满堂式钢管支架设计与计算[论文]

满堂式钢管支架设计与计算

【摘要】通过满堂钢管支架的设计与计算,结合施工中经常出现的问题, 从中得到一些本工程需要特别重视的地方,提出了一些解决方案。

【关键词】满堂式钢管支架设计计算方案

公路桥梁桥梁施工中,经常会遇到桥梁上部构造施工,梁体现浇需要搭设满堂式支架,尤其是大型箱梁的施工多采用现浇法。而这种支架的材料构成多为钢管,所以又称为钢管式满堂支架。下面本文主要针对箱梁的现浇施工所采用的满堂式钢管支架的设计计算,进行一些说明。

1 桥梁施工满堂式钢管支架设计依据

(1)桥梁施工项目工程的施工组织设计；

(2)施工桥梁的施工图设计；

(3)《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》；

(4)国家及行业现行规范规程及标准。

2 钢管支架设计需要的基础资料

(1)工程名称及建设规模,桥梁结构类型；

(2)桥梁工程的主要几何尺寸,主要有：桥孔跨径、建筑高度、梁体的底面积,单孔箱梁钢筋混凝土在总体积,钢筋混凝土的单位质量重等；

(3)支架所承受的荷载,包括：上部构造恒重,施工荷载重,施工冲击力度,横向风速与风压,荷载组合在钢管支架顶面上的分布强度

q(kn/m2)等。

(4)支架钢管材料的断面尺寸和各项力学指标,需要提供的主要力学指标有：钢管外径d(mm),管壁厚度t(mm),钢管的单位质量

p(kq/m),钢管截面惯性矩i(mm4),钢管的截面模量w(mm3),钢管截面回转半径i(mm),钢管材质的弹性模量e(kn/mm),材质的设计抗拉抗压强度[f](mpa)等；

(5)地震烈度和抗震等级；

(6)桥下地面覆盖层山坡冲击层,厚度,施工季节,水流和气温,地质地形情况等。

3 初步拟定的设计方案

3.1 支架构造设置要求

(1)碗扣式钢管支架主要由立杆、纵横水平杆、斜撑、剪刀撑、扫地杆组成。设计方案应拟定立杆间距,纵横水平杆间距。水平杆层间距,剪刀撑间距,支架的外立面扫地杆,四角抱角斜撑的设置方法等。

(2)所采用的扣件主要有直角扣件、旋转扣件、对接扣件,直角扣件用于两根呈垂直交叉钢管的连接,旋转扣件用于两根呈任意角度交叉钢管的连接,对接扣件用于两根钢管的对接连接。

(3)托架选用与钢管相配套的螺旋式定型托架。

(4)支架基础处理。将桥孔下地面应分台阶整平,台阶的宽度、高度视地形而定,台阶立面应砌直立式挡土墙,台阶平面经碾压密实后应浇筑15～20cm厚c20素混凝土对志平面进行硬化。

(5)钢管不能直接立在硬化的混凝土地面上,应设置支垫木,支垫木拟采用100*60mm硬质矩形方木,平放,大面接地。

3.2 支架施工工艺要求

(1)扣件与钢管的接触面要保证严密,确保扣件与钢管连接紧固。

(2)扣件和钢管的质量要合格,满足施工要求,对发现脆裂、变形、滑丝、锈斑严重的钢管、扣件、托架一律禁止使用。

(3)作业中,禁止随意拆除脚手架的构架杆件、整体性构建、连接紧固件。却因操作要求需要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应弥补措施,并在作业完毕后及时予以恢复。

(4)人在架设作业时,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物,严禁在架杆上等不安全处休息。

(5)每班工人上架工作时,应现行检查有无影响安全作业的问题,在排除和能解决后方可开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时,应立即停止作业进行检查,直到安全后方可正常作业。(6)扣件要求, 扣件式钢管脚手架主要由直角扣件、旋转扣件、对接扣件连接,直角扣件用于两根呈垂直交叉钢管的连接,旋转扣

件用于两根呈任意角度交叉钢管的连接,对接扣件用于两根钢管的对接连接,承载力直接传递到基础底板上。

3.3 钢管支架的架设工艺

根据支架的设计方案初步拟定的支架立杆纵横间距,水平步距,

剪刀撑设置间距,布设相应钢管。施工流程:①树立杆→②摆放扫地杆,并与立杆连接→③纵横向水平横杆,并与相应立杆连接(加设斜

撑杆)→⑤搭接第二步纵横向水平横杆→⑦搭设剪刀撑。

3.4 钢管支架的拆除

(1)支架的拆除必需设置落架装置,制订支架拆除方案,确定落架程序和步骤。拆除方案应经专家评审并报有关单位批准。

(2)拆除前进行必要的安全技术交底后方可开始工作。拆除时,周围设围栏或警戒标识,划出工作禁区禁止非拆卸人员进入,并设专人看管。

(3)放开落架装置,做到均匀落架。卸载顺序由桥跨中部向靠近墩台的端部推进。

(4)拆除顺序按设计方案进行,一步一清,不允许上下同时作业,本着后搭先拆、先搭后拆的原则,按层次由上而下进行,逐层拆除。

(5)拆下来的架料、扣件要分类堆放,进行保养,检修。

3.5 脚手架的安全防范措施

(1)作业中,禁止随意拆除脚手架的构架杆件、整体性构建、连接紧固件。却因操作要求需要临时拆除时,必须经主管人员同意,采取相应弥补措施,并在作业完毕后及时予以恢复。

(2)人在架设作业时,应注意自我安全保护和他人的安全,避免发生碰撞、闪失和落物,严禁在架杆上等不安全处休息。

(3)每班工人上架工作时,应现行检查有无影响安全作业的问题,在排除和能解决后方可开始作业。在作业中发现有不安全的情况和迹象时,应立即停止作业进行检查,直到安全后方可正常作业。

4 钢管支架的设计计算

以某桥预应力箱梁现浇为例

4.1 工程概况及支架初步方案

(1)该桥3×36米等跨度连续箱梁,单孔净跨34.20m,桥宽18.80m,变截面相梁高1.20～2.40m。箱梁底宽15.60m。左翼板1.20米宽,右翼板2.00米宽。单孔箱梁钢筋混凝土总量为326m3；混凝土容重按25kn/m3计算,单孔混凝土总重8150kn。

(2)单跨桥下净孔径平面尺寸：纵桥方向净长×横桥方向宽=34.2×18.8=643m2

(3)立杆间距0.8m×0.8m,单孔设置立杆1100根；纵横水平杆间距0.8m×0.8m,水平横步距1.20m。剪刀撑间距4.00m,即每5排立杆设剪刀撑1排。纵横每排立杆均设扫地杆,四角均设抱角斜撑。立杆顶部设螺旋托架,用于立高度调节。

(4)桥下地面覆盖层山坡冲击层,厚度2至3m。施工季节为旱季,不可能发生山洪；平均气温为12℃,地质地形情况适于支架现浇。

4.2 该桥满堂式支架结构设计方案

4.2.1 材料选择及计算参数

如采用扣件式满堂钢管支架,钢管规格50×3.0mm,普通碗式扣件。

钢管计算参数为：

钢管外径d=50mm,壁厚t=3mm；

钢管截面积a=443mm2；

回转半径按照壁厚3.0mm,经计算回转半径i=16.7mm；