大跨度混凝土悬挑结构卸载施工工法
高空大跨度悬挑结构模板支撑体系施工工法

高空大跨度悬挑结构模板支撑体系施工工法高空大跨度悬挑结构模板支撑体系施工工法一、前言高空大跨度悬挑结构在建筑行业中被广泛应用,如大型体育馆、机场航站楼等。
施工过程中,悬挑结构的施工是一个重要环节,其中模板支撑体系起到了关键作用。
本文将介绍一种高空大跨度悬挑结构模板支撑体系施工工法,内容包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点该工法的特点包括:模板支撑体系结构稳定性高、操作简便,适应性强,可以适用于各种高空大跨度悬挑结构的施工;具有高度的可靠性和经济性,能够保证施工过程的稳定和成功。
三、适应范围该工法适用于各种高空大跨度悬挑结构的施工,包括体育馆、航站楼、桥梁等。
无论钢结构还是混凝土结构,都可以采用该工法进行模板支撑体系的搭建和拆除。
四、工艺原理该工法基于以下原理进行施工:1. 施工工法与实际工程之间的联系:工法根据实际工程的要求和结构特点进行优化设计,确保施工工艺与工程要求的无缝对接。
2. 技术措施:工法采取了多种技术措施,包括模块化设计、安全措施、质量控制等,以确保施工的顺利进行。
五、施工工艺施工工艺包括以下阶段:1. 模板支撑体系的搭建:根据工程要求,搭建模板支撑体系,并进行调整和加固。
2. 悬挑结构的施工:在模板支撑体系的支撑下,进行悬挑结构的施工,包括钢筋布置、混凝土浇筑等。
3. 模板支撑体系的拆除:待混凝土凝固后,拆除模板支撑体系。
六、劳动组织施工过程中需要合理组织劳动力,包括搭建模板支撑体系的施工人员、悬挑结构施工人员和拆除模板支撑体系的人员。
在施工前需进行详细的施工方案制定和工艺培训,确保施工过程中的人员安全和工作效率。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括:吊篮、电梯、施工脚手架、起重机等。
这些机具设备能够提高施工效率和工作安全性。
八、质量控制施工过程中需要进行严格的质量控制,包括模板支撑体系的稳固性检测、模板和钢筋的安装质量检查、混凝土浇筑的质量控制等。
悬挑构件拆除工程施工方案

悬挑构件拆除工程施工方案一、工程概况本项目为某城市综合体建筑,包括地上和地下部分,总建筑面积约为121671.99平方米。
地上建筑主要用于住宅和商业用途,地下二层主要用于设备用房和地下停车库。
建筑主体结构为框架剪力墙,建筑高度在46.3米至78.2米之间。
现需对建筑的悬挑构件进行拆除施工。
二、拆除工程目标1. 确保施工过程中人员安全和周边环境的安全。
2. 严格按照相关规范和标准进行施工,确保施工质量。
3. 拆除工程高效、顺利进行,尽量减少对整体工程进度的影响。
三、拆除工程内容及施工方法1. 悬挑梁拆除:采用机械切割的方式,先将悬挑梁与主体结构连接部位的混凝土进行切割,然后用机械将悬挑梁整体拆除。
在拆除过程中,应采取措施防止悬挑梁突然坠落,造成安全事故。
2. 悬挑板拆除:采用机械切割的方式,将悬挑板与主体结构连接部位的混凝土进行切割,然后用机械将悬挑板整体拆除。
在拆除过程中,应采取措施防止悬挑板突然坠落,造成安全事故。
3. 悬挑构件支撑体系拆除:在悬挑梁和悬挑板拆除完成后,对支撑体系进行拆除。
支撑体系的拆除应按照从上至下的顺序进行,确保拆除过程中的安全稳定。
