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碗扣式桥梁模板支架百科
来源: | 发布时间:2017-11-26 8:56:36 | 浏览次数:
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碗扣式桥梁模板支架能够满足桥梁建筑施工中各类临时结构的搭设需求, 整体功能强大。介绍了碗扣式桥梁模板支架的基本构成, 结合工程实例, 阐述了应用碗扣式支架的技术要点, 提出提高碗扣式高支模架搭建质量和应用功效的改进建议, 为桥梁工程应用提供技术参考。

关键词:

桥梁模板; 模板支架; 碗扣式支架;

Design and Application of Upside Down Bowl-type Bracket for Bridge Formwork

ZHANG Wang-yue HU Ben-qing

Jiangxi Gannan Highway Survey and Design Institute;

Abstract:

The upside down bowl-type bracket for bridge formwork can meet the requirement of setting up all kinds of temporary structures in bridge construction, which is with powerful integrated function. The basic constitution of upside down bowl-type bracket for bridge formwork is introduced. In combination with project case, technological points of applying upside down bowl-type bracket are elaborated, and improvement suggestions for improving the setup quality and practical applications of upside down bowl-type bracket for high-formwork are put forward, so as to provide technological reference for bridge engineering application.

Keyword:

Bridge formwork; Bracket for formwork; Upside down bowl-type bracket;

1 碗扣式架构组合的基本构成

1.1 基本要件构成

碗扣式支架的扣节点由立杆、横杆、横杆接头、上碗扣、下碗扣和上碗扣限位销构成, 碗扣节点构成。

1.2 碗扣式架构的各组件基本功能

碗扣式架构的各组件基本处位, 如图1所示:

图1 碗扣式架构的各组件基本处位例图

图1 碗扣式架构的各组件基本处位例图 

 

(1) 底座。处位立杆底部, 此构件把立杆载荷加载传递到地基, 也具有抵抗架体下沉的功能。

(2) 顶杆。是立杆最上端的部分, 是可调顶托的连接件, 其功能使高支模架可实现搭设任意高度。

(3) 立杆。是承受竖向力的高支模架主要受力杆式组件, 通过立杆, 高支模架上部荷载传递到底座继而加载到地基上。

(4) 水平杆。高支模架整体中, 水平杆将立杆连结成整体框架, 是搭设脚手板、传递水平荷载的主要受力杆件。

(5) 斜撑和剪刀撑。此结构件参与支模架整体性结成和架构刚度的实现, 通常由竖向和水平向两类斜撑或剪刀撑组成。

1.3 碗扣式模板支架的特点

(1) 碗扣节点应力高承载性。节点传力比较明确, 碗扣及限位销与立杆一体, 增强抗应力韧性。上碗扣主要承担抵抗拉力, 其载荷承力可达43k N。抵抗剪力的功能由下碗扣承担, 其载荷承力可达170k N。

(2) 高强度的整体功效。在碗扣式高支模架杆件间, 接连都是轴心对应的, 很好地克服了扣件式模板支架杆件间传受力偏心漂移的问题。

(3) 功能更多样化。碗扣式高支模架对不同的工程作业环境、不同的建筑规模形态和施工荷载条件, 均可以胜任和适应。能够满足建筑施工中各类临时结构的搭设需求, 提供胜任施工需求的模板支架形式。

2 碗扣式支架的内力计算与规律

2.1 碗扣式支架的内力计算公式

(1) 单立杆的轴向内力计算公式

 

 

式中:Q1—支撑架标准自重值;

Q2—浇注混凝土 (包括钢筋) 的标准自重值, 通常采用25 k N/m;

Q3—振捣载荷标准值, 取值通常为2k N/m;

Q4—设备及作业人员标准荷载值, 取值通常为1k N/m;

Ly、Lx—单立杆横向和纵向及间距 (m) ;

V—Ly和Lx范围内混凝土浇注体积 (m) 。

(2) 单立杆载内力验算公式

 

 

顶立杆载内力验算公式:l0=h+2a

非顶立载内力杆验算公式:l0=h

式中:A是杆的截面面积;N是轴向压力值;φ是杆稳定常数;f是杆件抗压强度去值;λ是杆件细长比;h是杆件步距;l0是计算长度值;i是杆的回转半径;α顶杆的伸出长度。

2.2 支架内力变化规律

(1) 斜撑的内力变化规律

在8点钟方向上, 斜撑的上方, 拉应力显著, 下方压应力显著。斜撑的内力幅度在非严格对称混凝土浇注时增大。

(2) 立杆的内力变化规律

杆下部的内应力通常都要小于杆上部的内应力值。尤其在混凝土的浇注施工期, 立杆体内部, 以承压应力为主。

(3) 剪刀撑的内力变化规律

若位于桥箱梁下方位置处, 撑杆上部呈受压应力为主, 撑杆下部呈受拉应力为主。若位于翼缘下方位置处, 撑杆下部的拉应力要大于撑杆上部拉应力。而当位于桥箱梁下方位置处, 杆体则显然对源自混凝土上部的应力不均分布, 呈现敏感状态, 此时通常要产生杆体内应力最大值。

