识,各工序应按安全操作规程办事。
5.3、采用翻模法施工,由于第一段墩柱定位与竖直度控制精确,往上段墩柱的竖直特易控制,则有效控制了墩柱定位、竖直度与接缝。
6、结束语
实践证明,采用高墩钢管支架及特制定型刚模板的施工技术,对高空、立体、平行、交叉作业有了可靠的安全保证,同时也加快了工程进度,降低了工程成本,因此技术是合理可行的。
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