文章目录:
1、混凝土罗马柱、玻璃钢圆柱模板及施工标准2、圆形独柱高墩盖梁双抱箍三角托架设计与施工3、【轴承装配工艺】第10章 圆柱滚子轴承的装配(2)
混凝土罗马柱、玻璃钢圆柱模板及施工标准
1 工程概况
本工程位于安徽省六安市霍邱县石店镇双庄村,为别墅区,地上两层、地下零层,独立联排别墅,为混凝土框架结构,正面设立罗马柱,两层均有,罗马柱使用玻璃钢定型模板制作,现场浇筑成型。
2 相关论述
罗马柱由柱和檐构成,因为其大小、外观上的差异,以及柱体和后期装潢等区别,产生了各式柱体。常见的罗马柱为预制石材干挂制作,柱体缺乏耐久性,容易倒塌,存在隐患。使用玻璃钢定型模板浇筑成型的罗马柱能够确保罗马柱构造严密、结实、观感好,施工完成后基本不需要二次修补,然而一般的罗马柱施工技术不能满足施工需要,特别是不能把握柱头及柱座的外形。为了加强施工的安全,完成类似于清水混凝土材质的施工效果,满足罗马柱外饰面的装潢要求,该论文探讨的是一种玻璃钢定型模板施工的办法。由低到高包含柱座、柱身及柱头,均由玻璃钢定型模板搭设完成。此罗马柱为实心构造,观感良好,能够完成类似于清水混凝土施工的装潢效果。
3 制作流程
3.1 结构部分
3.1.1 罗马柱模板
模板由两个等尺寸半圆形组成,接口处设置有凹槽卡扣,同时用扁钢加固。模板用螺栓衔接固定,组装成圆柱模板。此模板高度设为4m,当高度大于4 m 时,模板竖直面用法兰衔接固定。
3.1.2 柱箍
柱箍选择60×30×3(单位:mm)槽钢加工,槽钢与模板内侧垂直,槽钢接口处要平直。槽钢上钻螺栓孔,供对接用,钻孔尺寸为150±5(单位:mm),接口处利用螺栓衔接,柱箍内径与柱体模板外径两者相同。
3.1.3 柱帽模板
由两个圆形漏斗状成品模板组装而成,周围使用角钢加固。
3.2 流程
3.2.1 支模
首先涂刷脱模剂,再拼接模板,然后安装柱箍,做好支撑,最后再进行固定。
3.2.2 拆除
首先拆除外脚手架,然后再拆撑持,紧接着撤除柱箍及柱体模板,撤离模板而后涂刷脱模剂。
3.3 要点
柱体模板安装及拆除:半圆形模板分别从柱钢筋两边竖直放好,接口处要对准,再安装拼接螺栓并固定好。安装柱箍,每个柱模不少于3 道,柱体最高处及最低处各设置一道,两者之间一道设置在离柱顶1/3 处。支撑部分采用型号A10 (单位:mm)钢筋,设置4 根,沿柱体弧长均匀分布。钢筋与水平面45 度。支撑钢筋与柱体中心应在同一个立面上,以防柱体偏位。柱体模板拼接时要对齐,确保模板重心在同一条竖线上。最高处及最低处共添加两道支撑,确定垂直度后再固定。浇筑混凝土后待强度满足要求时才可撤除模板。
3.4 柱帽模板的安装与拆除
柱体砼养护一周后安装柱帽模板,为防止连接处后期开裂等问题,柱帽与楼板混凝土必须一起施工。模板支架搭设必须稳固,柱体与横梁及斜撑应保持稳固。 柱体顶部安装定位箍筋,用以承接上部模板,箍筋应装置稳定,避免模板下滑。模板就位后先对准接口,再安装固定螺栓,保证模板底部在箍筋上。模板上部圈粱要放在支架横梁上部,与横梁连接稳固,四周用50×50(单位:mm)方木填冲。确保模板接缝严实、标高准确。浇筑完砼待强度达到设计要求后,方可拆除模板。
3.4 砼浇筑