3 碗扣式支架的工程实用

3.1 工程简介

某市西环立交工程5标段, 宽253.1cm, 长8064.3cm, 梁高20cm。采用顶底板同坡梁部构造, 设置梁顶面横坡, 形成主线桥面。该桥箱梁总体设计是斜腹式混凝土预应力圆曲线连续结构。使用寿命设计为100年。

3.2 支架系统设计方案

(1) 箱梁模板参数

模板主楞横桥向敷设, 间距60cm和90cm, 应用Φ48钢管加工筑模用定型钢架。次楞顺桥向铺设, 间距为20cm, 采用5×l0cm规格方木。采用厚度为0.9cm的镜面竹胶合板, 来铺设悬挑翼缘板。桥梁箱梁的模板底部选用1.2cm厚度镜面竹胶合板敷设。沿桥纵向敷设主楞, 其间距为90cm, 选用三根Φ4.8×0.28cm钢管。

(2) 箱梁支架搭设

沿箱梁满堂构建, 宽度为270cm。各立杆的横向间距分别是:0.9+0.9+0.9+0.9+0.6+0.6+

 

 

在位于翼缘板的下方位, 该处立杆间距选择在6~9cm选择把握。在腹板下的, 采用0.6m, 箱梁箱体下采用0.9m。具体如图2所示。

水平杆步距:12cm, 调整高度时, 则选用6cm。立杆纵向间距:横梁下6cm, 其它9cm。支架底部和支架顶部, 分别以水平向各敷设一道剪刀撑, 选用间距48cm。在纵向, 选择每4跨间隔, 竖向敷设一道剪刀撑。在横向, 则选择以桥梁竖向, 通长敷设6道剪刀撑。

图2 模板支架断面示意图

图2 模板支架断面示意图 

 

图3 满堂支架布设图

图3 满堂支架布设图 

 

(3) 定型钢架处理箱梁悬挑翼缘板

特设置悬挑翼缘板模板的钢构定型支架, 定型钢管圆弧状顺桥向摆列, 其间距6~9cm把握。具体如图4所示:

图4 悬挑翼定型钢架示意图

图4 悬挑翼定型钢架示意图 

 

3.3 架设施工

(1) 地基处理

桥梁投影两侧各拓宽1.5m的范围须做表层处理, 地面低洼的要用C20素混凝土找平。如若地面状况基本良好, 则我们直接选择做为立杆支撑点。为了确保基础部位不至于发生上水或浸泡, 我们于箱梁两侧分别设置排水沟, 方向是顺箱梁。如图5所示。

(2) 满堂支架搭设

架构底层的立杆必须要保证其垂直度, 只有置放处位和角度均符合规范要求后, 才可以启动下一步的架体安装。接头位置必需交错布置, 接头相互错位置放, 其距离至少要大于50cm。节点到接头中心线距离须小于或等于1/3步距。倘若遇到需要接长立杆的情况, 这时切记必需控制好立杆的垂直偏差问题, 以防范偏心弯矩过载的发生。斜杆与水平剪刀撑的夹角要控制, 一般在60°~90°。剪刀撑斜杆与地面夹角选择控制在45°~60°为宜。

图5 排水规划设置示意图

图5 排水规划设置示意图 

 

(3) 安装顶层可调托撑

可调顶托设置, 如图6所示:

图6 可调顶托设置图示

图6 可调顶托设置图示 

 

(4) 翼缘定型钢构架安装

翼缘定型钢构架事前加工, 各种曲线形态和型变参数值均先期成就, 施工中只要按位放置固定即可。定型钢构架高度须进行拉线校平。顶托在调整合规后要拧紧固牢。为防控滑移, 需要加设斜撑, 通过斜撑和水平钢管整体作用, 确保定型钢架与整架结为一体。

(5) 主次楞铺设

沿着顺桥方向, 在顶托上敷设钢管主楞。敷设还要调整好可调托撑顶端面的标高。核查和校验主楞标高。这之后, 我们以横桥向和不大于20cm的间距, 铺放5cm×10cm规格方木次楞。在铺放次楞的过程中, 我们亦应该不忘对顶面标高随时开展查验, 尤其是要保障箱梁底板的横坡位满足于桥梁的设计要求。在整个敷设主次楞工序都完工以后, 我们须再经质量验收, 并且只有本次再验收通过了, 方可以启动次楞敷钉模板的工序。

