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摘要:某大桥引桥墩身设计为门拱式,墩身顶部混凝土浇筑施工需设计专用的拱形支架系统。支架系统下部为钢管立柱,钢管立柱由连接系连成整体。钢管立柱顶设砂筒,砂筒上设置纵横向型钢分配梁,分配梁之上摆放拱形支架。拱形支架由拱脚分配梁、拱下杆件、拱肋、拱肋分配梁和面板组成,混凝土在浇筑过程中产生竖向压力和侧压力,对拱形支架系统进行受力分析,确保现浇施工时支架系统的强度、刚度和整体稳定性满足要求。
关键词:拱形支架;现浇施工;钢管立柱;砂筒;混凝土侧压力;受力分析
中图分类号:TU471.1+4文献标识码: A 文章编号:
1 工程概况
某大桥引桥墩身设计为门拱式,拱形半径为5m,拱上混凝土浇筑高度3m,拱段纵桥向宽度5m,拱顶离承台顶面20m。拱下墩身采用翻模施工,拱上现浇段侧模采用改制翻模,底模专门设计拱形支架。
2 拱形支架系统
拱形支架系统下部为钢管立柱结构,采用Ø1000mm×10mm钢管,连接系为4根组焊的75mm×8mm角钢,柱顶横向分配梁为2HN700×300型钢,纵向分配梁为2HM488×300型钢,设置3道。拱形支架由拱脚分配梁、拱下杆件、拱肋、拱肋分配梁和面板组成。拱脚分配梁采用][32b型钢,设置5道;拱下杆件采用2[16a和2[12.6a型钢,连接系采用的2[10a型钢;拱肋采用][25b型钢,与拱脚分配梁对应也设置5道;拱肋分配梁采用[12.6a型钢,间距300mm布置1道;面板采用10mm钢板,与拱顶分配梁焊接,打磨光滑。
图1 拱形支架系统布置图(单位mm)
3 拱形支架计算
考虑墩身一次浇筑,支架承受拱上混凝土自重产生的荷载和混凝土的侧压力,模板、支架的自重由程序自行输入,考虑1.1的安全系数。拱形支架模板纵向宽度为5m,支架拱上混凝土等效宽度为:
图2 拱上混凝土计算图(单位mm)
支架拱顶受力,支架拱脚受力,支架拱顶处浇筑速度,支架拱脚处浇筑速度。支架拱顶处混凝土对模板的侧压力
,支架拱脚处混凝土对模板的侧压力。混凝土振捣时冲击产生的水平荷载。故支架拱顶新浇混凝土对模板的总的侧压力为P1=58.5+4=62.5
KPa,支架拱脚新澆混凝土对模板的总的侧压力为P2=85.2+4=89.2Kpa。模板为板单元,荷载加在模板上,建立支架整体模型。
图3 支架有限元模型图
支架系统各杆件应力变形计算结果见表-1
表1 支架系统杆件应力变形计算结果
通过计算结果可见,各杆件应力、变形均满足要求。
拱下杆件:2[16a,,满足要求;2[12.6a,,满足要求;2[10a,
,满足要求。钢管立柱第一阶屈曲模态特征值为5.4,满足设计要求;,满足要求。立柱连接系,,满足要求。各杆件稳定性亦满足要求。拱形支架系统安全可靠,能够满足受力要求。
4 结束语
该拱形支架结构应力与变形均在许用范围内,安全可靠,拼装与拆卸投入机械与劳动力较少,使用方便,且可以多次重复使用,在墩身施工中使用效果良好,节省了40T的工期,创造了可观的经济效益。
参考文献
[1] 彭杜. 黄冈公铁两用长江大桥南引桥高墩墩身翻模施工[J].城市建设理论研究,2012,(4).
[2] GB 50017-2003,钢结构结构设计规范[S].
[3] 肖刚,舒建辉,李君. 高墩身提升模板施工技术[J]. 河南交通科技, 2000 ,(04).
关键词:拱形支架;现浇施工;钢管立柱;砂筒;混凝土侧压力;受力分析
中图分类号:TU471.1+4文献标识码: A 文章编号:
1 工程概况
某大桥引桥墩身设计为门拱式,拱形半径为5m,拱上混凝土浇筑高度3m,拱段纵桥向宽度5m,拱顶离承台顶面20m。拱下墩身采用翻模施工,拱上现浇段侧模采用改制翻模,底模专门设计拱形支架。
2 拱形支架系统
拱形支架系统下部为钢管立柱结构,采用Ø1000mm×10mm钢管,连接系为4根组焊的75mm×8mm角钢,柱顶横向分配梁为2HN700×300型钢,纵向分配梁为2HM488×300型钢,设置3道。拱形支架由拱脚分配梁、拱下杆件、拱肋、拱肋分配梁和面板组成。拱脚分配梁采用][32b型钢,设置5道;拱下杆件采用2[16a和2[12.6a型钢,连接系采用的2[10a型钢;拱肋采用][25b型钢,与拱脚分配梁对应也设置5道;拱肋分配梁采用[12.6a型钢,间距300mm布置1道;面板采用10mm钢板,与拱顶分配梁焊接,打磨光滑。
图1 拱形支架系统布置图(单位mm)
3 拱形支架计算
考虑墩身一次浇筑,支架承受拱上混凝土自重产生的荷载和混凝土的侧压力,模板、支架的自重由程序自行输入,考虑1.1的安全系数。拱形支架模板纵向宽度为5m,支架拱上混凝土等效宽度为:
图2 拱上混凝土计算图(单位mm)
支架拱顶受力,支架拱脚受力,支架拱顶处浇筑速度,支架拱脚处浇筑速度。支架拱顶处混凝土对模板的侧压力
,支架拱脚处混凝土对模板的侧压力。混凝土振捣时冲击产生的水平荷载。故支架拱顶新浇混凝土对模板的总的侧压力为P1=58.5+4=62.5
KPa,支架拱脚新澆混凝土对模板的总的侧压力为P2=85.2+4=89.2Kpa。模板为板单元,荷载加在模板上,建立支架整体模型。
图3 支架有限元模型图
支架系统各杆件应力变形计算结果见表-1
表1 支架系统杆件应力变形计算结果
通过计算结果可见,各杆件应力、变形均满足要求。
拱下杆件:2[16a,,满足要求;2[12.6a,,满足要求;2[10a,
,满足要求。钢管立柱第一阶屈曲模态特征值为5.4,满足设计要求;,满足要求。立柱连接系,,满足要求。各杆件稳定性亦满足要求。拱形支架系统安全可靠,能够满足受力要求。
4 结束语
该拱形支架结构应力与变形均在许用范围内,安全可靠,拼装与拆卸投入机械与劳动力较少,使用方便,且可以多次重复使用,在墩身施工中使用效果良好,节省了40T的工期,创造了可观的经济效益。
参考文献
[1] 彭杜. 黄冈公铁两用长江大桥南引桥高墩墩身翻模施工[J].城市建设理论研究,2012,(4).
[2] GB 50017-2003,钢结构结构设计规范[S].
[3] 肖刚,舒建辉,李君. 高墩身提升模板施工技术[J]. 河南交通科技, 2000 ,(04).