亭子口水利枢纽工程右岸缆机平台排架梁浇筑脚手架设计与施工

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【摘 要】亭子口右岸缆机平台是整个大坝混凝土浇筑施工和金属结构安装关键,其排架梁跨度大,混凝土浇筑过程中产生的荷载大,再加上缆机平台的位置处于山脊,浇筑脚手架所承受荷载复杂,经过计算确定脚手架搭设方案,以及对施工过程中质量和安全作出要求.

【关 键 词 】亭子口；缆机平台；排架梁

1.工程概况

亭子口右岸缆机主要用于嘉陵江亭子口水利枢纽拦河大坝的常态混凝土浇筑施工,缆机平台布置于坝址右岸山顶高程约为541m,地形较左岸低,综合考虑后,选用缆机平台高程550m,为无塔架支承车,主索支点高程550m,缆机平台长192m,缆机跨度1270m.根据地形条件,需架设钢筋混凝土排架梁,架设最大高度30m.

2.排架梁施工方法

缆机平台排架梁采用4跨连续梁结构,共计4个连续梁,每个连续梁长48m,下面用4个立柱支撑,净跨9m.排架梁跨度大,重量大,一般的模板支撑结构不能确保满足施工,因此拟采用大梁混凝土模板支撑系统,经过研究,综合现场实际,成本造价等考虑,最终确定采用满堂脚手架支撑系统.

3.脚手架设计

3.1 脚手架基本型式

脚手架采用单立杆扣件式,采用φ48×3的钢管,每小跨满堂脚手架搭设面积尺寸为（纵向）9m×（横向）6m,横、纵立杆间距均为500mm,横向11牌,纵向19排；水平横杆24道,步高1200mm.在操作层下一步大横杆处兜设平网.在主脚架外侧搭设1排操作平台脚手架,间排距1.5m×1m,步高与主脚手架一致.搭设高度超过梁底高程4.2m.

3.2 脚手架的承载力验算

3.2.1 立杆的允许承载力计算

验算采用机械工业出版社出版的《建筑施工简易计算》,立杆允

许荷载按下式计算：KN等于An（F- ）,其中,F等于[fy+（η+1）σ]/2

根据操作规程的要求,安装钢管外脚手架,要在脚手架的两端、转角处以及6～7根立杆设剪刀撑和支杆,剪刀撑和支杆与地面角度应大于60°.同时,每隔2～3步距和间距,脚手架必须同建筑物牢固连接,故可将扣件式钢管脚手架视作“无侧移多层刚架”,按《建筑施工计算手册》,其计算长度系数μ取0.77.

采用φ48×3mm钢管,截面特征为：A等于4.24×102mm2,i等于16.45mm,I等于114735.46mm4,E等于2.06×108KN/m2,l0等于μl等于0.77×1200mm等于924mm（l为立杆步高）,λ等于l0/i等于924/16.45等于56.2.欧拉临界应力：σ等于π2×E/λ2 等于656.2Mpa.

η等于0.3（1/100i）2等于0.11.则F等于[fy+（η+1）σ]/2等于449.2N

那么立杆的允许荷载为 N允等于An（F- ）/K等于31.5KN

3.2.2 单根立杆实际承载力计算

取纵向一跨进行计算（未考虑平台大梁上风荷载）.脚手架立杆实际荷载：

N实等于1.4N动+1.2N恒等于1.4×ab×2700+1.2×（H0×Pn+ab×q1+n2×q2

其中：N动-施工动荷载取2700N/m2；q1-木脚手板自重,取245N/m2；q2-平台大梁自重产生的荷载；a、b-立杆间距,横向0.5m,纵向0.5m；h-大梁浇注高度3.0m；γ-砼容重（取2.5KN/m3）；则：梁自重产生的荷载q等于b×h×a×γ等于18750N（每根立杆承重）.

H0-立杆总高（m）,为28.78m；n-脚手架的总步数（n等于24）；n2-可以构成轴心荷载的层数（取一层）；Pn-每一米架高的脚手架杆件的自重,查表取为110N/m

则：N实等于等于27.32KN.承载力验算：N允等于31.5KN>N实等于27.6KN.承载力合格.

3.2.3 纵向、横向水平杆的挠度计算

（1）横向水平杆挠度：GK等于37732.5N/m；QK等于等于1350N/m；l0等于a；

ν静+ν活 等于0.1792×GKl04/24EI+5×QKl04/384EI等于0.791mm<500/150=3.33mm

所以横向水平杆挠度满足安全要求.

（2）纵向水平杆挠度：同理纵向水平杆挠度.P 等于21977.05N；Q 等于675N；la等于b

ν静+ν活等于1.146P la3 /100EI+1.615Q la3 /100EI等于1.39mm <500/150=3.33mm

所以纵向水平杆挠度满足安全要求.

3.2.4 扣件的抗滑承载力计算

纵向、横向水平杆与立杆相连接时,其扣件的抗滑承载力R ≤Rc；R—纵向、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；Rc —扣件抗滑承载力设计值（8.0KN）

设计采用3个扣件连接

R 等于 P等于21.98KN

3.2.5 脚手架的稳定性验算

圆钢为X轴对称截面（a类截面） ； i等于16.45mm；

l0-构件对主轴X的计算长度,按无侧移框架的截面积计算,

l0等于kμh等于1.185×1.7×1.2等于2.42m；查表得φ等于0.351；

等于205N/mm2；稳定性满足要求.

4.脚手架的施工

4.1 脚手架的搭设

通过计算确定材料型号以及搭设方法后,开始脚手架搭设.首先依据现场实际放线,按间距排好立杆.而后脚手架配合结构施工搭设,一次搭设高度不超过相邻墙体以上两步,每搭设一步校正一次步距、横距和立杆垂直度.剪刀撑和脚手架同时搭设,底部垫在混凝土垫层上面.所有的大横杆与立杆均连接固定,搭设时及时设置连墙杆和剪刀撑,不得滞后超过两步距.所有扣件拧固时要用力矩扳手,扭力矩控制在45±5KN·m,防止用力过大螺栓溢扣.

由于本结构主要作为模板的支撑系统,承重较大,根据以往的施工经验,大跨度混凝土梁浇筑拆模后会出现中间下沉的现象,因此本脚手架在搭设的过程中需适当的将梁中间部位的支撑脚手架加高一点,以抬高此处的模板高程,保证拆模沉降后的大梁呈水平.

4.2 脚手架拆除

施工期结束后,需要对脚手架进行拆除.拆除前,工长要向拆除工人进行书面安全技术交底.并检查脚手架的扣件连接、连墙杆支撑是否牢固、安全以及清除脚手架上杂物及地面障碍物.先搭的后拆,后搭的先拆.

5.施工的安全质量控制