四、施工组织与管理1. 施工前,应组织施工人员进行技术培训和安全教育,确保施工人员熟悉施工工艺和操作规程,提高安全意识。
2. 施工过程中,应设专门的安全监督人员,对施工现场进行全面监控,确保施工安全。
3. 施工过程中,应按照相关规范和标准进行施工,确保施工质量。
4. 施工过程中,应加强与业主、设计、监理等各方的沟通与协调,确保施工顺利进行。
五、质量保证措施1. 施工前,应认真阅读设计文件和施工图纸,了解施工要求和技术标准。
2. 施工过程中,应严格按照施工方案和施工工艺进行施工,确保施工质量。
3. 施工过程中,应加强质量检查和验收,对不合格的工程及时进行整改。
4. 施工完成后,应组织相关单位进行联合验收,确保工程质量符合设计要求。
六、安全保证措施1. 施工前,应进行详细的安全风险评估,制定相应的安全措施。
大跨度混凝土悬挑结构卸载施工工法

+++跨度混凝土结构卸载施工工法中建三局建设工程股份有限公司成都分公司任志平张兴志赵云鹏马卫华谢晓山1 前言随着城市的发展和改造,城市化建设的加快,越来越多位于城市中心地带的重大工程都已不仅仅追求高度、体量,同时还力求创造出自己独特的建筑形态与人文内涵。
建筑奇异的外形特征往往给结构施工带来很大的挑战,尤其是大跨度的悬挑结构、开洞结构等。
在工程实践中通常以设置临时支撑的方式进行大跨度混凝土结构施工,待上部结构整体成型后再进行卸载。
结构的卸载是将临时支撑体系和主体结构共同形成的受力体系转换为由设计结构独立受力的一个复杂的力学转换过程。
但混凝土结构不同于钢结构,其自身刚度大、易开裂,因此对临时支撑的卸载过程提出了更高的要求。
因此,寻求一种合理的大跨度混凝土结构卸载施工方法已经成为复杂结构施工的当务之急。
2 工法特点大跨度混凝土结构卸载施工工法具备以下几个方面的显著特点:1 卸载过程施工模拟分析。
2 多步骤小位移卸载,卸载过程可控。
3 卸载全过程监测,信息化施工。
3 适用范围本工法适用于大跨度混凝土结构、型钢混凝土组合结构卸载施工,对钢结构卸载施工也具有借鉴意义。
4 工艺原理大跨度混凝土结构卸载施工是对混凝土结构大跨度悬挑、大跨度开洞结构进行数字化模拟,在此基础上通过精心设计的多步骤小位移卸载方式进行临时支撑卸载,在卸载过程中全过程同步进行监测、分析。
5 工艺流程及操作要点5.1 施工技术准备1 已完成卸载过程的模拟分析。
2 上部转换结构整体施工成型,混凝土强度达到设计要求。
3 确定卸载原则。
4 对现场操作人员已进行详细技术交底。
5.2 作业条件准备1 为满足卸载施工需要,在每组刚性支撑架顶部设置安全操作平台。
在刚性支撑架上设置垂直爬梯、在平联系桁架上设置施工安全通道,以便通行。
2 在卸载区域拉设安全警戒线,在卸载过程中严禁无关人员进入,防止物体打击。
水平方向设置挑网和兜网,加强现场安全巡视工作。
大跨度混凝土结构卸载施工工法3 所有物资、机具、人员都准备完毕,现场具备施工条件。
超大截面劲性混凝土转换梁施工工法(2)

超大截面劲性混凝土转换梁施工工法超大截面劲性混凝土转换梁施工工法一、前言超大截面劲性混凝土转换梁施工工法是一种用于大型建筑结构中的新型施工工艺。
其特点是在悬挑板的支撑和拆除过程中,减小变形和应力集中,提高结构强度和稳定性。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例,以给读者提供参考。
二、工法特点1. 结构稳定性高:转换梁能增加结构的刚度和稳定性,减小变形和应力集中,提高结构的安全性。
