引水隧洞进出口连接段施工钢管支架设计计算实例

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	引水隧洞进出口连接段施工钢管支架设计计算实例

发布时间：2016.09.06 新闻来源： 浏览次数：

    1 ·工程概况
    宁夏中南部水源工程2 号( 胭脂川) 隧洞进出口连接段长30 m，包括进水池渐变段、盖板段、陡坡段及水平段，结构宽3． 0 m ～ 4． 6 m，最大高度9． 9 m，除盖板段采用预制盖板外，其余均为钢筋混凝土现浇结构，如图1，图2 所示。连接段施工采用钢管支架，作为钢筋绑扎、立模、混凝土振捣的施工平台。支架主要承受钢筋混凝土自重荷载、混凝土自重静压力、浇筑、倾倒混凝土及振捣时产生的荷载。

    2· 计算依据
    1) 2 号( 胭脂川) 隧洞施工图。

    2) JGJ 130—2001 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范。
    3) GB 50017—2003 钢结构设计规范。
    3·支架设计
    以浇筑高度最大的水平段为例，进行支架设计计算。支架采用48 mm × 3． 5 mm 扣件式钢管支架，支架立杆间距0． 8 m ×0． 8 m，步距0． 8 m，支架纵横均设置剪刀撑。水平段分两次浇筑，第一次浇筑至连系梁顶部( 从底板顶起4． 55 m) ，第二次浇筑墙身剩余部分及顶板( 高度4． 55 m) ，计算第二次浇筑时支架的承载能力。支架平面、立面图如图3，图4 所示。

    4· 支架计算
    4． 1 荷载分析
    支架所承受荷载包括: 顶板钢筋混凝土，底模自重荷载，施工人员，施工料具运输堆放荷载，风荷载，自重静压力以及浇筑、倾倒混凝土及振捣时产生的荷载。
    1) 顶板混凝土自重: 钢筋混凝土自重取26 kN/m3 ，顶板荷载为: 0． 35 × 26 = 9． 1 kN/m3。
    2) 底模自重: 取q = 1． 0 kN/m2。
    3) 施工人员和施工材料、机具堆放荷载: 取1． 0 kN/m2。
    4) 倾倒混凝土产生的冲击荷载: 取2． 0 kN/m2。
    5) 振捣混凝土产生的荷载: 底板取2． 0 kN/m2，侧板取4． 0 kN/m2。
    6) 新浇混凝土对模板静侧压力。
    侧墙混凝土浇筑参数:
    侧墙厚0． 8 m，一次浇筑高度4． 55 m，混凝土浇筑速度为v =1． 0 m/h，混凝土容重γ = 24 kN/m3 ，浇筑时温度T = 5 ℃。新浇混凝土对模板侧压力:

    取二者中的较小值，将F = 63． 36 kN/m2 作为模板侧压力的标准值。
    7) 风荷载: 作用于支架上的风荷载标准值ωk = 0． 7μzμsω0，μz取1． 77，μs取0． 25，ω0取0． 25 kPa，得: ωk = 0． 077 4 kPa。
    4． 2 立杆计算

    4． 3 小横杆计算
    小横杆主要承受模板传递的混凝土侧压力及振捣荷载，左右侧墙必须对称浇筑，以保证支架受力平衡。
    Nut = 1． 4 × ( 4 + 63． 36) × 0． 8 × 0． 8 = 60． 35 kN。小横杆稳定验算:
    Nut /( A) = 60． 35 × 103 /( 0． 775 × 489) = 159． 25 MPa ＜ 205 MPa。稳定性满足要求。
    5· 结语
    由于一次浇筑的混凝土高度较大，新浇筑混凝土对模板的侧压力大，为保证模板稳定，实际施工采取在岩石边坡上打22 钢筋锚杆、立模板时焊接钢筋用于固定模板的措施。由于连接段地基土层分布为泥岩，且事先浇筑10 cm 厚垫层及80 cm 厚底板，故支架设计时不需验算地基承载力。最新规范要求钢管一般采用48． 3 mm × 3． 6 mm 的焊接钢管( Q235A 级钢) ，目前市场上能达到该要求的钢管较少，所以计算时仍然采用48 mm × 3． 5 mm 钢管。支架模板施工考虑的首要因素是安全问题，支架的搭设拆除要依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》的有关规定进行。经实践证明钢管支架设计可行，安全有保障。