徐傲生
中铁十七局第三工程有限公司 河北石家庄 050004
摘要:在桥梁结构施工中,常常要计算圆柱形构件螺旋箍筋的工程量,其工程量的正确计算与箍筋长度密切相关。针对目前长度计算公式的某些误差及计算软件的不准确,进行了严密的理论推导并结合扬绩项目工程的实际情况,比较准确地给出钢筋混凝土圆柱形构件螺旋箍筋长度系数,从而更方便审核图纸工程量快速计算与应用。
关键词:圆柱形 工程量 螺旋箍筋长度 计算公式
随着建筑技术的发展,结构工程中圆柱型结构物几乎都使用螺旋箍筋,如灌注桩和圆形墩柱中的箍筋等。正确计算螺旋箍筋的工程量,关键在于求取其箍筋长度,进而在此基础上准确统计出钢筋用量。由于钢材的价格较其它建筑材料要高许多,因此这对工程建设双方而言,都是十分重要的问题。目前,对螺旋箍筋长度的计算方法介绍不多,对计算公式存在模糊认识,甚至在一些文献手册和钢筋计算软件中出现了错误的计算公式,给工程技术人员在审核施工图纸带来了一定困难。
1．螺旋箍筋长度常用计算公式
查询螺旋筋计算公式，文献[1]中,给出了螺旋箍筋长度的计算公式
(1)
式中：L为螺旋形箍筋长度(m); S为螺旋形箍筋螺距(m);R为螺旋半径(m);N 为构件数量(个,根)。
并举一例：扬绩项目际坑口铁路特大桥工程左幅8#墩墩柱直径1500mm ,高度12m 圆柱2根,其箍筋为ф10 mm 的螺旋形;箍筋间距中间200mm，两端100mm,其中n1=20，n2=24。具体如图1。
图 1 8#墩墩柱钢筋布置
试计算箍筋总长度为多少米。该文献依据已知条件和上述公式,计算了箍筋长度如下
从该公式和所举实例中可见,计算的螺旋箍筋长度与圆形柱的高度没有关系,而这和实际工程情况是不相符的,故有必要对该计算公式进行校正。
2.螺旋箍筋长度计算公式推导
如图2 所示,螺旋箍筋从A 点起,绕圆柱形构件一周后到达B 点,则A 、B 间的距离称为螺距( S) ;设圆柱形构件的设计直径为R ,半径为r ,则考虑混凝土的保护层厚度C（C=46.5 mm) 和箍筋直径d 后,螺旋箍筋的螺旋半径为(r-C+d/2)(m)。我们所要求取的即为螺旋箍筋以螺旋半径(r-C+d/2)绕行一周后的长度,由几何知识可知,将B 点处圆柱形构件展开,实际箍筋长度就是图2中的A、C间的长度,而B 、C的长度就是以螺旋半径(r-C+d/2)为半径的圆的周长,故根据几何知识,可以得到(2)的计算公式:
(2)
式中:L为螺旋箍筋长度(m); S为螺旋箍筋螺距(m); R为圆柱形构件直径(m); r为圆柱形构件半径(m); C为钢筋混凝土保护层厚度(m);d为螺旋箍筋直径(m)。
图 2
若假设某工程共有N个圆柱形构件,其高度均为l ,则螺旋箍筋所要绕行的周数为 ,故式(2) 可进一步变为
(3)
式(3)就是圆柱形构件螺旋箍筋的理论计算公式,其中
称为每米高的钢筋混凝土圆柱形构件螺旋箍筋的长度系数,可根据不同的螺距和圆柱形构件直径分别计算。在扬绩项目实际工程中,际坑口铁路特大桥墩柱钢筋采用Ф25，箍筋采用ф10,钢筋保护层C=46.5mm。故可将该系数简化成
,并汇总成表,以备查用,从而方便实务工作中的应用。表1较为准确地计算了不同螺距情形下每米高的圆柱形构件螺旋箍筋的长度系数,它纠正了文献[1]中的错误。另外,由于该公式没有考虑搭接和弯钩的长度,应用时应根据实际情况采取相应的处理措施。
表1 钢筋混凝土墩柱螺旋箍筋长度系数表
利用式(3) 的简化形式计算扬绩项目际坑口铁路特大桥工程左幅8#墩墩柱的例子,可得到该工程圆柱的螺旋箍筋总长度为
或直接由表1 查出1500 mm直径的圆柱100mm螺距及200mm螺距,每米柱高的螺旋箍筋长度分别为22.3和44.5 m ,再进行计算求得L=730.56，所得数值和图纸设计相差较小。在准确计算了箍筋的长度之后,将各规格的箍筋长度进行汇总,在此基础上计算出各规格箍筋的重量,进而可以计算出总的箍筋工程量。
4．结语
文献[1]的计算公式和钢筋计算软件与现实工程量相比显然是有误差的,所得计算结果与工程实际是有偏差的,故在实际工程中,对此问题要引起注意和重视,采用正确的计算方法和公式。本文通过推导和计算,比较准确地得到了墩柱旋箍筋长度的计算公式,修正了文献和手册中计算方法和计算系数表的错误,从而可以方便工程技术人员在会审施工图纸时直接准确计算使用。
参考文献:
[1] 宋景智. 建筑工程概预算百问[M] . 北京:中国建筑工业出版社,2000.6.
[2] 江苏省建筑设计院. 建筑工程预算工作手册[ S]. 2003.第6期