2.施工效率高:采用预制构件,快速拼装,减少施工时间和人力成本。
3. 施工工艺简单:工艺流程简单清晰,易于掌握和操作。
4. 适应性强:适用于多种大型建筑结构,如桥梁、高层建筑、体育场馆等。
5. 能耗低:减少了原材料的使用量和人力资源的浪费,对环境友好。
三、适应范围超大截面劲性混凝土转换梁施工工法适用于大型建筑结构,例如:1. 桥梁:适用于大跨度桥梁的转换梁施工,提高结构稳定性和安全性。
2. 高层建筑:适用于高层建筑楼层转换梁的施工,减小变形和应力集中。
3. 体育场馆:适用于大型体育场馆的悬挑板支撑和拆除,提高结构的稳定性和安全性。
四、工艺原理超大截面劲性混凝土转换梁施工工法的基本原理是通过在悬挑板施工过程中增加转换梁的支撑,降低悬挑板的自由度,减小在悬挑板支撑和拆除过程中的变形和应力集中。
工法采取一系列技术措施,包括:悬挑板预应力控制、转换梁形状设计、支撑结构设计等。
这些措施可以有效地提高结构的强度和稳定性,确保施工过程中的安全性和质量。
五、施工工艺超大截面劲性混凝土转换梁施工工艺包括以下几个施工阶段:1. 板梁阶段:在定位板梁的基础上进行定位,调整转换梁的位置和高度,预应力悬挑板与转换梁。
2. 支撑阶段:在转换梁上设置支撑结构,将悬挑板与转换梁连接并支撑悬挑板。
3. 拆除阶段:分段去除支撑结构,逐步恢复悬挑板的自由度,完成悬挑板的拆除。
六、劳动组织超大截面劲性混凝土转换梁施工工艺的劳动组织需要合理安排施工人员的工作任务和工作时间,确保施工进度和安全。
大跨度混凝土悬挑结构卸载施工工法

大跨度混凝土悬挑结构卸载施工工法大跨度混凝土悬挑结构是一种常见的建筑结构形式,可以实现建筑物在大跨度区域内的无柱空间。
在混凝土悬挑结构的施工中,为了确保安全和质量,卸载是一个非常关键的环节。
本文将介绍一种大跨度混凝土悬挑结构的卸载施工工法。
首先,在进行混凝土悬挑结构的卸载施工前,需要对悬挑结构进行详细的计算和设计。
包括结构的荷载计算、悬挑结构的尺寸和形状确定、悬挑结构的受力分析等。
只有在设计足够合理和安全的情况下,才能进行下一步的卸载施工。
卸载施工的第一步是悬挑结构的支撑。
为了确保悬挑结构在卸载过程中的稳定性,需要设置适当的支撑装置。
支撑装置可以使用临时支撑桩或是支撑杆等,通过固定在地面或是其他固定物体上来支撑悬挑结构。
支撑装置需要保持稳定和均匀的力传递,避免结构发生不稳定和变形。
接下来,进行悬挑结构的卸载。
在卸载过程中,需要根据悬挑结构的形状和尺寸,合理安排卸载过程,确保施工的安全和顺利进行。
一般来说,可以采取分段卸载的方式,即将悬挑结构分为若干个段落,依次进行卸载。
在卸载过程中,需要进行精确的监测和调整,确保结构的变形和应力控制在合理范围内。
在卸载过程中,需要注意以下几个关键点。
首先是监测。
通过使用悬挑结构的变形和应力监测系统,实时监测结构的变形和应力情况。
一旦发现异常,需要及时采取措施进行调整和修正。
其次是调整。
根据监测结果,及时调整卸载过程中的施工参数,如卸载速度、卸载顺序等。
合理的调整可以使结构的变形和应力保持在可控范围内,保证施工的安全和质量。
最后是补救措施。
如果在卸载过程中发现结构出现严重的变形或者应力超过安全范围,需要及时采取补救措施。
补救措施可以包括临时加固、调整卸载过程等,以确保施工的安全和顺利进行。
