既有結構作為塔吊基礎的影響

            2022-06-22 版權聲明 舉報文章

            【摘要】:為避免塔吊結構采用臨時樁基承臺基礎造成的浪費,結合某橋梁工程,采用有限元分析模型,對以懸臂現澆梁體頂板為基礎的塔吊結構安全性進行分析,論證利用既有結構作為塔吊基礎的合理性。

            【關鍵詞】:既有結構;塔吊;基礎;安全;橋梁

            傳統塔吊使用過程中臨時性樁基承臺式塔吊基礎的高成本投入一直廣受詬病。隨著既有結構作為塔吊基礎應用概念的提出及發展,永臨結合塔吊基礎形式愈發多樣化,屋頂、鋼結構、底板、地庫筏板、懸臂現澆0#塊梁體等既有結構上塔吊應用成功案例也越來越多[1];但以既有結構作為塔吊基礎對主結構安全性影響仍處于模糊的探索階段[2]。本文主要采用有限元分析模型,對以懸臂現澆梁體頂板為基礎的塔吊結構安全性進行分析。

            1工程概況

            某大橋跨河段懸臂現澆0#塊梁高3.7m,橋面寬12.50m,在0#塊上張拉T1、WC1預應力鋼絞線與底部承臺臨時固結形成剛性連接。實施過程中在0#塊梁體頂板安裝70m臂、19.65m高的塔吊,其中:橋墩0#塊混凝土結構基礎尺寸3.0m×3.0m×3.7m;臨時固結結構為4個鋼管混凝土立柱,每個含10根930MPa的JL32精軋螺紋鋼,張拉合力6360kN,長邊間距5.5m、短邊間距4.72m。見圖1。

            2塔吊基礎與主結構模型

            2.1模型建立

            采用MidasCivil有限元分析軟件,按照0#塊結構尺寸建立有限元模型[3],對塔吊布置在0#塊上進行模擬分析。主梁、墩身、承臺及鋼管混凝土立柱采用梁單元模擬,鋼管混凝土立柱與主梁和承臺之間采用剛性連接,承臺底采用一般支撐固結。見圖2。通過對自重、預應力、掛籃及塔吊在不同工作形式下的受力情況,對0#塊梁體進行受力分析。

            2.2計算參數

            0#塊梁體自質量519.2t,施工掛籃自質量93.4t。塔吊工作狀態垂直荷載為1095.1kN,水平力為33.4kN,彎矩為2528.4kN·m,扭矩為395.7kN·m;塔吊非工作狀態垂直荷載為823.5kN,水平力為89.5kN,彎矩為1623.6kN·m,扭矩為0。

            30#塊梁體受力分析

            3.1塔吊工作狀態

            在有限元模型中施加塔吊垂直荷載1095.1kN、水平力33.4kN,彎矩2528.4kN·m,扭矩395.7kN·m,掛籃施加垂直荷載934kN。0#塊在塔吊工作狀態下上緣最大壓應力為0.91MPa,下緣最大拉應力為0.41MPa;主梁混凝土為C50,其抗拉強度標準值ftk為2.65MPa,抗壓強度標準值fck為32.4MPa。根據JTG3362—2018《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》第7.2.8條,壓應力бce≤0.70fck=0.7×32.4=22.68(MPa),拉應力бet≤1.15ftk=1.15×2.65=3.05(MPa)。在塔吊工作狀態下彎矩為5650.08kN·m>0,無拔力,豎向最大變形0.4mm,縱橋向最大變形0.18mm。見圖3-圖5。綜上,0#塊在塔吊工作狀態下,其上下緣最大壓應力、最大拉應力均在規范限值范圍內,不會對0#塊結構造成破壞;彎矩>0,整體變形較小,穩定性滿足要求。

            3.2塔吊非工作狀態

            在有限元模型中施加塔吊垂直荷載823.5kN、水平力89.5kN、彎矩1623.6kN·m、扭矩0,掛籃垂直荷載934kN。0#塊在塔吊非工作狀態下上緣最大壓應力為0.91MPa,下緣最大壓應力為0.41MPa。在塔吊非工作狀態下彎矩為5098.63kN·m,無拔力;在塔吊非工作狀態下豎向最大變形1.12mm,縱橋向最大變形1.11mm。見圖6-圖8。綜上,0#塊在塔吊非工作狀態下,上下緣最大壓應力、最大拉應力均在規范限值范圍內,不會對0#塊結構造成破壞,彎矩>0,整體變形較小,穩定性滿足要求。

