碗扣式脚手架在河渡槽中设计和应用

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1、碗扣式脚手架在❷河渡槽中设计和应用摘要：碗扣式脚手架在大跨度水工建筑物施工中应用日趋增多，为保证施工安全，其支撑系统必须要具有足够的承载力、刚度和稳定性。❷河渡槽是南水北调中线工程总干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，槽身支撑的特点是地基处理要求高；立杆垂直度要求高，需严格控制横纵间距；碗扣架数量多、重量大，需精心组织和统一管理。本文以南水北调中线工程总干渠❷河渡槽槽身碗扣式脚手架支撑系统的荷载组合、内力计算、稳定分析、强度验算以及脚手架的布置和搭设为例，全面介绍了碗扣式脚手架在南水北调中线❷河渡槽中设计和应用，为碗扣式脚手架在大跨水工建筑物工程滋工中的应用提供了新的借鉴与参

2、考。关键词：碗扣式脚手架；荷载组合；设计应用一、工程简介❷河渡槽是南水北调中线工程总干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，位于河北省永年县境内。渡槽总长829m,其中进口段长89m,槽身段长640m,出口段长100m。渡槽槽身纵向为16跨简支梁结构，单跨长度40m；横向断面为3槽一联矩形槽，净宽3X7m，总宽25.5m。渡槽槽身施工共布置17个槽墩，槽身底部为多纵简支梁；纵向4根主梁，横向16道横肋；槽身底部距地面高度在6〜8m之间；单跨槽身空载重量约4600KN,这种过水结构与纵向支承结构相结合的多槽超大型渡槽，目前国内外尚无工程实例，具体结构形式如下图：本渡槽槽身支撑的特点

3、是地基处理要求高；立杆垂直度要求高，需严格控制横纵间距；碗扣架数量多、重量大，需精心组织和统一管理。二、碗扣式脚手架设计及应用渡槽槽身支撑采用落地式碗扣脚手架。碗扣式脚手架现广泛应用于桥梁支撑设计，属杆件式脚手架系统，独特的结点设计，虽仍应归为钱接，但却能够承受相对更大的荷载，再加上其立杆上的上碗和横杆上的插片均为锻钢的工艺，被广泛地应用于化工厂、炼油厂等荷载相对较高的领域。碗扣式脚手架在高大空间结构施工应用中的控制重点是整体稳定性，采取合理的措施加强架体的抗变形能力，是保证架体承载力及使用安全的关键。（一）总体布置承重架顶面采用平面钢模、工字钢，模板顶采用U形顶托调节高

4、度，立杆底部采用槽钢作为垫板，基础采用回填砂卵石，碾压实，达到地基承载力要求后，再在其上浇筑C20的10cm厚混凝土并找平至地面控制高程。槽身支撑施工主要内容包括地基处理、测量放样、支撑架搭设、支撑架拆除等。根据施工现场地形条件，2〜10跨槽身地基比11〜15跨槽身地基高出将近lmo在满足承载力和施工要求的情况下，为了有效利用地形，减少槽身满堂支撑架的施工材料，同时考虑到渡槽建成以后的过水通车，将槽身支撑架设计为两种高度形式,2〜8跨及15跨为一种,9〜14跨为一种。1#、17#跨槽身承重排架按照地基处理后的高程适当减少立杆层数。槽身支撑架以及龙骨、立杆垫钢的重量，2〜8

5、跨单跨约307t,9〜14跨单跨约348to(二)受力计算及验算根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》有关规定，结合槽身结构和立杆分布，将槽身分成边梁、中梁、次梁和地板4个不同的受力单元，并假设在同一个受力单元内的每根立杆竖向承载力相同，依此来计算立杆的受力。1.荷载组合根据上述规范，确定槽身支撑系统的荷载组合标准值为：(1)模板支撑架及模板自重标准值：Ql=1.5KN/m2；(2)混凝土自重标准值：Q2=25KN/m3；(3)振捣混凝土产生的垂直荷载标准值：Q3=2KN/m2；(4)施工人员及设备荷载标准值：Q4=lKN/m2

6、o2.杆件强度验算根据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)单肢立杆轴向力公式:N=[1.2Ql+1.4(Q3+Q4)]LxLy+1.2Q2V其中：Lx、Ly单肢立杆纵向及横向间距(m)；VLx、Ly段的混凝土体积(m3)。由于受槽身结构尺寸的限制，在布置立杆时，立杆中心间距尺寸在槽身各结构下各不相同。将槽身受力分为4个计算单元，假设一个受力单元由一根立杆承受，计算出这根立杆的轴向力，平均分配到这个计算单元内的每一根立杆，即得到这个计算单元内的立杆轴向承受力。结合以上荷载标准值与计算单元的特点,得出计算点立杆的承受重力，见下表：支撑架横杆步距为0.

7、6m,按最不利取L0=0.6mo支撑架管采用4)48mm,管壁厚t=3.5mm的钢管，则A二4.89X10-4m2,i二1.58X10-2m,f二205N/mm2。长细比入二L0/i=0.6/(1.58X10-2)=386l=aL/E式中：L——立杆高度，11〜14跨主梁立杆高度690cm。计算得到Sl=2mmo(2)顶托、底板与立杆接缝压缩变形每一个取1伽，62二2mm。(3)基底压缩沉降预估为83=4mmo实际压缩沉降应该根据现场地基承载力试验后得出。合计变形值为：8=81+82+53二2+2+4二8mm。即梁体预拱度的设