综上所述,大跨度混凝土悬挑结构的卸载施工是一个复杂且关键的过程,需要充分的计划和准备。
通过合理的设计、细致的监测和及时的调整,可以确保悬挑结构在卸载过程中的安全和稳定性,保证施工的顺利进行。
超重高空大悬挑混凝土结构施工工法(2)

超重高空大悬挑混凝土结构施工工法超重高空大悬挑混凝土结构施工工法一、前言超重高空大悬挑混凝土结构是现代建筑中常见的一种结构形式,具有结构稳定性好、抗震性能强等优点。
而该结构的施工过程中存在一定的困难和挑战。
本文将介绍一种适用于超重高空大悬挑混凝土结构的施工工法,该工法经过实践验证,具有较高的可行性和可靠性。
二、工法特点该工法采用预制和现场浇筑相结合的方式,充分利用了预制件的优点,如加工精度高、质量可控等,并且能够满足现场施工的灵活性和复杂性要求。
同时,该工法注重施工工艺的优化和创新,能够有效提高施工效率和质量。
三、适应范围该工法适用于超重高空大悬挑混凝土结构的施工,包括大型商业综合体、体育场馆、桥梁等。
特别适用于节省施工时间、减少人力投入和提高施工质量要求较高的工程。
四、工艺原理该工法的实际应用基于以下理论依据和实际工程的联系:1. 悬挑结构的整体稳定性与受力分析;2. 混凝土预制件与现场浇筑结构的优缺点;3. 提高施工效率和减少人工投入的方法和技术;4. 施工工艺的规范和标准。
五、施工工艺1. 施工准备:确定施工方案、准备施工材料和机具设备、设置施工临时设施等。
2. 预制件安装:根据设计要求,进行预制件的安装和连接。
3. 现场浇注:根据混凝土浇注场地条件和设计要求,进行现场浇筑。
4. 后续处理:进行模板拆除、防水处理、装饰面层施工等后续工作。
六、劳动组织根据工艺原理和施工工艺,制定施工组织方案,确定各个施工班组的职责和任务,确保施工流程的顺利进行。
七、机具设备根据施工工艺的要求,选择合适的机具设备,如吊车、起重机、混凝土泵车等,以提高施工效率和质量。
八、质量控制通过施工过程中的质量控制,包括混凝土配合比的优化、浇注过程的监控、预制件的质量检测等,确保施工过程中的质量达到设计要求。
九、安全措施在施工过程中,特别注意大悬挑结构的安全要求,采取相应的安全措施,如设置防护网、安装临时支撑等,确保施工过程中的安全。
高处大悬挑钢筋混凝土梁、板结构施工工法(2)

高处大悬挑钢筋混凝土梁、板结构施工工法高处大悬挑钢筋混凝土梁、板结构施工工法一、前言高处大悬挑钢筋混凝土梁、板结构施工工法是一种在建筑施工中常用的技术,它通过合理的施工工艺和安全措施,可以实现高层建筑中的大悬挑梁板结构的安全施工。
本文将从工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面进行详细介绍。
二、工法特点高处大悬挑钢筋混凝土梁、板结构施工工法具有以下几个特点:1)适用范围广:可以适用于各类高层建筑的悬挑梁板结构施工,如办公楼、商业综合体、大型公共建筑等。
2)工法灵活:可以根据具体工程的要求和施工环境的限制,灵活调整施工工艺和安全措施。
3)施工效率高:采用先进的施工工艺和机具设备,能够大幅度提高施工效率,缩短工期。
4)施工质量可控:通过严格的质量控制措施和检测手段,可以确保悬挑梁板结构的施工质量符合设计要求。
三、适应范围高处大悬挑钢筋混凝土梁、板结构施工工法适用于各类高层建筑项目,特别适用于悬挑梁板结构较大或施工高度较高的项目。
在工程实例中,常见的适用范围有高层商业综合体的挑檐结构、大型办公楼的天棚悬挑结构等。