            3.3現有受力分析的局限性

            現行既有結構作為塔吊基礎的結構受力安全性驗算僅從主結構拉應力、壓應力、彎矩、變形方面對結構進行分析,對于主結構抗剪切破壞,尤其是薄弱位置局部破壞未能全面考慮。依照Midas/Civil有限元軟件驗算模式推定,即使建立主結構實體模型進行抗剪切應力分析,也僅能驗算全截面整體剪應力,對局部薄弱位置結構的破壞性情況無法兼顧。JTG3362—2018在現有受力分析方法的基礎上增加主結構抗剪切應力分析,輔以局部承壓構件承載力模擬驗算,能夠更嚴謹、全面的對主結構進行結構安全性受力分析,更好地保證結構安全及穩定。3.3.1剪切應力在有限元實體模型中施加塔吊垂直荷載1095.1kN、水平力33.4kN,彎矩2528.4kN·m,扭矩395.7kN·m,掛籃施加垂直荷載934kN。受軟件驗算模式限制,只能沿0#塊縱向截面計算各截面整體剪應力,其最大剪應力出現在0#塊中部塔吊作用截面,為0.11N/mm2;0#塊梁體采用C50混凝土澆筑,查表得C50混凝土抗剪強度設計值2.9N/mm2>0.11N/mm2,故各截面均不會造成剪切破壞。見圖9。3.3.2局部承壓構件承載力模擬驗算為驗證0#塊人洞空腔位置荷載作用下的受力狀態,避免該位置剪切破壞,以JTG3362—2018中局部承壓構件承載力模擬驗算。其中,空腔兩側等效為簡支狀態,對塔吊單個支腿位置局部承壓狀態進行受力分析,當混凝土構件配置方格網鋼筋時γ0Fld≤0.9()ηsβfcd+kρvβcorfsdAln(1)式中:γ0為橋涵結構重要性系數;Fld為局部壓力設計值;ηs為混凝土局部承壓修正系數,C50混凝土取ηs=1.0;β為混凝土局部承壓強度提高系數;fcd為混凝土軸心抗壓強度設計值;k為間接鋼筋影響系數;ρv為間接鋼筋體積配筋率;βcor為配置間接鋼筋時局部抗壓承載力提高系數;fsd為彎起鋼筋抗拉強度設計值;Aln為混凝土局部受壓扣除空洞后的面積。根據設計及施工相關參數,代入式(1)對局部受壓承載力進行模擬驗算以驗證塔吊單支腿作用在0#塊梁體上局部受壓承載力是否滿足規范要求,綜合判斷是否對0#塊梁體造成破化。

            4結語

            在現行既有結構作為塔吊基礎對主結構安全性影響分析方法基礎上,補充建立結構實體模型進行剪應力分析,輔以局部承壓構件承載力模擬驗算,使結構受力分析方法更加嚴謹全面。

            參考文獻:

            [1]閆雁軍.置于建筑永久結構和地下連續墻之上的固定式塔吊基礎的設計與施工[J].建筑施工,2016,38(5):557-558.

            [2]沈維成.論0#塊頂板塔吊施工設計及其對主結構的影響[J].安徽建筑,2019,26(12):85-86+116.

            [3]周帥,郭輝.基于Midas/Civil橋梁實體模型分析[J].市政技術,2015,(S1):65-66.

            作者:李俊 任鑫 劉洪鍵 李威威 單位:中國建筑第八工程局有限公司

            注:本文為網友上傳,不代表本站觀點,與本站立場無關。舉報文章

            0

            好文章需要你的鼓勵

            上一篇:汽車行業供應鏈管理模式探索 下一篇:建筑施工企業工程項目資產管理策略

            你需要文秘服務嗎?

            提供一對一文秘服務,獲得獨家原創范文

            了解詳情
            期刊發表服務,輕松見刊

            提供論文發表指導服務,1~3月即可見刊

            了解詳情

            被舉報文檔標題:既有結構作為塔吊基礎的影響

            被舉報文檔地址:

            https://wenmi.com/article/rduzl306ltt0.html
            我確定以上信息無誤

            舉報類型:

            非法(文檔涉及政治、宗教、色情或其他違反國家法律法規的內容)

            侵權

            其他

            驗證碼:

            點擊換圖

            舉報理由:
               (必填)

            發表評論  快捷匿名評論,或 登錄 后評論
            評論
            九九高清免费视频