浅圆仓现浇檐沟定型化支撑体系设计与施工
0 引言
浅圆仓是一种圆筒式地上粮仓,在仓顶常设置300~800mm宽檐沟,标高约20.000m,多为钢筋混凝土结构,主要起组织屋面雨水规律导流、保护屋檐不受雨水侵蚀、增加建筑美感等作用。常用浅圆仓檐沟支撑体系有2种:(1)在仓壁预埋钢管作为受力点,在钢管上搭设扣件钢管三角形悬挑架作为支撑体系;(2)沿筒仓一圈搭设落地式脚手架作为支撑体系。其中,前者存在搭设结构不合理、个别构件受力过大和后期封堵困难等问题;后者存在架料投入过多、施工工期较长、费用较高等问题。
本文通过对比分析传统施工方法的缺点,设计出一种在滑模时预埋螺栓,通过高强螺栓固定定型化支撑平台,直接在平台上搭设支撑架体的新型可周转浅圆仓檐沟支撑体系。
1 工程概况
某粮库工程共有8栋浅圆仓,直径25m,仓壁厚280mm,檐沟顶标高为22.500m,檐沟宽度为1 020mm,檐沟壁高720mm(见图1)。浅圆仓筒壁采用滑模施工,檐沟施工时采用可周转浅圆仓檐沟支撑体系,如图2所示。
2 方案设计
2.1 支撑架构造
支撑架构造如图3所示,材料如表1所示。模板支撑体系所用钢管为48mm×3.0mm,材料Q235,模板915mm×1 830mm×15mm,方木40mm×70mm,钢管、冲压钢板等荷载标准值根据JGJ 162—2008《建筑施工模板安全技术规范》计算,施工荷载取2k N/m2,荷载参数取值如表2所示。
图1 檐沟细部
图2 檐沟支撑体系
图3 支撑架构造
表1 支撑架材料
表1 支撑架材料
2.2 连接件设计
连接件由2个套筒和1个预埋件构成,参数如表3所示。仓壁滑模至设计标高时,将连接件预埋在仓壁钢筋上,确保稳固牢靠,并将套筒封堵妥当,其构造如图4所示。
表2 支撑架荷载参数取值
表2 支撑架荷载参数取值
表3 预埋件材料
表3 预埋件材料
图4 连接件构造
2.3 支撑架有限元受力分析
支撑架上所受竖向荷载P1与P2分别为9.79,4.85k N,计算简图如图5所示。
图5 支撑架受力简图
通过MIDAS Gen有限元软件对支撑架进行分析(见图6,7)。
由分析结果可知,[8应力σ=201.9N/mm2<[σ],斜撑杆应力σ=47.5N/mm2<[σ],均满足强度要求([σ]=215N/mm2)。
3 工艺流程及施工要点
3.1 工艺流程
工艺流程:各项前期准备工作→滑模至螺栓设计标高,预埋螺栓→支撑架地面组装、检查验收→滑模吊架上安装支撑架→铺筑脚手板、提供操作平台→仓顶钢胎模吊装→支撑架搭设、模板支设、钢筋绑扎,与仓顶同时浇筑混凝土→混凝土养护,支撑架拆除。
图6 支撑架应力(单位:N/m2)
图7 支撑架位移(单位:mm)
3.2 施工要点
3.2.1 螺栓预埋与支撑架安装
1)滑模至螺栓设计标高时,须保证螺栓预埋深度与位置,精确无偏位(见图8)。
图8 螺栓预埋
2)待预埋螺栓筒壁混凝土强度达到75%时方可安装支撑架。
3)支撑架安装采用滑模吊架作为操作平台,工人操作时须配备安全带,固定在高处平台上。
3.2.2 檐沟施工
1)在支撑架上搭设钢管支撑架采用48mm×3.0mm钢管进行搭设,将立杆按支撑架上预埋位置进行安装。外侧防护栏杆贴合立杆环向,每隔60cm搭设,形成封闭式筒仓作业平台。
2)模板安装、钢筋绑扎采用915mm×1 830mm×15mm木模板,40mm×70mm方木作为次龙骨,48mm×3.0mm钢管作为主龙骨。
3)混凝土浇筑及养护檐沟与锥顶采用预拌混凝土,通过汽车泵同时进行浇筑。养护时间≥14d。
3.2.3 支撑架拆除
1)待檐沟混凝土强度达到100%时,方可拆除支撑架体。
2)支撑架采用电动葫芦辅助拆除。
3)拆除时,须确保工人按规范要求系带安全带。
4)拆除支撑架时,须按方案要求顺序进行拆除(见图9)。
图9 支撑架拆除方向示意
4 结语
对浅圆仓现浇檐沟支撑架常规预埋钢管施工工法及落地式脚手架施工工法进行改进,设计新型可周转浅圆仓檐沟支撑体系,通过高强螺栓固定定型化支撑平台,实现了支撑体系快速安装、拆除及周转使用,取材便捷,操作简便,节省架料,缩短安装工期,节约项目成本。
通过运用MIDAS Gen有限元软件对支撑架进行受力分析计算,从而优化支撑架设计方案,既保证了檐沟的浇筑质量,也保证了平台及支撑架的可靠性,确保完全达到安全承载的要求。
对于类似大型浅圆仓檐沟,选择新型可周转浅圆仓檐沟支撑体系辅助施工,有助于从安全、质量、工期与成本等多方面进行工程控制和管理。
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