的基本原理是通过合理的工艺措施和技术手段,将悬挑梁板结构按照设计要求安全、快速地施工完成。
具体原理包括:1)施工工法与实际工程之间的联系:根据悬挑梁板结构的具体要求和实际工程情况,确定施工工艺和施工措施,以确保施工质量和进度。
2)采取的技术措施:通过合理选择模板、加密钢筋布置、科学施工顺序和精确测量等技术措施,实现悬挑梁板结构的顺利施工。
通过对工艺原理的分析和解释,读者可以了解高处大悬挑钢筋混凝土梁、板结构施工工法的理论依据和实际应用。
五、施工工艺高处大悬挑钢筋混凝土梁、板结构施工工艺一般包括以下几个施工阶段:1)模板安装:根据悬挑梁板结构的设计要求,安装合适的模板系统,包括主模板、次模板等。
2)钢筋布置:按照设计图纸和计算要求,将钢筋按照规定的间距和排布形式进行布置,包括纵向钢筋和横向钢筋。
超长重型大悬挑结构卸载施工工法(2)

超长重型大悬挑结构卸载施工工法超长重型大悬挑结构卸载施工工法是一种用于卸载和安装长跨度、重型大悬挑结构的施工方法。
这种工法具有独特的特点和适应范围,需要采取一系列的技术措施和安全措施。
一、前言超长重型大悬挑结构卸载施工工法是在建筑施工领域中应用较为广泛的一种工法。
它可以高效、安全地完成对超长跨度、重型的悬挑结构进行卸载和安装。
二、工法特点超长重型大悬挑结构卸载施工工法具有以下特点:1.适用范围广:可以适用于不同类型的超长重型大悬挑结构,如桥梁、大型厂房等。
2.卸载效率高:采用合适的机具和设备,可以实现快速、高效的卸载。
3.安全可靠:对施工中的风险因素进行全面考虑,并采取相应的安全措施,确保施工安全可靠。
4.施工周期短:通过精密的劳动组织和高效的施工工艺,可以大大缩短施工周期。
5.质量控制严格:采用严格的质量控制手段,确保施工过程中的质量达到设计要求。
三、适应范围超长重型大悬挑结构卸载施工工法适用于具有以下要求的工程:1.跨度较长:工程的跨度超过常规悬挑结构的限制。
2.负荷较重:工程的悬挑结构具有较大的负荷和重量。
3.工期要求短:工程需要在短时间内完成施工。
四、工艺原理超长重型大悬挑结构卸载施工工法基于以下原理:1.力学原理:通过对结构和悬挑物的力学分析,确定施工过程中的受力情况和支撑方式。
2.材料学原理:选择适当的材料和构件,以确保结构的稳定性和安全性。
3.施工工艺原理:通过合理的施工工艺,实现结构的卸载和安装。
五、施工工艺超长重型大悬挑结构卸载施工工法的施工过程包括以下阶段:1.准备工作:包括工程测量、材料采购和设备准备等。
2.悬挑结构解体:对悬挑结构进行分段拆解,并采取合适的机具和设备进行卸载。
3.运输和转运:将各个悬挑结构的部分运输到指定地点,并进行转运。
4.安装和固定:将各个悬挑结构的部分进行安装,并进行固定。
5.质量检查和测试:对安装完成的悬挑结构进行质量检查和测试,确保其达到设计要求。
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+++跨度混凝土结构卸载施工工法中建三局建设工程股份有限公司成都分公司任志平张兴志赵云鹏马卫华谢晓山1 前言随着城市的发展和改造,城市化建设的加快,越来越多位于城市中心地带的重大工程都已不仅仅追求高度、体量,同时还力求创造出自己独特的建筑形态与人文内涵。
建筑奇异的外形特征往往给结构施工带来很大的挑战,尤其是大跨度的悬挑结构、开洞结构等。
