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【摘 要】商铺门楼处于中心施工主通道,施工车辆必须通过门楼位置,须在中跨留置行车通道供施工机动车和行人通行。通过设计行车通道支模体系,顺利完成施工任务,保证了其他标段正常施工通行。
【关键词】行车通道支模施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、工程概况
本工程由4个标段组成,门楼位于四个标段中心施工主通道。门楼(4.65+12.99+4.69)m三跨连续梁结构形式,顶板厚100,净空6.85m。梁高1.05m。由于由于门楼处于4个分段中心施工主道路,除一标和三标段外其余两个标段所有施工车辆必须通过门楼位置,为保证其他标段正常施工故道路不能断行,交通不得中断。
二、总体施工方案
支架采用两种形式:中跨行车通道采用工字钢分配梁与φ500mm钢管的支架体系。
1、通道净高6.38m,采用1跨共4.9m,路面净宽4.5m;
2、通道顶采用5.3mⅠ16工字钢横梁,等间距30cm铺设。横梁顶为方木和底模,方木采用50*60满铺,底模采用15mm厚胶合板。
3、横梁支承于Ⅰ45a工字钢纵梁上。纵梁长13m,沿环内方向挑出0.5m,作为通道进出口搭设防护棚之用。防护棚顶铺设10#槽钢,满铺胶合板,确保通道行车行人安全;
4、纵梁焊接在钢管顶;
5、钢管柱采用φ500mm,δ=10㎜钢管,高5.8m,等间距纵向@2m、横向@5.109m布置;
6、钢管柱下现浇700×600地梁。
构件连接方式:钢管柱为15mm厚钢板法兰盘,
钢管柱与地基采用φ14螺栓连接;沿道路方向钢管间设50×50角钢构造连接;纵梁与横梁采用焊接连接。
通道支架平面位置、纵断面图和立面图,如图1、图2和图3所示。
三、中跨行车通道支撑体系计算
㈠、I16横梁计算
通道I16横梁与底模纵枋接触,其主要受力来源于顶板梁传给横梁的力及自身重力。
1、横梁荷载计算
⑴、顶板钢筋混凝土自重
横梁长5.3m,间距0.3m,共44根,故验算受力范围为横梁投影面积:
5.3×(44×0.3+0.08)=70.38㎡
除东、西两侧有2m宽100厚平板外均为无板构架梁,梁宽分300和240两种,梁高1050mm。受力分析统一按照结构有板,梁宽取大值300计算。故总砼量(设计数量)
70.38×0.1+0.95×0.3*13×3=18.15m3,
则底板每平方米重量为:
18.15×26/70.38=6.71KN/m2
⑵、水平模板及木方自重取0.75kN/m2
⑶、施工人员及设备荷载取2kN/m2
⑷、浇筑和振捣混凝土产生的荷载取2kN/m2
荷载组合: q1=1.2×(6.71+0.75)+1.4×(2+2)=14.55kN/m2
均布荷载取横梁的自重 q2= 0.205kN/m
横梁承受上部方木传递的结构和施工荷载,由于方木间距较密,按均布荷载计算。
横梁受力为:q=14.55×0.3+0.205=4.57 KN/m
2、横梁抗弯强度计算
钢材容许弯曲应力[σ]=145Mpa,容许轴向应力[σ]=140Mpa,容许剪切应力[τ]=85Mpa,容许挠度[f]=1/400,弹性模量E=206000Mpa。
I16工字钢:W=141000mm3,I=11300000 mm4,A=2613 mm2。
工字钢的最大弯矩在跨中钢管顶处,上部受拉,弯矩系数取Km=0.125,其值为:
Mmax=0.125×ql2=0.125×4.57×4.92=13.72KN·m
最大弯曲应力:σ=Mmax/W=13.72×103/(141000×10-9)=101.389Mpa≤[σ]=145 Mpa,满足要求!
3、横梁挠度计算
最大挠度位于每跨的跨中,挠度系数取Kw=0.521。
wmax=0.521×ql4/(100×E×I)=0.521×4.57×103×4.94/(100×0.113×10-4×2.06×1011)=0.00640m=5.83mm≤5300/400=13.25mm,满足要求!
