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

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。

碗扣式架构的各组件基本处位, 如图1所示:

(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) 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。

(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;

L_y、L_x—单立杆横向和纵向及间距 (m) ;

V—L_y和L_x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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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:

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。

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。

可调顶托设置, 如图6所示:

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。

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。

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:

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。

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。

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。

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。

(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。

(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。

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。www.sddongqiao.com