在工程实践中通常以设置临时支撑的方式进行大跨度混凝土结构施工,待上部结构整体成型后再进行卸载。
结构的卸载是将临时支撑体系和主体结构共同形成的受力体系转换为由设计结构独立受力的一个复杂的力学转换过程。
但混凝土结构不同于钢结构,其自身刚度大、易开裂,因此对临时支撑的卸载过程提出了更高的要求。
因此,寻求一种合理的大跨度混凝土结构卸载施工方法已经成为复杂结构施工的当务之急。
2 工法特点大跨度混凝土结构卸载施工工法具备以下几个方面的显著特点:1 卸载过程施工模拟分析。
2 多步骤小位移卸载,卸载过程可控。
3 卸载全过程监测,信息化施工。
3 适用范围本工法适用于大跨度混凝土结构、型钢混凝土组合结构卸载施工,对钢结构卸载施工也具有借鉴意义。
4 工艺原理大跨度混凝土结构卸载施工是对混凝土结构大跨度悬挑、大跨度开洞结构进行数字化模拟,在此基础上通过精心设计的多步骤小位移卸载方式进行临时支撑卸载,在卸载过程中全过程同步进行监测、分析。
5 工艺流程及操作要点5.1 施工技术准备1 已完成卸载过程的模拟分析。
2 上部转换结构整体施工成型,混凝土强度达到设计要求。
3 确定卸载原则。
4 对现场操作人员已进行详细技术交底。
5.2 作业条件准备1 为满足卸载施工需要,在每组刚性支撑架顶部设置安全操作平台。
在刚性支撑架上设置垂直爬梯、在平联系桁架上设置施工安全通道,以便通行。
2 在卸载区域拉设安全警戒线,在卸载过程中严禁无关人员进入,防止物体打击。
水平方向设置挑网和兜网,加强现场安全巡视工作。
大跨度混凝土结构卸载施工工法3 所有物资、机具、人员都准备完毕,现场具备施工条件。
5.3 施工工艺流程图5.3 施工工艺流程图5.4 卸载过程内力模拟分析目前在大跨度结构施工过程中,对临时支撑卸载过程的模拟分析主要有两种方法:一是在对临时支撑体系模拟分析过程中用等效反力代替临时支撑,通过逐渐减小反力来模拟卸载过程,当反力减小为零时,卸载完成;二是利用有限元软件中的特殊单元(只压不拉单元:该种单元只能承受压力,不能承受拉力,当单元内部压力为零或者刚出现拉力时,退出工作,卸载完成。
)来模拟临时支撑,对临时支撑的卸载可以利用杆件承受温度荷载产生收缩进行模拟分析。
为了能够更加准确的了解大跨度结构卸载过程中主体结构和临时支撑结构体系的内力和变形变化规律,保证卸载过程中结构的安全性,探求一种更加合理准确的模拟分析方法是必不可少的。
基于上述方法二,目前对卸载模拟分析的计算方法主要包括:千斤顶单元法、间隙单元法、千斤顶-间隙单元法、支座位移法、等效杆端位移法、砂箱-间隙单元法等等:1 千斤顶单元法在大跨度结构施工过程中,一般用千斤顶来实现卸载,用千斤顶的行程来实现卸载量的控制。
千斤顶在卸载过程中只能承受压力而不能承受拉力,且千斤顶的轴向刚度无穷大,轴向变形很小,可忽略不计。
千斤顶单元是一种定义为只压不拉的单元,单元的一端固定在临时支撑体系上,另一端与主体结构可以接触、脱离和滑移。
2 间隙单元法间隙单元定义为一个两节点单元,一个节点在设计结构上,另一个节点千斤顶上,每个节点都只有线位移自由度x u 、y u 、z u ,无转动自由度。
千斤顶和主体结构上耦合单元两节点轴向位移增量相等,即i j u u ∆=∆。
当千斤顶与主体结构接触时,间隙单元的长度为零,千斤顶的轴力0F ≤;当千斤顶与主体结构脱离时,缝隙单元的长度大于零,两节点位移相互独立,且此时单元刚度矩阵为零,对主体结构的贡献也为零。