4、横梁抗剪强度计算
最大支剪力,取剪力系數Kv=0.625,则纵梁顶支座反力为:
R=2×Kv×q×l=2×0.625×4.57×4.9=27.98KN
τ=3V/2A=3×27.98×103/(2×2613)=16.06Mpa<[τ] =85Mpa满足要求!
㈡、I45a工字钢纵梁计算
钢纵梁采用I45a工字钢焊接而成,纵梁钢管支柱间距2m。纵梁支承于钢管上,按照集中与均布荷载下3跨连续简支梁计算。
I45a工字钢:W=1430000 mm3,I=322400000 mm4,A=10200 mm2,工字钢每米自重0.8KN/m;b=15cm;Sx=836.4cm3。
1、纵梁抗弯强度计算
纵梁承受上部横梁传递的支座反力R=69030N
中间支墩处产生最大弯矩:Mmax=37703N·m
工字钢的最大弯曲应力及剪应力:
σ=Mmax/W=37703/(1.43×10-3)=26.3Mpa≤[σ]=145Mpa,满足要求!
2、纵梁抗剪强度计算
纵梁承受剪力为最大剪应力:
Qmax=107700+98600=206300 N
τmax=QS/Ib=206300×836250/(322400000×15)=35.674 MPa < [τ]=85Mpa,满足要求!
3、纵梁挠度计算:
最大挠度位于两边跨的跨中, V= 0.16mm﹤2000/400=5mm,满足要求!
㈢、钢管柱计算
1、钢管荷载计算
钢管顶承受纵梁传递的支座反力, R1=89.61kN ;R2=206.36kN; R3=206.36kN; R4=89.6 kN,跨中处支墩钢管承受反力最大。
钢管柱采用φ500×10mm钢管,截面特性:钢管高L=5800m;A=15389 mm2;
I=π×(D4-d4)/64=461964650mm4
回转半径=17.33cm
λ=L/i=580/17.33=33.468
查表得,稳定系数φ=0.949
2、钢管稳定性计算
σ= R3/(φ×A)=206360/(0.949×15389)=14.13MPa <[σ]=205MPa,稳定性满足要求。
四、施工安全措施
1、工程管理和施工人员必须树立“安全第一、预防为主”的安全生产观念,必须接受安全技术教育,熟知和严格遵守工种岗位安全技术操作规程,正确、规范施工。
2、施工前,在施工区与行车道之间设置彩钢围栏进行封闭式安全防护。
3、在施工区两端前方100m处设置醒目的安全警示牌和符合要求醒目的标识牌,晚间在路栏上加设施工标志灯,支架前后10m外架设限高架。
4、施工班组每天必须坚持安全讲话制度,强调安全施工注意事项和防范重点,并两侧分别设专职人员24小时指挥疏导来往车辆,施工班组长及专职安全员要经常性的检查值班人员在岗情况。
5、门楼施工时,施工区域两侧设置醒目的反光安全带和限高4.5米标示牌,以免坠物危及行车及行人的安全。同时,安排专职安全员每天上班前仔细检查桥下的安全防护是否安全可靠,及时发现及时督促整改落实,在确保安全的前提下进行施工。
6、通车路段的路面应经常清扫干净,防止车辆碾飞土石伤人和雨后泥泞影响通车。在路两侧严禁堆放任何材料,严禁长时间停车。
7、雨季施工应根据当地气象预报,及时做好防洪排水工作。
8、夜间施工时,设置符合施工安全操作要求的照明设备和警示灯。
9、现场施工技术员和安全员加大日常安全巡查力度,确保施工和车辆通行安全。
五、结束语
已严格按照方案要求完成支模与拆模施工,使其在常规支模架施工范围上,保证了其他标段的正常施工安全通行,此支模方法可供类似结构施工借鉴。
参考文献:
[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011);
[2]《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008;
[3]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010;
[4]《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012);
[5]《浙江省建筑施工扣件钢管模板支架技术规程》(DB33/1035-2006)。