浇筑砼之前,先搭设好脚手架,且脚手架不可与模板连接,应有150(单位:mm)左右间隔,方便施工人员操作。确保砼坍落度大于3 公分,自由倾落度小于2 米,分层振捣密实,浇筑砼前,应先浇筑一层5 公分厚的同配比碱石子砂浆,每层浇筑高度为550(单位:mm),以保证振捣的充分。施工过程中振动棒不得接触竖向主筋及模板,在砼的浇筑过程中及浇筑初凝前,应随时注意验证柱体的垂直度。通常情况下,柱体直径越大,模板成型越好。3.5 后期养护(1)柱体模板应竖向搁置,如需横向放置时只可以单层码放。
(2)模板接口处凹槽易损坏,要注意防护。
3.6 施工安全事项
(1)脚手架应搭设稳定。
(2)模板撤除时,下边不准有人。
4 结语
通过开展工程实践,并结合施工现场的实际条件,采取了创新性的做法,顺利完成了罗马柱现场制作任务,通过该技术的应用,也为类似工程罗马柱的玻璃钢定型模板安装与浇筑提供了经验。玻璃钢定型模板由特种数脂作为胶凝物,混合无碱玻璃纤维布及碳纤维等材料加工而成,方便运输。该产品重量小、低成本,且拥有较好的韧性,可多次使用,人工可直接组装。该方法的最大优点是模板接口位置采用凹凸槽卡口设计,缝隙结合密实,运用该模板施工的砼柱体施工后观感良好,基本类似于清水混凝土柱的施工效果,且柱体竖直面仅有一个竖向痕迹。
圆形独柱高墩盖梁双抱箍三角托架设计与施工
肖雁征 吴琦保利长大工程有限公司
摘 要:针对独柱墩盖梁施工,目前国内普遍采用落地式钢管支架法或满堂支架法进行施工,为解决常规施工工艺存在的临时支架材料需求量大、搭拆工期长等不足,针对圆形独柱高墩施工特点创新优化形成了以“双抱箍+工字钢斜撑+承重梁”为临时支承体系的设计形式,既解决了高柱墩采用落地式支架搭设的难度,也解决了支架本身单点支撑、大悬挑的受力状态,同时能最大限度发挥材料性能,达到节省原材,简化施工过程的目的,通过实践应用,有效解决了支架因搭设场地受限、地基承载力不足等问题,提高了施工效率,具有较高的经济效益和推广价值,可为类似工程提供参考。
关键词:托架;圆形独柱墩;盖梁;双抱箍;工字钢斜撑;
作者简介:肖雁征(1971—),女,湖南衡阳人,工程师,研究方向为路桥施工。;
0 引言
随着我国城市化建设的持续推进,车流量的不断增加,桥梁工程建设已成为缓解交通压力的重要手段之一。目前城市用地紧张,必须符合相关法律法规。为了减少征地以及控制工程总投资,桥梁工程多采用圆形独柱高墩盖梁双抱箍法的施工工艺。对此,本文结合工程实例,分析圆形独柱高墩盖梁双抱箍的设计与施工要点。
1 工程概况
香海大桥支线工程位于广东省珠海市境内,是东部城区西北部的主要门户道路,是珠海市对外交通联系的重要通道。本合同段起讫里程桩号为K0+000—K2+989,路线全长2.989km,路线向南利用G105国道布线,全线采用高架桥。圆形独柱墩盖梁主要分布于坦洲枢纽互通拼宽桥段,共22座,其中长宽高规格为4.8m×1.7m×1.5m的有12座,长宽高规格为6.33m×1.7m×1.5m的有1座,其对应的墩柱高度为6~17m。
2 独柱墩盖梁的特殊性
相比于一般双柱、三柱式盖梁施工,圆形独柱高墩盖梁具有如下特点:①盖梁所受荷载由单根墩柱传至地基,盖梁两侧悬挑长度较大,无法采用单抱箍体系作为支架受力点;②该类盖梁设计尺寸一般较小,常用于拼宽桥路段的设计。
3 独柱墩盖梁支架设计与验算3.1 双抱箍三角托架法简介
