砂筒在钢筋混凝土支撑结构中的应用

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1、砂筒在钢筋混凝土支撑结构中的应用*ApplicationofSandCylinderstoReinforcedConcreteSupportStructure王祺国’刘慧丽蔡锦波刘巍1．上海建工二建集团有限公司上海200080；2．上海大学土木工程系上海200072摘要：砂筒作为一种卸落设备，具有承受荷载大、卸落简单等优点，已广泛应用于桥梁施工过程中。结合工程实际，介绍了将砂筒应用到钢筋混凝土支撑结构中的设计方法，达到了经济有效的拆除支撑的目的。其研究为如何选用合理的干细砂，来满足实际工程中砂筒的抗压强度和抗剪强度要求提供了理论和实践依据。关键词：砂筒干细砂强度特性A

2、NSYS分析钢筋混凝土支撑中图分类号：TU753．3文献标识码：B文章编号：1004—1001(2013)10-0883—04砂筒作为一种既经济又简易的卸落设备，其具有承(a)所示，而沿支撑横截面方向的剖面图如图1中的(b)受荷载大、卸落简单等优点，被广泛应用于桥梁施工过程所示。中，如大跨度拱架、移动模架等的拆卸。为此，本文尝试将桥梁中的砂筒安装到钢筋混凝土支撑结构中，对填充进砂筒中的砂子的力学性能进行初步探索，并使用ANSYS有限元分析软件对未设置砂筒的支撑和设置砂筒的支撑进行对比分析，以期在不影响支撑正常使用状态的基础上实现绿色、环保、优质、高效拆除支撑的目的。1

3、砂筒的设计桥梁中所设置的砂筒结构承受来自上部结构通过内筒作用在砂筒中砂上的竖向轴力。而在基坑支护中的支撑设图1砂简构造示意置有砂筒结构，其承受着来自围护结构作用在砂上的水平轴力，桥梁中的砂筒和基坑支撑中的砂筒受力特性相同，图中，d为砂筒内壁的直径；d为砂筒外壁的直径；都是受有轴向力的作用。但是桥梁中的砂筒通过自身的重d，为泄砂孔的直径；H为砂筒的内高度；H为砂筒的外高力作用使得砂子能够保持密实状态，支撑中的砂筒若要保度；，为侧壁和上下底板的厚度；持砂子的密实状态，就需要将砂子事先密实的压入其中，1．2支撑中砂筒的工作机理并将钢筒制成一个留有放砂孔的密封筒体，因此，支撑

4、中根据现场施工的实际情况确定砂筒的数量，在浇筑混的砂筒是完全预制的。凝土支撑时，先在混凝土支撑上预留有泄砂孔，而后将预1．1砂筒的几何尺寸制的钢砂筒放入其中，并使得钢砂筒的泄砂口与混凝土底内装有砂子的砂筒是由铸铁制成的圆筒，砂筒的上下面上的泄砂孔相通，最后将钢砂筒浇筑在混凝土中。板面也是由铸铁制成。在钢砂筒侧筒壁的中间垂直方向开基坑支撑在工作过程中，砂筒中的砂与其周围的混凝一个小孔即为漏砂口，漏砂口的大小要便于小型工具从简土一起受有水平轴力，这就要求砂筒中的砂的抗压强度要内掏出沙粒；当处于未填充状态时，筒内的砂粒能够迅速大于或等于其周围混凝土的抗压强度。外泄。砂筒在支

5、撑中沿支撑轴线方向的剖面图如图1中的全部施工完成后，基坑支撑需要拆除时，取出放砂孔中的填充物，将筒内的砂子放出，此时，在设有砂筒的““注：本项目为上海科委启明星计划i粜题，编号为11cIB14047伪。截面处，就只剩下砂筒周围的混凝土来承受水平方向的轴_博囊臻0嘲曩曩_一_。囊冀囊蔓毒j薯糍眷舞鬻一誊群—作奄简介：王祺国(1982-)’男硕士’工程师。i力，这些设有砂筒的地方就变成了支撑结构中最薄弱的地j羔。。。。-薯善ji通f【士燃：=上海市梧州路289号(2oo08o)。誊薹一方，最终，混凝土会因无法承受轴力的作用而被压碎，支收稿日期：2ol3l憾．26搿j撑便可

6、分段的取出，达到绿色、环保、优质、高效拆除支2o13·10ButidingC。nstructionJ883撑的目的。、——分别是最大和最小主应力。由(2)式、(3)式通过消元法消去两式中的2项，2砂筒的强度特性可得：【d一]+r=【】c42．1砂筒抗压强度为了将砂筒合理地运用到钢筋混凝土支撑结构中，就由(4)式可见，在cr_T坐标平面内，砂单元体的应力需要砂筒能够与混凝土一起承受从支护结构传来的轴力。状态轨迹是一个圆，其圆心落在上，与坐标原点的距离钢砂筒内砂的质量要求较高，需干净无泥，烘干后进为，半径为。行筛分，选取粒径1．5～2．5mm的细砂作为使用砂。钢筒内的干砂

7、受到轴力作用就相当于在有侧限的条件下对筒内根据莫尔-库伦破坏准则可知，砂的抗剪强度可用如干砂进行三轴试验。对干砂在有侧限条件下的轴向压缩试下的公式来表示：验，国内已有一些研究，其试验结果表明干细砂在受有r=atan~+c(5)轴向压应力为1O0MPa以上时，干细砂的轴向应变一直保持式中：T广抗剪强度；在0．35，此时的干细砂较为密实。有试验结果对干砂加载剪切破坏面上的法向总应力：段应力应变曲线拟合指数型经验公式，拟合公式如下：c一黏聚力，也称内聚力，p=1．887[e93l1州一1](1)广内摩擦角。式中：p——轴向应力(取压为正)；但由于本文中采用