缝隙单元用来模拟千斤顶顶点与主体结构作用点位置不变的情况。
3 千斤顶-间隙单元法千斤顶-间隙单元法是将千斤顶单元法和间隙单元法结合起来的综合计算方法,卸载过程的模拟是通过判断两个单元的力学状态和修改计算参数来实现的。
分别对临时支撑体系、千斤顶、间隙单元及主体结构建立有限元计算模拟,形成整体分析模型,通过计算确定卸载顺序、卸载步骤和卸载量。
卸载下降位移量有方程KU F =控制。
卸载过程中,千斤顶始终都只承受压力,当千斤顶受力为零时,卸载完成,否则,继续对结构进行卸载。
4 支座位移法支座位移法是利用竖向支座约束来替代临时支撑体系,通过给支座施加向下位移模拟卸载过四川省省级工法SCGF034-2012、湖北省省级工法HBGF296-2012、局级工法GF/30329-2012+++大跨度混凝土结构卸载施工工法程,如图2.3所示。
这种模拟分析方法比较简单,也不用对支撑体系建模分析,但该方法也存在很多不足之处:①支座能够承受拉力和压力,这与卸载过程中,临时支撑体系不承担拉力不符,只能通过每次都计算各个支座的反力,当所有支座都出拉力时,卸载完成。
②在卸载过程中,某些支撑点可能出现暂时脱离状态,用该方法不能模拟此状态。
③无法模拟临时支撑体系的回弹对卸载过程的影响。
图5.4-1 支座位移法 5 等效杆端位移法等效杆端位移法是一种近似等效的方法,将临时支撑体系简化为以各个支撑点处的独立支撑,简化后的独立支撑等效为具有相同轴向线刚度的弹性杆,通过该弹性杆端支座下降的位移模拟支撑体系的下降,如图2.4所示。
该方法的特点在于:①能够很好的模拟临时支撑体系轴向压力的变化所引起的压缩变形和回弹。
②通过有限元中的只压不拉单元特性可以准确的模拟支撑体系与主体结构脱离。
图5.4-2 等效杆端位移法6 砂箱-间隙单元法砂箱-间隙单元法是一种类似于千斤顶-间隙单元法的计算支撑体系卸载过程的方法,该方法是将千斤顶单元换成砂箱单元,通过砂箱排沙(砂箱内装的是钢砂,密度和刚度都比较大)模拟临时支撑体系的卸载。
砂箱是通过有限元软件中的只压不拉单元来模拟,将砂箱单元和间隙单元串联起来,通过计算两个单元的实时受力状态和修改力学参数实现临时支撑的卸载。
卸载过程中的每一步,计算临时支撑体系、砂箱、间隙单元及主体结构内力的受力情况,以此作为判断砂箱的受力大小和间隙单元的长度,作为是否进入下一步卸载的依据。
某一支撑点与主体结构的接触转为脱离或者由脱离转为接触,都必须进行迭代计算,某一支撑点可能出现暂时的脱离状态,此时并不是该支撑点卸载完成,下一步可能又进入接触状态。
根据每步卸载量,重复计算卸载过程,获得卸载过程中临时支撑体系和主体结构内力和变形变化情况。
在施工实践中可以结合采取的具体卸载工具(千斤顶、砂箱等),灵活地选用模拟方案。
通过卸载过程的模拟,初步判断结构卸载过程中主体结构的竖向变形情况、内力重分步情况及裂缝开展情况等,为卸载方案的确定提供依据,同时为施工实测数据提供比较标准。
十米大悬挑结构,悬挑结构平面尺寸为10125mm ×28000mm ,共设置8个刚性支撑胎架,选用大吨位砂箱作为卸载工具。
大跨度混凝土结构卸载施工工法图5.4-3 大悬挑效果图图5.4-4 大悬挑卸载布置图选择砂箱作为卸载工具,在结构模拟分析时使用砂箱-间隙单元法对临时支撑体系中的主要受力的型钢支撑胎架对大悬挑结构进行模拟计算,并利用有限元分析软件SAP2000 V14中的缝单元模拟整个卸载过程,将初始缝宽度设置为零(0open =)来模拟只受压而不受拉单元。
