一級結(jié)構(gòu)專業(yè)輔導(dǎo)：40米跨箱梁滿堂支架施工方案2

　　3、支架預(yù)壓

　　安裝模板前，要對支架進(jìn)行壓預(yù)。支架預(yù)壓的目的：1、檢查支架的安全性，確保施工安全。2、消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制。

　　預(yù)壓荷載為箱梁單位面積最大重量的1.1倍。本方案采用水箱加水分段預(yù)壓法進(jìn)行預(yù)壓：施工前，按照水箱加工圖紙加工好水箱，水箱采用3mm厚鋼板進(jìn)行滿焊加工，加工好后進(jìn)行試水試驗，確保水箱不漏水。每一段預(yù)壓長度為20米左右，由于首跨現(xiàn)澆長度為47米，故首跨需分三次預(yù)壓，標(biāo)準(zhǔn)跨為40米及尾跨33米均需分兩次預(yù)壓。根據(jù)箱梁橫截面特性，共制作6個大水箱(B型水箱)和6個小水箱(A型水箱)，大水箱尺寸為：3米高，3米寬，6.5米長;小水箱尺寸為：1.5米高，2米寬，6.5米長。水箱加工后采用16t汽車吊進(jìn)行吊裝就位，大水箱安放在箱梁底板所對應(yīng)的位置，小水箱安放在兩側(cè)翼緣板所對應(yīng)的位置，12個水箱布置成3排4列，然后用水泵加水進(jìn)行預(yù)壓(詳見《堤外引橋預(yù)壓步驟示意圖》)。

　　為了解支架沉降情況，在加水預(yù)壓之前測出各測量控制點標(biāo)高，測量控制點按順橋向每5米布置一排，每排4個點。在加載50%和100%后均要復(fù)測各控制點標(biāo)高，加載100%預(yù)壓荷載并持荷24小時后要再次復(fù)測各控制點標(biāo)高，如果加載100%后所測數(shù)據(jù)與持荷24小時后所測數(shù)據(jù)變化很小時，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否則還須持荷進(jìn)行預(yù)壓，直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水時通過水管將水排至水溝中或橋位區(qū)外，以免影響處理好的地基承載力，卸水完成后采用16t汽車吊將水箱前移。卸水完成后，要再次復(fù)測各控制點標(biāo)高，以便得出支架和地基的彈性變形量(等于卸水后標(biāo)高減去持荷后所測標(biāo)高)，用總沉降量(即支架持荷后穩(wěn)定沉降量)減去彈性變形量為支架和地基的非彈性變形(即塑性變形)量。預(yù)壓完成后要根據(jù)預(yù)壓成果通過可調(diào)頂托調(diào)整支架的標(biāo)高。

　　經(jīng)過幾跨施工，得出支架預(yù)壓后總沉降量在4～15mm之間，最大非彈性變形量為13mm，平均非彈性變形量為7mm左右。

　　4、支架受力驗算

　?、?、底模板下次梁(6×12cm木枋)驗算：

　　底模下腳手管立桿的縱向間距為0.9m，橫向間距根據(jù)箱梁對應(yīng)位置分別設(shè)為0.46 和0.9 m，頂托工字鋼橫梁按橫橋向布置，間距90cm;次梁按縱橋向布

　　置，間距35cm和18cm 。因此計算跨徑為0.9m，按簡支梁受力考慮，分別驗算底模下斜腹板對應(yīng)位置和底板中間位置：

　　a、斜腹板對應(yīng)的間距為18cm的木枋受力驗算

　　底模處砼箱梁荷載：P1 = 2.5×26 = 65 kN /m2 (按2.5m砼厚度計算)

　　模板荷載：P2 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2

　　設(shè)備及人工荷載：P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2

　　砼澆注沖擊及振搗荷載：P4 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2

　　則有P = (P1 + P2 + P3 + P4)= 71.5 kN /m2

　　W = bh2/6 = 6×122/6 =144 cm3

　　由梁正應(yīng)力計算公式得：

　　σ = qL2/ 8W = (71.5×0.18)×1000×0.92 / 8×144×10-6

　　= 9.05 Mpa < [σ] = 10Mpa 強(qiáng)度滿足要求;

　　由矩形梁彎曲剪應(yīng)力計算公式得：

　　τ = 3Q/2A = 3×(71.5×0.18)×103×(0.9 /2)/ 2×6×12×10-4

　　= 1.21 Mpa< [τ] = 2Mpa(參考一般木質(zhì))

　　強(qiáng)度滿足要求;

　　由矩形簡支梁撓度計算公式得：

　　E = 0.1×105 Mpa; I = bh3/12 = 864cm4

　　f max = 5qL4 / 384EI = 5×12.87×103×103×0.94 / 384×864×10-8×1×1010

　　= 1.273mm< [f] = 1.5mm( [f] = L/400 )