双抱箍三角托架法采取在圆形独柱墩上安装上下两道抱箍作为受力点进行盖梁施工时施工荷载的承受与转换,通过双抱箍+三角斜撑形式将施工荷载分为两部分进行传递,一部分为上抱箍承担墩顶两侧一定范围内通过承重梁直接传递来的荷载;另一部分为下抱箍承担盖梁两端悬挑部分施工荷载,荷载通过分配梁→承重梁→斜撑→抱箍的形式传递至抱箍。
双抱箍三角托架设立于墩身处,由于斜撑搭设角度一般保持为45~60°,故上下抱箍距离宜根据支撑点位置设置,且该支架受制于斜撑使用材料性能,其尺寸及所承受的荷载大小均存在限制,故该双抱箍三角托架法在高墩柱、小尺寸盖梁施工时较为适用。
托架法的优点为支架用材量少,搭、拆工作量小,具有工期及经济优势,且不受场地等限制条件影响。其不足为适用性较差,若设计不当易出现面外失稳,托架加工及安装质量要求高,人员作业平台狭小,施工安全性较差。
3.2 支架设计
独圆柱墩盖梁采用上下双抱箍托架法施工,为保证承重主梁的稳定性,设计两对斜撑与承重主梁及下抱箍,斜撑采用加工定制的耳板作为承重梁及抱箍之间的连接件,并以贝雷销穿孔固定;承重主梁、分配梁、斜撑均采用工字钢焊接,耳板采用Q235钢进行加工,与承重梁、抱箍等构件提前焊接固定,连接螺栓选用高强螺栓;独柱墩盖梁支架、斜撑、耳板如图1、图2、图3所示。
3.3 支架验算
采用通用有限元分析软件midas/civil对盖梁支架进行模拟计算。盖梁支架结构中采用Q235钢材和Q345钢材,材料容许应力值分别如下:
Q235钢:σw=215MPa,Q345钢:σw=305MPa。
本计算采用极限状态法,荷载组合形式为:1.2×恒载+1.4×活载。
总静荷载:混凝土荷载取26kN/m3,模板荷载取2kN/m㎡。
总动荷载:人群及施工机械荷载取1kN/㎡,混凝土倾倒荷载取2kN/㎡,振捣混凝土产生的振动荷载取2kN/㎡。
(1)整体受力分析计算
本计算以盖梁尺寸6.33m×1.7m×1.5m的支架考虑,承重主梁为双拼36b#工字钢,分配梁为12.6#工字钢@60cm,斜撑为20a#工字钢;有后浇层一侧混凝土荷载取56.3kN/m,另一侧取37.5kN/m,总动荷载取5kN/m,其整体受力如图4所示。
图1 独柱墩盖梁支架立面设计图(单位:cm) 下载原图
图2 斜撑设计详图(单位:cm) 下载原图
图3 耳板正、平面设计详图(单位:mm) 下载原图
图4 盖梁支架整体受力示意图 下载原图
(2)耳板计算
主耳板的剪力及拉力破坏面及计算面如图5所示。
耳板有效抗剪长度d2=40mm,耳板厚度t1=20mm,斜撑轴向内力为81.8kN,则:
,因此耳板抗剪满足要求。
贝雷销剪应力σ剪=V/S=81.8×103/1924.42=42.51(MPa)<[τ]=165(MPa),因此贝雷销抗剪满足要求。
图5 主耳板的剪力及拉力破坏面示意 下载原图
(3)耳板承压计算
斜撑主要承受来自承重主梁的压力,因此需对耳板进行承压计算。
,其中耳板厚度t1=20mm,M30螺栓直径d=30mm,斜撑轴向内力为81.8MPa,则:
,因此耳板承压满足要求。
综上所述,强度及变形计算结果如表1所示。
表1 变形计算结果 下载原图
本工程中支架承载力满足要求,且有较大富余,为保证充分发挥材料性能,故该类支架可用于长度4~6m的盖梁。
4 独柱墩盖梁支架施工4.1 施工流程