(6) 铺钉模板

用122×244cm规格的1.2cm厚镜面竹胶合板, 来结构桥箱梁的内模以及底模。以顺桥方向, 于悬挑翼板的底部, 敷设5cm×10cm规格木方。在箱梁的底部, 以横桥向铺设5cm×10cm规格木方。它们的间距要小于或等于20cm。两根Φ48×3.5钢管构设主楞, 其设置为水平向。主楞竖向间距不能违反小于或等于60cm的规定。此处的双钢管主楞, 须选择采用Φ16型号的对拉螺杆, 进行必要的固定拉结, 增强木方次楞抗弯性能。如图7所示:

图7 支设腹模板示意图

图7 支设腹模板示意图 

 

4 施工加载

4.1 混凝土浇注

汽车泵取位箱梁两侧, 连续对称布料。先浇箱梁底板, 分层浇注, 由低到高, 一次整联浇注成型。混凝土振捣要下到箱体内部近距离实施。借助混凝土自身所具有的流动性, 以自流和引流结合, 确保梁体底板完全填满充实。底板混凝土必须充分引流和振捣密实。只有底板浇注初凝又不再流动以后, 方可以继续启动浇注腹板作业。顶板放在最后浇注, 顶面做好收浆、整平和拉毛, 最后覆盖养护。

4.2 混凝土振捣

防止出现混凝土漏振情况的发生, 保证密实振捣合规充分。振捣棒辅助下行的通道用直径150胶软管构造效果相对较好, 有辅助的振捣利于彻底通达腹板底部, 使得整个斜腹板尤其斜腹板底部的捣实得以保障。其具体构造状态如图9所示。

4.3 养护

桥梁箱体的混凝土作业完工以后, 须在其表面适时提供覆盖保护。要仔细监测保持温湿度, 一般指派专人监测养护洒水效果好。若遇平均气温低于5℃时, 则不须额外洒水, 只要搞好覆盖, 自然养护即符合要求。

图8 位于顶板的人孔布置图

图8 位于顶板的人孔布置图 

 

图9 斜腹板捣振构造状态图

图9 斜腹板捣振构造状态图 

 

4.4 数据比较分析

由表1对比分析得到如下结论:

(1) 单一立杆的最大压力值, 一般多集中于该立杆的中上部位置, 因此在实际工程操作中, 适当减小支架立杆中上部位步距, 该架构更加能够取得理想效果。

(2) 我们看到, 立杆在混凝土浇注中出现拉力的情况, 于各断面多处显现, 因此我们认为, 在具体操作实践中, 向立杆节点辅助设置以“抗拔结构”, 十分重要和必要。

(3) 2-2标面的立杆中上部位和底部位都出现拉应力, 并且这个拉应力的幅度值较比1-1标面突出了很多。如果在1-1标面, 这个立杆受拉的位置, 大多集中于标杆的中上部位, 并且这个数值相对小了好多。这种情况预示, 如果工程操作不能对称浇注混凝土, 在架构立杆内引发严重的内力重分布情况, 由此可见, 混凝土对称并均匀浇注的操作非常重要。

5 碗扣式支架的应用建议

(1) 施工应用碗扣式支架制模来浇注混凝土, 在架构立杆的多处, 出现拉力临界或过载的情况, 因此不难看出, 碗扣式支架立杆节点, 也须辅助以“抗拔构造”, 这一点十分必要, 由此建议, 施工使用碗扣式支架时, 必须设置足够抗拔构造。

表1 立杆的理论内力值Ne与最大实测内力值Nt比对分析    

表1 立杆的理论内力值Ne与最大实测内力值Nt比对分析

(2) 通常情况是, 构架立杆处位于翼缘下方位置时, 越靠近中轴线的, 杆承内应力的幅度值越大, 因此, 架构敷设操作, 适当减低该位置的横向立杆间距, 能够起到改善架构内力分布的作用和效果。

(3) 在同一根立杆的内部, 立杆承受内应力, 其幅度值大小, 自上而下有所差别。常见情况是, 其下部的内力要小于其上部的内力。因此, 若要实现敷设高质量的碗扣支架体系, 各立杆设置, 上部步距安排适当缩小非常必要。

(4) 斜撑跟支架立杆连接, 剪刀撑跟支架立杆连接, 使用旋转扣件是基本技术和操作规范。剪刀撑斜杆若需要接长, 要采用搭接方式, 并且须采用标准加强的扣件, 并且搭接的长度量, 不可以低于1m这个标准。

6 结论

碗扣式高支模架对不同建筑尺寸和形态, 不同工程施工环境及荷载条件, 胜任有余且工效可观, 完全能够满足桥梁建筑施工中, 各类型基本或临时结构的搭设需求。依据改进建议进行施工操作, 能够使该支架技术体系整体性能较扣件式模板支架更强大。

 

 
 
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