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1、第4节、挂篮设计荷载及计算方法一、关于荷载内容和强度、刚度安全系数(一)、规范(TZ3242010)施工技术指南的规定3.3.1 悬臂浇筑挂篮设计应符合下列规定:1、挂篮结构必须经过设计计算,具有足够的强度、刚度和稳定性。2、挂篮模板的结构形式、几何尺寸,应能适应梁段长度及高度、腹(隔)板厚度变化和与已浇筑梁段紧密搭接要求。3、挂篮应设有纵向走行设备和抗倾覆设施。挂篮安装、走行及浇筑梁段混凝土等各种工况的抗倾覆稳定安全系数不得小于2.。挂篮锚固系统、限位系统等结构安全系数均不得小于2.。4、挂篮重量必须符合设计要求。当设计无要求时,挂篮重量与梁段混凝土重之比值宜为0.30.5。5、挂篮应设有调
2、控吊杆高低设备和调整模板前端高程设备。6、梁体混凝土采用蒸汽养护时,蒸汽养护设备应与挂篮同时设计,并计入挂篮重量。3.3.2 挂篮应根据实际可能发生的荷载及其最不利组合进行设计,应考虑的主要荷载如下:1、 最大浇筑节段梁段重量;2、 挂篮自重;3、 最大节段模板重量;4、 施工机具重量及振捣器振动力;5、 施工人群荷载;6、 平衡重重量;7、 冬期施工防寒以及放电设施重量。(二)、规范没有明确指标的内容关于钢结构设计强度要求,TZ3242010技术指南没有明确数值标准,可参考O号梁段托(支)架及合拢梁段吊架的设计要求。4.2.2 O号梁段托(支)架设计应符合下列规定:2、托(支)架强度检算时,
3、构件应力安全系数不小于1.3。7.3.2 合拢梁段施工吊架尚应符合:1、 施工吊架的支点,应设置在梁体腹板上,且宜设在距悬臂端不小于50cm处;2、 施工吊架结构,应根据选用型钢类型、规格、力学性能等经设计计算确定,并应便利安装和拆除。吊架承载力检算时,构件应力安全系数应不小于1.3,稳定安全系数应不小于1.5。(三)、底模平台的刚度要求凡是支撑箱梁混凝土面的、对混凝土凸凹度构成直接影响的结构部分,其刚度应能保证混凝土表面平整度验收标准要求,即1m靠尺最大凸凹不平不得大于2mm。推算控制指标是1/500。即底模平台、钢模板的挠度指标不应大于1/500L。二、各项荷载的性质及分项系数序号荷载名称
4、性质分项系数备注1最大浇筑节段梁段重量恒载1.2按桥梁设计文件2挂篮自重恒载1.2挂篮和模板合并算3最大节段外模板重量恒载1.24施工机具重及振捣器振动力活载1.4参照JGJ166-2008取值较好5施工人群荷载荷载1.46平衡重重量恒载1.2按设计方案记取7冬期施工防寒设施重量恒载1.2一般不考虑,利用安全储备8防电、防坠物隔离棚恒载1.29芯模和端模恒载1.2参照JGJ166-2008取值较好,或按实际方案三、可借鉴规范对荷载标准值的规定我们的悬浇梁顶板厚度和一般楼板差不多,支架净空也不是很高,一般不会超过10m高,内模受外模板约束稳定性也很好,支架结构也简单,没有特殊要求。可以借鉴脚手架
5、规范中的模板支架荷载标准值。(一)、JGJ1662008建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规程4.1.1 作用于碗扣式钢管脚手架上的荷载,可分为永久荷载(恒荷载)和可变荷载(活荷载)。永久荷载的分项系数应取1.2,对结构有利时应取1.0;可变荷载的分项系数应取1.4。4.2.4 模板支撑架永久荷载标准值应符合下列规定:1、模板及支撑架自重标准值(Q1)应根据模板及支撑架施工设计方案确定。10m以下的支撑架可不计算架体自重;对一般肋形楼板及无梁楼板模板的自重标准值,可按表4.2.4采用。表4.2.4 水平模板自重标准值(KN/m2)模板构件名称竹、木胶合板及木模板定型钢模板平面模板及小楞0.300
6、.50楼板模板(其中包括梁模板)0.500.75注:其他类型模板按实际重量采用。2、新浇筑混凝土自重(包括钢筋)标准值(Q2)对普通钢筋混凝土可采用25KN/m3,对特殊混凝土应根据实际情况确定。4.2.5、模板支撑架施工荷载标准值应符合下列规定:1、施工人员及设备荷载标准值(Q3)按均布活载取1.0KN/m2;2、浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值(Q4)可采用1.0KN/m2。4.4.2 计算变形(挠度)时的荷载设计值,各类荷载分项系数应取1.0。(二)、关于活载的取值意见建议大家活学活用,与时俱进,凡是符合客观实际的好。过去浇筑混凝土的施工工艺是吊车吊料斗、蹦蹦车运送、人工手推车运输混凝
7、土,施工车辆多、施工人员多。在桥面上,一般一个浇筑工作面(组)需要手推车68台、施工作业人员2030人。桥面的车辆、机具、人群等荷载很大;现在科技技术进步了,机械化程度大大提高。混凝土输送泵节省了大大劳动强度。现在混凝土浇筑,一般一个浇筑工作面(组)不需要手推车了,施工作业人员1012人,混凝土振捣机具没啥变化,混凝土输送管的重量也没多大,有的还是独立支架。桥面施工活载大大减少。混凝土浇筑有了明显工艺和组织的改变,施工活载也明显降低,不必要再按老的、传统的规范或者手册记取活载标准值了,那样做不符合客观实际,结构也很浪费!举一案例说明我审核过多个支架现浇梁施工方案。很多施工人员活载是按2.5KN
8、/m2记取的。按照桥梁总面积一算,能算出上千吨人员荷载,这还是没有记取荷载分项系数和安全系数之前的数据,与实际施工人员荷载相差十分遥远!加上极具活载,会多增加很大的支架刚度,额外增加支架工程量,浪费巨大!施工组织设计也是施工临时结构设计的依据,施工人员荷载和机具荷载也可以按实际劳动组织取值,再加储备系数。这样就会节省很多临时结构工程量!四、各项荷载计算方法建议方法1、最大浇筑节段梁段重量荷载(1)、计算梁段荷载重心标准一点点就是方法是:按横截面面积计算梁段重心。如图说明:图中是按横截面积A推算的,还可以按截面梁高h推算,即把图中公式A换成相应的h值。相对比较,按横截面积推算更加精确一点。(2)
9、、计算梁段荷载分配值挂篮只是承担计算梁段的一部分重量。计算梁段挂篮所分配的部分:按图说明。2、挂篮重(含外侧模板)重量荷载挂篮荷载一般计算底平台+外侧模板重量。上桁架及悬吊杆可以忽略,荷载分配系数和结构安全系数已经够用。挂篮重量(底平台+外侧模板),在没有设计之前,可先按规范的计算梁段50%估算。再按上图计算的F1与W、F2与W的比例分劈!3、芯模和端模自重荷载芯模板和端模板,先计算模板面积,再参考JGJ1662008规范荷载标准值记取,然后再按上图计算的F1与W、F2与W的比例分劈!4、施工机具重及振捣器振动力先计算梁段顶面面积,再参考JGJ1662008规范荷载标准值记取,然后再按上图计算的F1与W、F2与W的比例分劈!也可按实际施工劳动组织方案记取活荷载!5、施工人群荷载同上4条计算方法。