缝单元行为描述如下:()000k d open d open f d open ++>⎧=⎨+≤⎩ 其中k 为弹簧常数,且open 为初始缝开启,其必须为零或正值,d 为弹簧位移。
临时支撑杆件的卸载可以利用温度的变化,使杆件承受温度荷载产生收缩来模拟,当临时支撑杆件受拉力时,支撑杆件与主体结构脱离,即卸载完成。
根据模拟分析结果,卸载完成后各支撑点最大位移为7.8mm ,出现在sup4:+++ 大跨度混凝土结构卸载施工工法5.5 卸载步骤及位移的确定卸载过程是整个施工过程中非常关键的一个环节,在卸载过程中,整个结构受力体系极其复杂且影响施工安全因素较多,卸载顺序和卸载下降量的确定等都会对大跨度结构的施工质量和安全性产生较大影响。
1 卸载基本原则1)受力体系转化会导致永久结构和临时支撑体系位移和内力不断地变化,设计结构和临时支撑体系的内力重分布是一个动态的过程,应保证位移和内力变化是缓慢平稳的;2)保证临时支撑体系的安全性,单个支撑点的最大压力不能超过刚性支撑的极限承载力,保证不会发生整体失稳;3)主体结构的应力状态应在弹性范围内变化并逐渐趋于设计受力状态,结构的内力和变形应控制在设计范围内,避免构件发生强度破坏、超过设计规定的挠度及裂缝;4)临时支撑体系的拆除方案应安全可靠,同时易于控制和操作;大跨度结构卸载完成后,主体结构的残余内力最小;5)在满足以上条件的基础上,步骤应尽可能少,每次卸载下降位移尽可能大,简化施工过程。
2 卸载顺序模拟分析结合模拟计算结果,大跨度结构的卸载采用“位移和受力控制兼备,以位移控制为主”的主要控制思路,确定采用对称分步、循环微量下降的小位移卸载方法;卸载模型采用大跨度结构转换结构混凝土强度达到设计强度的模型(即大跨度结构空间受力体系已形成)。
对型钢支撑胎架的卸载过程中优先释放反力最大的支撑点的反力,最后释放反力最小的支撑点。
由模拟分析结果可知,sup3、sup4、sup5、sup6四个支撑点卸载过程中位移较大,优先对其进行卸载。
但这些点卸载位移均在7mm以上,一次性完全卸载无法保证位移和内力的缓慢平稳变化,必须进行分步卸载,具体卸载过程如下所示:大跨度混凝土结构卸载施工工法55930086009300Sbx1Sbx2Sbx3Sbx4Sbx5Sbx6Sbx7Sbx8卸载换位平面示意图图5.5 卸载换位平面示意图5.6 卸载操作及监测在现场施工前设置卸载总指挥部,卸载工作的每一步均由卸载总指挥部下达指令。
指挥部下设置卸载操作组、数据监测组、观测组等。
图5.6-1 卸载总指挥部下达指令1 切割短立柱为确保卸载工作效率和卸载操作开始阶段具有良好的缓慢同步效果,短立柱分两次切割完成。
第一次切割每组胎架顶部短立柱使顶部与砼间脱离100mm,仅留下每组胎架顶部内侧一根短立柱。
第二次切割短立柱即是卸载工作开展的第一步,要求由每个胎架上安排一名气焊工和一套氧炔焰设备,在统一指挥下,对短立柱同步进行切割50mm。
短立柱切割顺序:先切割两侧翼缘板,然后沿着翼缘板向腹板中心方向进行切割,切割到腹板剩下三分之一高度时,监测人员开始进行监测结构变化情况。
+++ 大跨度混凝土结构卸载施工工法Array钢性短支撑十字交叉箱型粱砂箱图5.6-2 胎架顶部细部构造示意图及现场短立柱切割2 砂箱排沙卸载短立柱切割后,监测人员所监测的数据信息判定无异常情况前提下,即可进行砂箱排砂工作。