独柱墩盖梁支架具体施工流程为:材料加工(斜撑、耳板、抱箍、调节桁架等)→抱箍试验→施工放样(上下抱箍安装高度)→抱箍安装→斜撑、承重梁及分配梁安装(贝雷销、对拉杆穿孔固定)→调节桁架及底模安装→盖梁施工→支架拆除。
4.2 施工具体事项4.2.1 材料加工
本工程所使用的抱箍均由专业厂家统一代理加工,抱箍采用1.2cm厚钢板制作,高50cm,每个抱箍由两个半圆形钢箍组成;斜撑、耳板、调节桁架等构件加工及焊接工作安排专人现场进行加工制作,并进行技术交底及验收工作,确保加工质量符合要求。
4.2.2 抱箍试验
抱箍使用前应进行试验,以检验抱箍承载能力是否满足要求。试验原理如下:将两个抱箍装在同一个试验柱上,两抱箍之间用两个液压千斤顶对顶,慢慢加压到1.2倍上部荷载的压力,通过压力表确定施加压力的大小,当达到目标荷载时,如果抱箍没有变形且抱箍与试验柱之间没有发生相对滑动,则说明抱箍承载力能满足施工盖梁的要求,反之,如果以上两种现象出现其中一种,则抱箍不能满足施工盖梁安全和质量要求。
4.2.3 施工放样
盖梁抱箍施工之前,采用全站仪进行施工放样,测出两墩柱的中点和墩顶标高,同时计算出盖梁施工期间的支撑体系的总高度和各分部支撑的高度,利于施工时按各部情况调整支架的标高。根据施工支撑体系(其中支撑体系的总高度为:贝雷梁高度、工字钢高度、木尖高度、模板高度这几项支撑体系的高度之和)的总高度算出盖梁底模顶面与抱箍顶面的施工高度,在墩柱上定位抱箍时,先根据盖梁底的设计标高减去支撑体系到抱箍顶面的施工高度,即为抱箍的顶面标高,采用挂尺的方法把地面标高引到墩柱上并在墩柱上标示出抱箍的顶面高程线。
4.2.4 抱箍安装
在抱箍上墩柱前,对抱箍进行除锈,除去抱箍内侧的铁锈,防止铁锈减弱抱箍与墩柱的摩擦系数,并避免在拆除抱箍后,铁锈影响墩柱的外观,增加不必要的除锈工作。
在墩柱顶部安装钢抱箍,每个抱箍设两个“耳朵”,每侧“耳朵”设置高强螺栓。抱箍详细构造如图6所示。
抱箍上墩柱时,先把墩柱施工时搭设的施工脚手架拆除到架设抱箍的标高位置,这样可以提前为架设承重梁施工腾出空间,同时为吊装工作提供方便。抱箍吊装时先在施工脚手架上搭设脚手板,为紧固抱箍螺栓提供操作平台,并在地面上先把两片抱箍用螺栓进行初步连接,再用螺栓把抱箍的孔位逐一连接好以后带上螺帽,把螺帽拧到能看到外帽檐与螺杆相平即可,然后用方木条卡入抱箍之间的缝隙临时楔紧,最后用钢丝绳穿入抱箍的牛腿顶部用于固定工字钢的螺栓孔内,对称穿入后进行抱箍吊装,吊装方式从墩柱上方把抱箍套在墩柱外侧,并且用人工在墩顶进行辅助定位,加快施工进度。
图6 抱箍详细构造图(单位:mm) 下载原图
在进行抱箍紧固时,对每个高强螺栓都平行施加预应力,既把每侧的螺栓都均匀拧到相似的紧固程度,观察抱箍与墩柱的结合面,防止由于不均匀拧紧高强度螺栓引起墩柱受到偏压,造成施工隐患,同时也注意抱箍的各个焊缝的情况,观察有无变形或开裂等情况。
4.2.5 调节桁架及底模安装
分配梁安装完毕后,再在盖梁两端安装槽钢调节桁架便于梁端倒角施工,然后铺设盖梁底模,完善施工作业平台。底模施工采用木模板,直接放在分布梁上,同时要求内表面光滑、平整,接头严密不漏浆。
4.2.6 盖梁施工
盖梁施工包括钢筋、侧模板安装,混凝土浇筑及养护,其施工过程与一般盖梁施工相同,施工过程需注意以下几点要求:
(1)模板在拼装前应认真检查,避免选用变形较大的模板,减少模板之间的接缝错台,拼装后平整度应满足规范要求。
(2)在安装模板前,应认真将模板打磨、除锈及油迹、清洗干净,并及时涂刷脱模剂,脱模剂涂刷要均匀,避免太厚或太薄而造成混凝土表面粗糙或不平整的现象。
(3)模板安装要牢固,严格按方案布置对拉杆,防止胀模、爆模现象。
(4)在进行盖梁混凝土浇筑前,应做好相关钢筋的预埋工作,包括挡块、支座垫石、加高块等。
(5)浇筑前,为使新老混凝土接合良好,用凿子或风镐等将原混凝土表面结硬的乳皮凿去以形成毛面。浇筑混凝土期间,应设专人检查支架、模板、钢筋等的稳固情况,当发现有松动、变形、移位时,应立刻停止浇筑并及时处理,处理稳妥后方可继续浇筑。混凝土浇筑完成以后,应派人对已浇筑混凝土进行监控,特别是对盖梁与墩柱连接部位及模板部位进行重点监控,防止因混凝土中粗骨料沉降变化差距较大而产生沉降裂缝。
4.2.7 支架拆除
支架拆除作业应遵循从上到下,从两端向墩中心对称依次卸落。由于支架本身所用材料规格较小,故拆除过程简单、速度快,采用25t汽车吊按要求依次卸落即可。
5 结语
香海支线坦洲枢纽互通圆形独柱高墩盖梁施工中以“斜撑三角拖架+双抱箍”的临时支承体系为核心的施工工艺,该临时支承体系具有“吊装简便、可撑可移可调节”的特点。通过本施工工艺的应用,解决了独柱墩盖梁支架无法进行单点支撑的难题,同时简化了圆形独柱高墩盖梁的临时支承设施,材料投入较少、周转灵活,有效地提高了施工效率,具有较高的经济效益和推广价值。
参考文献
[1] 熊化波,朱宏伟.现浇箱梁双柱圆形高墩双抱箍法施工关键技术[J].现代交通技术,2017(14):42-46.
[2] 祝显富.双抱箍法在独柱墩盖梁施工中的运用[J].科技创新,2019(1):428-429.
[3] 夏龙.独柱盖梁上、下双抱箍托架设计及施工[J].北方交通,2012(12):55-58.
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【轴承装配工艺】第10章 圆柱滚子轴承的装配(2)
第10章 圆柱滚子轴承的装配
§10-3 圆柱滚子轴承的装配
由于圆柱滚子轴承也是承受径向力,并且有径向游隙的规定,因此装配过程和方法与深球轴承基本相似。
一、圆柱滚子轴承的装配过程
(1)套圈清洗。
(2)分选外滚道尺寸偏差,外观检查。
(3)分选内滚道尺寸偏差,外观检查。
(4)滚子、保持架与内圈或外圈配套。
(5)保持架铆接或弯边、或压印,形成组合件。
(6)把内圈组件放在外圈中,或内圈放在外圈组件中,配游隙、合套。
(7)检查灵活性、外观,成品各项检查。
(8)退磁、清洗、脱水烘干。
(9)涂油、包装,需分离包装的,内、外圈或组件分别包装。
在圆柱滚子轴承的装配过程中,主要是以滚道尺寸偏差分选、按径向游隙合套、保持架压合三大工序为主,其余都是辅助工序。各厂可实际情况有所区别,以方便合理、保证质量为目标而灵活掌握。
二、滚道尺寸分选
圆柱滚子轴承的外圈、内圈、滚动体三者装配在一起,必须保证符合径向游隙值的规定,因而对两套圈的滚道尺寸偏差,滚子尺寸偏差需经分选分组。