　　剛度滿足要求。

　　b、底板下間距為35cm的木枋受力驗算

　　中間底板位置砼厚度在0.5～0.7m之間，按0.7m進(jìn)行受力驗算，考慮內(nèi)模支撐和內(nèi)模模板自重，木枋間距0.35m，則有：

　　底模處砼箱梁荷載：P1 = 0.7×26 = 18.2 kN /m2

　　內(nèi)模支撐和模板荷載：P2 = 400 kg/m2 = 4 kN /m2

　　設(shè)備及人工荷載：P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2

　　砼澆注沖擊及振搗荷載：P4 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2

　　則有P = (P1 + P2 + P3 + P4)= 26.7 kN /m2

　　q=26.7×0.35=9.345t/m<71.5×0.18=12.87 t/m

　　表明底板下間距為0.35m的木枋受的力比斜腹板對應(yīng)的間距為0.18m的木枋所受的力要小，所以底板下間距為0.35m的木枋受力安全。

　　以上各數(shù)據(jù)均未考慮模板強(qiáng)度影響，若考慮模板剛度作用和3跨連續(xù)梁，則以上各個實際值應(yīng)小于此計算值。

　?、凇㈨斖袡M梁(I14工字鋼)驗算：

　　腳手管立桿的縱向間距為0.9m，橫向間距為0.9m和0.46m，頂托工字鋼橫梁按橫橋向布置，間距90cm。因此計算跨徑為0.9m和0.46m，為簡化計算，按簡支梁受力進(jìn)行驗算，實際為多跨連續(xù)梁受力，計算結(jié)果偏于安全，僅驗算底模下斜腹板對應(yīng)位置即可：

　　平均荷載大小為q1= 71.5×0.9=64.35kN/m

　　另查表可得：

　　WI14 =102×103mm3 ; I = 712×104mm4 ; S = I / 12

　　跨內(nèi)最大彎矩為：

　　Mmax = 64.35×0.46×0.46/8= 1.702kN.m

　　由梁正應(yīng)力計算公式得：

　　σw = Mmax / W = 1.702×106 / (102 ×103 )

　　= 16.69 Mpa < [σw] = 145Mpa 滿足要求;

　　撓度計算按簡支梁考慮，得：

　　E = 2.1×105 Mpa;

　　f max = 5qL4 / 384EI = 5×64.35×1000×0.464×109 /

　　(384×2.1×105×712×104)

　　= 0.053mm< [f] = 2.25mm( [f] = L/400 )剛度滿足要求。

　　③、立桿強(qiáng)度驗算：

　　腳手管(φ48×3.5)立桿的縱向間距為0.9m，橫向間距為0.9m和0.46m，因此單根立桿承受區(qū)域即為底板0.9m×0.9m或0.46m×0.9m箱梁均布荷載，由工字鋼橫梁集中傳至桿頂。根據(jù)受力分析,不難發(fā)現(xiàn)斜腹板對應(yīng)的間距為0.46m×0.9m立桿受力比其余位置間距為0.9m×0.9m的立桿受力大，故以斜腹板下的間距為0.46m×0.9m立桿作為受力驗算桿件。

　　則有P = 71.5 kN /m2

　　由于大橫桿步距為1.2m，長細(xì)比為λ=ι/ i = 1200 / 15.78 = 76，查表可得φ= 0.744 ，則有：

　　[ N ] = φA[σ] =0.744×489×215 = 78.22 kN

　　而Nmax = P×A =71.5×0.46×0.9 = 29.6 kN，可見[ N ] > N，

　　抗壓強(qiáng)度滿足要求。

　　另由壓桿彈性變形計算公式得：(按最大高度11m計算)

　　△L = NL/EA = 29.6×103×11×103/2.1×105×4.89×102

　　=3.171mm 壓縮變形很小

　　單幅箱梁每跨混凝土340m3，自重約884噸，按上述間距布置底座，則每跨連續(xù)箱梁下共有765根立桿，可承受2525噸荷載(每根桿約可承受33kN)，比值為2525/884 = 2.86 ，完全滿足施工要求。

　　經(jīng)計算，本支架其余桿件受力均能滿足規(guī)范要求，本處計算過程從略。

　?、堋⒌鼗菰S承載力驗算：

　　根據(jù)地質(zhì)資料可知，南岸堤外引橋軸線上地表土質(zhì)基本為亞粘土層，分別有：重亞粘土、輕亞粘土、人工填土(粉質(zhì)輕亞粘土，砂壤土)等。地基碾壓密實處理并鋪墊20cm厚石子前，地基承載力在100～130Kpa之間。出于安全考慮，處理后仍按100Kpa設(shè)計計算，即每平方米地基容許承載力為10t/m2，而箱梁荷載(考慮各種施工荷載)最大為7.15t/m2，完全滿足施工要求。

?二級結(jié)構(gòu)工程師

更多信息請訪問：結(jié)構(gòu)工程師頻道    結(jié)構(gòu)工程師論壇