[6]《施工技术》2002(3)《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》;
[7]《建筑分项工程施工工艺标准手册》;
[8]JGJ166-2008《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》;
[9]《城轨试验线建设项目工程施工设计第三册桥涵第二分册涵洞》;
【关键词】行车通道支模施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、工程概况
本工程由4个标段组成,门楼位于四个标段中心施工主通道。门楼(4.65+12.99+4.69)m三跨连续梁结构形式,顶板厚100,净空6.85m。梁高1.05m。由于由于门楼处于4个分段中心施工主道路,除一标和三标段外其余两个标段所有施工车辆必须通过门楼位置,为保证其他标段正常施工故道路不能断行,交通不得中断。
二、总体施工方案
支架采用两种形式:中跨行车通道采用工字钢分配梁与φ500mm钢管的支架体系。
1、通道净高6.38m,采用1跨共4.9m,路面净宽4.5m;
2、通道顶采用5.3mⅠ16工字钢横梁,等间距30cm铺设。横梁顶为方木和底模,方木采用50*60满铺,底模采用15mm厚胶合板。
3、横梁支承于Ⅰ45a工字钢纵梁上。纵梁长13m,沿环内方向挑出0.5m,作为通道进出口搭设防护棚之用。防护棚顶铺设10#槽钢,满铺胶合板,确保通道行车行人安全;
4、纵梁焊接在钢管顶;
5、钢管柱采用φ500mm,δ=10㎜钢管,高5.8m,等间距纵向@2m、横向@5.109m布置;
6、钢管柱下现浇700×600地梁。
构件连接方式:钢管柱为15mm厚钢板法兰盘,
钢管柱与地基采用φ14螺栓连接;沿道路方向钢管间设50×50角钢构造连接;纵梁与横梁采用焊接连接。
通道支架平面位置、纵断面图和立面图,如图1、图2和图3所示。
三、中跨行车通道支撑体系计算
㈠、I16横梁计算
通道I16横梁与底模纵枋接触,其主要受力来源于顶板梁传给横梁的力及自身重力。
1、横梁荷载计算
⑴、顶板钢筋混凝土自重
横梁长5.3m,间距0.3m,共44根,故验算受力范围为横梁投影面积:
5.3×(44×0.3+0.08)=70.38㎡
除东、西两侧有2m宽100厚平板外均为无板构架梁,梁宽分300和240两种,梁高1050mm。受力分析统一按照结构有板,梁宽取大值300计算。故总砼量(设计数量)
70.38×0.1+0.95×0.3*13×3=18.15m3,
则底板每平方米重量为:
18.15×26/70.38=6.71KN/m2
⑵、水平模板及木方自重取0.75kN/m2
⑶、施工人员及设备荷载取2kN/m2
⑷、浇筑和振捣混凝土产生的荷载取2kN/m2
荷载组合: q1=1.2×(6.71+0.75)+1.4×(2+2)=14.55kN/m2
均布荷载取横梁的自重 q2= 0.205kN/m
横梁承受上部方木传递的结构和施工荷载,由于方木间距较密,按均布荷载计算。
横梁受力为:q=14.55×0.3+0.205=4.57 KN/m
2、横梁抗弯强度计算
钢材容许弯曲应力[σ]=145Mpa,容许轴向应力[σ]=140Mpa,容许剪切应力[τ]=85Mpa,容许挠度[f]=1/400,弹性模量E=206000Mpa。
I16工字钢:W=141000mm3,I=11300000 mm4,A=2613 mm2。
工字钢的最大弯矩在跨中钢管顶处,上部受拉,弯矩系数取Km=0.125,其值为:
Mmax=0.125×ql2=0.125×4.57×4.92=13.72KN·m
最大弯曲应力:σ=Mmax/W=13.72×103/(141000×10-9)=101.389Mpa≤[σ]=145 Mpa,满足要求!
3、横梁挠度计算
最大挠度位于每跨的跨中,挠度系数取Kw=0.521。
wmax=0.521×ql4/(100×E×I)=0.521×4.57×103×4.94/(100×0.113×10-4×2.06×1011)=0.00640m=5.83mm≤5300/400=13.25mm,满足要求!