滚道尺寸分选使用的主要检验仪器有D901、D913、D914、D923、D924等仪器,另外还有内、外滚道尺寸标准件及指示仪表。
在分选操作中,应该指出注意的是在分选测量时,仪器的测点处应在滚道中部,以防止内、外滚道的VDemp、Vdimp偏差影响测量精度。
三、配游隙、轴承合套
圆柱孔单列圆柱滚子轴承径向游隙规定值见表10-2。
圆柱滚子轴承分为可互换型和不可互换型两种型式,在实际装配过程中,两种型式轴承的合套的方法略有不同。
1.不可互换型轴承的合套
不可互换型圆柱滚子轴承的径向游隙范围,由轴承制造厂内部确定或根据轴承用户要求,主要满足特定的使用场合需要,可以减小游隙散差。
轴承组配时通过尺寸严格分选,按照径向游隙直接合套。用户使用时,轴承不能分离装配或混装,必要时编上序号,保证内、外圈及组件一一对应。
2.可互换型轴承的合套
可互换型轴承的内圈与外圈可分离,装配后内、外圈可分开包装。使用时任意两个套圈组合,仍能满足原始径向游隙的要求,所以广泛应用于大批量流水作业的变速箱、齿轮箱、汽车、轧辊、轮轴等组装生产线。
为保证安装使用轴承的任意配套性,使套圈可互换,从制造工艺上要保证可互换性的要求,尺寸偏差应严格控制在规定范围内。
进行工艺设计时要将径向游隙的范围,理地分配到可分离的套圈滚道尺寸公差和滚子组内径或外径尺寸的公差上。这种公差的分配,有的已成为标准,利于行业内的统一,各轴承厂家制造的同型号轴承均可互换。有的由轴承厂家内部确定,这时不同轴承厂家的同型号轴承之间不一定可互换。图10-6显示出内圈可分离型轴承,当内圈与外组件可互换组装时,内滚道尺寸di与滚子组内径Fw的关系。
径向游隙与滚子组内径Fw或外径Ew的关系:
四、游隙的检查
由于圆柱滚子轴承的径向游隙的检査方法,与深沟球轴承的径向游隙检查方法相同,因此在装配过程中应注意的事项、误差原因的分析也有许多相同之处。
径向游隙检查的常用检查仪器有X092、X093,也可用简易的X923 仪器,检查游隙时需要加径向载荷,并按滚动轴承技术条件规定的载荷量测量。
对可互换型轴承的径向游隙的检查必须用标准圈来代替外圈或内圈,实际上是对Ew或Fw的公差检测。如果检查的轴承外圈是可互换的,则使用外圈标准圈,如内圈是可互换的,则使用外圈标准圈。标准圈制造精度高于套圈精度,最好接近实际套圈滚道基本尺寸值,这样测量时影响游隙较小,换算时要考虑标准圈的实际偏差△标。
计算滚子组内径的偏差△Fw
2.装配中注意事项
(1)单滚道套圈的滚道表面较宽,进行滚道尺寸分选时注意测量点应在滚道对应每列滚子中部的位置,控制两端尺寸相互差(锥度)。
(2)套圈有两个滚道,分选时,对两滚道尺寸都测量,合套时两列游隙都要测量。
(3)装滚子时,用力要小,目前这类轴承大多数都是手工装滚子,先装挡边无缺口一侧,后装有缺口的一侧。注意将保持架兜孔对准装滚子缺口处,方可推入滚子。
(4)测量较大轴承的游隙,一般用塞尺,要在两列多处测量。
(5)有些轴承尺寸较大,重量较重,而且为特轻系列,易于变形,装配过程应轻拿轻放,防碰、卡、砸而促使变形。
(6)注意装滚子缺口处表面应无毛刺或尖角,防止划伤滚子表面。
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下期预告:第10章 圆柱滚子轴承的装配(3)
(来源:《轴承装配工艺》)