結(jié)構(gòu)臨時加固技術(shù)
——簡易施工棧橋midas設(shè)計與運(yùn)用

2016-07-27 03:17:25葉小斌

四川建筑 2016年2期

葉小斌

(中國五冶集團(tuán)有限公司第四工程分公司, 四川成都 610000)

葉小斌

(中國五冶集團(tuán)有限公司第四工程分公司, 四川成都 610000)

【摘要】針對施工中對臨時結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、適用性的需求，采用midas gen結(jié)構(gòu)計算軟件對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)用型鋼支架等較復(fù)雜的臨時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模計算，文中結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工經(jīng)驗，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的目的。

【關(guān)鍵詞】Midas;型鋼支架;轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

高層結(jié)構(gòu)施工中，當(dāng)因塔吊起重量不足、構(gòu)件位于塔吊吊裝范圍之外、混凝土無法泵送至澆筑點(diǎn)而使用其他設(shè)備(如汽車吊、履帶吊、混凝土運(yùn)輸車)在樓面等平臺上進(jìn)行構(gòu)件吊裝或混凝土運(yùn)輸，使用樓板作為臨時材料堆場時，需對樓面承載能力進(jìn)行驗算，若原結(jié)構(gòu)承載能力不滿足施工需要，應(yīng)對樓面采取相應(yīng)的臨時加固措施。

臨時加固設(shè)計應(yīng)將施工荷載施加到原結(jié)構(gòu)，并對附加施工荷載后的結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行驗算，當(dāng)驗算不滿足要求時需采取臨時加固措施，加固后的結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行設(shè)計驗算。

1對原結(jié)構(gòu)承載力復(fù)核

1.1荷載取值

荷載取值包括恒荷載和活荷載取值。恒荷載主要為結(jié)構(gòu)、設(shè)備、材料自重等；活荷載為吊車、運(yùn)輸車在起重和行走時產(chǎn)生的荷載，或構(gòu)件堆放荷載。不同的設(shè)備荷載形式不同，如汽車吊和運(yùn)輸車的車輪與支腿壓力為集中荷載，履帶吊的履帶壓力為條狀荷載。計算分析荷載作用工況應(yīng)計入設(shè)計操作時的所有情況。

1.2結(jié)構(gòu)分析與荷載效應(yīng)

結(jié)構(gòu)分析所用的計算簡圖包括集合尺寸、邊界條件、荷載與作用、材料性能等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用情況取值。

1.3結(jié)構(gòu)和構(gòu)件驗算

用于施工平臺的樓面可能為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)或者型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的驗算有所不同。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)包括結(jié)構(gòu)變形、構(gòu)件抗裂性能和構(gòu)件承載力的驗算；對于鋼結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)包括結(jié)構(gòu)變形、構(gòu)件承載力與長細(xì)比，節(jié)點(diǎn)承載力的驗算；對于組合結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)根據(jù)情況組合上述二者的驗算內(nèi)容進(jìn)行驗算。

2臨時加固設(shè)計

如原結(jié)構(gòu)的受力驗算不滿足要求，需根據(jù)情況對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時加固，加固前必須進(jìn)行臨時加固設(shè)計，并通過結(jié)構(gòu)設(shè)計單位審查后方可實(shí)施。通常加固設(shè)計與實(shí)施應(yīng)注意以下事項：

(1)采取足夠的穩(wěn)固措施保證在加固、使用和拆除過程中原結(jié)構(gòu)與加固結(jié)構(gòu)的安全。

(2)對于加固后的結(jié)構(gòu)體系，必須按上述設(shè)計過程重新進(jìn)行分析驗算。

(3)對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固有時會改變原結(jié)構(gòu)體系中部分構(gòu)件的受力方式，如鋼筋混凝土梁反向受彎，應(yīng)采取措施防止其發(fā)生開裂并盡量避免較大反向彎矩的產(chǎn)生。

3常用加固方法

樓層作為施工吊裝、運(yùn)輸或構(gòu)架儲存平臺時，常采用加強(qiáng)模板腳手架法、型鋼架加固法、增加轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)加固法以及原混凝土結(jié)構(gòu)加固等4種方法。

本文運(yùn)用midas有限元分析軟件對增加轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)加固法進(jìn)行分析驗算。

4轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)——臨時棧橋的設(shè)計校驗

4.1概述

目前國內(nèi)施工中自制的臨時施工棧橋已是一項成熟的經(jīng)驗，且大多數(shù)是跨度小、重量輕、結(jié)構(gòu)形式簡單的片式棧橋。該棧橋結(jié)構(gòu)合理、移動方便。結(jié)合本工程民用建筑地下室頂板平臺實(shí)際施工的需要，擬制作簡易片式棧橋：棧橋由轉(zhuǎn)換主梁和兩片梁板組成，轉(zhuǎn)換主梁為熱軋H型鋼H502×465×20×25，長度按8m考慮，兩端通過后植埋板鉸接固定于原結(jié)構(gòu)柱頂；每片梁板由4根40b工字鋼焊接而成，工字鋼長度根據(jù)柱距而定(此次按7.8m考慮)，間距均為300mm，所以單片梁板的寬度為900+144=1 044mm，以保證車輛輪胎行駛寬度。為避免棧橋在集中汽車荷載作用下局部失穩(wěn)，間隔1.0m設(shè)置橫向連系梁，采用HW175型鋼。同時工字鋼頂部用D22螺紋鋼筋連成整體，縱向間距100mm，以提高棧橋結(jié)構(gòu)平面內(nèi)、外強(qiáng)度和剛度?？v向兩端連接在轉(zhuǎn)換主梁上，兩片梁板橫向間距根據(jù)車輪輪距布置(圖1)。

圖1　棧橋簡圖

4.2棧橋的設(shè)計計算

4.2.1棧橋通行車輛

通過棧橋主要施工機(jī)械為ZLC50裝載機(jī)、混凝土運(yùn)輸車等，本計算以通過的混凝土運(yùn)輸車作為臨時施工棧橋驗算荷載，且計算時臨時棧橋只承載一輛70t的汽車。70t混凝土運(yùn)輸車技術(shù)參數(shù)見圖2。

圖2　70 t運(yùn)輸車技術(shù)參數(shù)

4.2.2棧橋midas civil建模

本次計算主要考慮棧橋的變形和應(yīng)力分析，考慮縱橫連系梁之間的受力協(xié)同作用。

(1)選取材料為鋼材-GB(S)-Grade3，為H502×465×20×25、40b工字鋼及HW175型鋼，材質(zhì)選取GB03(S)-Q345，鋼筋為二級鋼，建立轉(zhuǎn)換主梁為H502×465×20×25、縱梁為40b工字鋼，連系梁為HW175，縱梁頂面為D22螺紋鋼。模型建立見圖3。