4、横梁抗剪强度计算
最大支剪力,取剪力系數Kv=0.625,则纵梁顶支座反力为:
R=2×Kv×q×l=2×0.625×4.57×4.9=27.98KN
τ=3V/2A=3×27.98×103/(2×2613)=16.06Mpa<[τ] =85Mpa满足要求!
㈡、I45a工字钢纵梁计算
钢纵梁采用I45a工字钢焊接而成,纵梁钢管支柱间距2m。纵梁支承于钢管上,按照集中与均布荷载下3跨连续简支梁计算。
I45a工字钢:W=1430000 mm3,I=322400000 mm4,A=10200 mm2,工字钢每米自重0.8KN/m;b=15cm;Sx=836.4cm3。
1、纵梁抗弯强度计算
纵梁承受上部横梁传递的支座反力R=69030N
中间支墩处产生最大弯矩:Mmax=37703N·m
工字钢的最大弯曲应力及剪应力:
σ=Mmax/W=37703/(1.43×10-3)=26.3Mpa≤[σ]=145Mpa,满足要求!
2、纵梁抗剪强度计算
纵梁承受剪力为最大剪应力:
Qmax=107700+98600=206300 N
τmax=QS/Ib=206300×836250/(322400000×15)=35.674 MPa < [τ]=85Mpa,满足要求!
3、纵梁挠度计算:
最大挠度位于两边跨的跨中, V= 0.16mm﹤2000/400=5mm,满足要求!
㈢、钢管柱计算
1、钢管荷载计算
钢管顶承受纵梁传递的支座反力, R1=89.61kN ;R2=206.36kN; R3=206.36kN; R4=89.6 kN,跨中处支墩钢管承受反力最大。
钢管柱采用φ500×10mm钢管,截面特性:钢管高L=5800m;A=15389 mm2;
I=π×(D4-d4)/64=461964650mm4
回转半径=17.33cm
λ=L/i=580/17.33=33.468
查表得,稳定系数φ=0.949
2、钢管稳定性计算
σ= R3/(φ×A)=206360/(0.949×15389)=14.13MPa <[σ]=205MPa,稳定性满足要求。
四、施工安全措施
1、工程管理和施工人员必须树立“安全第一、预防为主”的安全生产观念,必须接受安全技术教育,熟知和严格遵守工种岗位安全技术操作规程,正确、规范施工。
2、施工前,在施工区与行车道之间设置彩钢围栏进行封闭式安全防护。
3、在施工区两端前方100m处设置醒目的安全警示牌和符合要求醒目的标识牌,晚间在路栏上加设施工标志灯,支架前后10m外架设限高架。
4、施工班组每天必须坚持安全讲话制度,强调安全施工注意事项和防范重点,并两侧分别设专职人员24小时指挥疏导来往车辆,施工班组长及专职安全员要经常性的检查值班人员在岗情况。
5、门楼施工时,施工区域两侧设置醒目的反光安全带和限高4.5米标示牌,以免坠物危及行车及行人的安全。同时,安排专职安全员每天上班前仔细检查桥下的安全防护是否安全可靠,及时发现及时督促整改落实,在确保安全的前提下进行施工。
6、通车路段的路面应经常清扫干净,防止车辆碾飞土石伤人和雨后泥泞影响通车。在路两侧严禁堆放任何材料,严禁长时间停车。
7、雨季施工应根据当地气象预报,及时做好防洪排水工作。
8、夜间施工时,设置符合施工安全操作要求的照明设备和警示灯。
9、现场施工技术员和安全员加大日常安全巡查力度,确保施工和车辆通行安全。
五、结束语
已严格按照方案要求完成支模与拆模施工,使其在常规支模架施工范围上,保证了其他标段的正常施工安全通行,此支模方法可供类似结构施工借鉴。
参考文献:
[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011);
[2]《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008;
[3]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010;
[4]《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012);
[5]《浙江省建筑施工扣件钢管模板支架技术规程》(DB33/1035-2006)。
[6]《施工技术》2002(3)《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》;
[7]《建筑分项工程施工工艺标准手册》;
[8]JGJ166-2008《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》;
[9]《城轨试验线建设项目工程施工设计第三册桥涵第二分册涵洞》;