桥梁施工中普通扣件式脚手架的设计验算-.doc

桥梁施工中普通扣件式脚手架的设 计 验 算摘 要： 随着我国城市建设和道路交通建设的迅猛发展，势必将给桥梁工程的建设带来较大增长，现场施工过程中由于条件限制，部分结构必须现浇，扣件式脚手架支撑体系是现浇砼盖梁工程经常遇到的。本文以普通扣件式钢管脚手架组合支撑为对象，运用对吴江市某桥梁工程的施工实例进行分析，着重阐述支撑体系的设计与验算方法。关键字：桥梁；施工；扣件式脚手架；设计方法；稳定性验算前 言：我国传统建筑施工中的搭材通常采用方木、圆木、万能杆等重型钢木材料。这些材料虽能满足强度、稳定性要求,但是施工笨重,循环利用率低,不仅要用掉大量木材和钢材，并且给现场施工带来诸多不便。为此我国研究和开发了各种形式的脚手架，由于在在经济上、材料特性上和环保上的优势，施工支撑用料逐渐被钢管脚手架代替。其中普通扣件式钢管脚手架已成为我国当前使用量最多、应用最普遍的一种脚手架，它广泛使用于桥梁、建筑、桥梁、隧道、地铁等工程施工的模板支撑架系统。早在上世纪六十年代，中国建筑科学研究院就对扣件式钢管脚手架展开过实验研究，普通扣件式钢管脚手架以其具有构造简洁，维修简单，使用寿命长及投入成本低等众多优点，占脚手架使用总量的绝大部分，估计在今后较长时间内，这种脚手架将占主导地位的情况不会改变，且仍有较大的发展空间。本文以吴江市某桥梁工程的盖梁施工实例阐述这种普通扣件式脚手架支撑系统在工程中的设计与验算方法。1、工程概况江苏省吴江市淀山湖别墅桥, 横跨淀山湖支流入湖口水域，紧邻上海商榻镇，是位于河心岛上的淀山湖别墅群与河岸道路连接的唯一通道。上部结构为预应力空心板梁，下部为预制砼打入桩、承台、立墙、盖梁结构,桥跨组合分布为16m+20m+20m+20m+16m，桥梁总长92米。设计荷载：汽车20级，挂车100，人群荷载3.5kPa。桥面宽度：0.25m(栏杆)+2.5m(人行道)+7.5(车行道)+2.5m(人行道)+0.25m(栏杆)=13.0m。隶属于淀山湖水晶别墅区内的配套工程。本桥河中墩盖梁共4个，横断面为矩形，截面尺寸为长13.0m，宽2.4m，高1.1m。采用483.5mm普通Q235钢管,以扣件相连，搭设成满堂红脚手架，支撑在已经浇筑好并砼强度满足设计要求的C30承台面。纵向水平杆和横向水平杆步距分别不大于1.5m，每边预留80cm施工平台。2、支撑体系的设计内容：2.1 根据初选的脚手架尺寸，包括排距、步距、杆距、搭设高度等进行立柱稳定性验算。2.2 分别对支架的受弯构件和受压构件进行计算,并验算立杆基础承载力。2.3 对受弯构件进行挠度验算,并达到规范要求。2.4 脚手架搭设及拆除方案的安全措施，遵照相关脚手架施工规范实施，本文不再赘述。2.5 脚手架施工图（见图1 现浇盖梁满堂脚手架侧、断面示意图）。3、支撑系统的设计与验算3.1 荷载效应组合一般为自重恒载+模板荷载+施工荷载。3.2、荷载数据与荷载组合设计取值G总： 模板荷载： Gk1=0.75kN/m2施工荷载： Qk=1.0kN/m2钢筋砼荷载： Gk=25.0kN/m31.1m=27.5kN/m2钢管净面积： A=489mm2， C30混凝土抗压强度15N/mm2 单一安全系数：强度计算:K11.5,稳定计算:K22.0荷载分项系数：恒载(自重)分项系数GK 取1.2活载(施工荷载)分项系数QK取1.4荷载组合设计取值：G总=( Gk1+ Gk)GK+QkQK=(0.75+27.5)1.2+1.01.435.3kN/m2钢材抗压强度设计值：205N/mm23.3 轴心受压构件立杆的计算:(1) 立杆支架计算: 荷载计算（按暂定钢管间距0.6m0.6m）：荷载组合：G总=35.3kN/m2单杆承受荷载：N=0.60.635.3=12.71kN48钢管回转半径：=15.8mm长细比: =1500/15.8=95, 查得稳定系数：=0.488 按强度计算立杆受压:12.71103/489=26.0N/mm2=136.7N/mm2计算满足要求。 按稳定性计算立柱受压:=12.71103/(0.488489)=53.27N/mm2=102.5N/mm2计算满足要求。(2) 立杆基础承载力验算: 每根钢管立柱产生荷载:12.71103/489=26.0 N/mm215N/mm2, 不可 在钢管下垫10#槽钢或10010010mm钢板，则12.71103/(100100)=1.23N/mm2 15(N/ mm2),验算满足要求。图1 现浇盖梁满堂脚手架侧、断面示意图3.4 受弯构件水平杆的计算:本例计算纵、横向水平杆的内力和挠度时,采用最保守的简支梁式计算模式,水平杆间距L取0.6m,计算简图如下图。 荷载计算（按暂定钢管间距0.6m0.6m）：荷载组合：G总=35.3kN/m2单杆承受荷载：N=0.60.635.3=12.71kN水平杆线性均载：q=35.30.6=21.18kN钢管截面模量：W=5.0810-6m3图2 水平杆计算弯矩简图 按抗弯强度计算水平杆:=187.61N/mm2205N/mm2计算满足要求。 挠度验算:均布荷载作用下挠度公式,代入，q=16500N/m， E=210Gpa，I=1.21910-7m4，计算跨径L=600mm=-5165000.64/(3842101091.21910-7)=-1.46mmL/400=600/400=1.5mm符合规范要求,验算满足要求。结束语：经过上述计算过程，可得本例盖梁设计方案，采用483.5mm的Q235钢管，满堂脚手架，扣件式连接，钢管间距0.60.6m（见图1 现浇盖梁满堂脚手架侧、断面示意图）。参考文献1