承插型盤扣式支架施工技術總結

1、承插型盤扣式支架施工技術總結中鐵二局第四工程北京磁浮工程部 歐東金摘要：近年來，承插型盤扣式支架因承載能力強、外形美觀、操作簡單、材料損耗低等特點，在現(xiàn)澆法支架施工中得到了迅速的開展。但在采用盤扣式支架做異型結構的支撐體系時，對支架模板的加固方式、平安防護措施、施工考前須知等方面還需要總結研究。本文對北京市中低速磁浮交通示范線S1線車輛段與綜合基地橋梁工程盤扣式支架施工進行了詳細闡述，并與相同條件下的碗扣式支架施工在施工速率、工程造價等方面進行了比照分析，為以后類似工程作一個參考借鑒。關鍵詞：承插型盤扣式支架 橋梁 施工技術1 工程概況1.1工程簡介本工程為北京市中低速磁浮交通示范線S1線西段

2、工程車輛段與綜合基地，位于北京市門頭溝區(qū)。橋梁工程有軌道橋梁含正線及出入段線、試車線、車場線橋梁及公路橋，如圖一所示。軌道橋梁主要由單箱單室小截面箱梁和連續(xù)板梁組成，公路橋梁由單箱單室箱梁和單箱三室箱梁組成。前期梁體施工采用滿堂碗扣式支架現(xiàn)澆施工，為完成業(yè)主下達的節(jié)點工期任務，加快支架搭拆速度及標準現(xiàn)場平安文明施工，后期梁體施工均采用承插型盤扣式支架施工，支架搭設高度為312m，寬度4.815.6m，跨度1187m。圖一 車輛段橋梁工程3D效果圖1.2工程地質情況本工程區(qū)域地貌特征主要為低山丘陵地貌，車輛段西側及東側分布有山丘，場地內地勢起伏較大，地面標高為104111m，據(jù)地勘資料顯示，本工

3、程場區(qū)內人工堆積層以下主要為坡洪積的含碎石粘性土和粉土層，其下為坡洪積的碎石土與粘性土交互層，混合土層地基土根本承載力已到達200KPa，人工堆積層在樁基施工時已換填，地質情況對支架根底影響較小。本工程場區(qū)深度30m范圍內主要賦存三類地下水：上層滯水、潛水、承壓水。根據(jù)工程樁基施工情況，場區(qū)地下水位較低，位于原地面以下1015m范圍，對支架根底影響較小。2 主要工程數(shù)量表一 主要工程數(shù)量表施工部位梁類型數(shù)量聯(lián)支架搭設高度m備注正線出入段線橋梁5×17m剛構粱19設置限高4.5m、限寬4m門洞車場線橋梁單箱單室軌道梁28312/試車線橋梁35m道岔板梁16單箱單室軌道梁658公路橋梁單

4、箱單室箱梁239設置限高4.5m、限寬5m門洞3 施工重、難點與平安質量控制要點3.1施工重、難點1本工程正線及出入段線橋梁5×17m剛構橋為實心板梁，混凝土量達1300m³，鋼筋290t，荷載較大，對支架承載能力要求較高；梁體腹板位置含有R12cm圓弧，弧長約54cm，模板加固難度大；因水泵房及進出場道路影響，需搭設門洞，支架設計及搭設難度較大。2公路橋4×15m連續(xù)箱梁位于半徑18m圓曲線上，并設計有縱坡最大縱坡7%，且因進出場道路影響，需搭設門洞，支架設計及搭設難度較大。3.2平安控制要點表二 平安控制要點表序號名稱危險源采取措施1地基處理場地內地勢起伏較大

5、，場地平整時，地勢較高處土石料易坍塌。地基處理時設置臺階，臺階高度不大于1m，根據(jù)盤扣式支架節(jié)點模數(shù)50cm的倍數(shù)設置臺階。2支架搭設支架搭設高度超過2m時，屬于高空作業(yè)，具有一定平安隱患。當支架搭設高度超過2m時，操作工人必須佩帶平安繩、平安帽進行作業(yè)，且每隔一定距離設置平安網，防止意外平安事故的發(fā)生。3門洞施工吊裝工字鋼、槽鋼等支撐材料時，具有一定平安隱患。吊裝材料時，吊車工作半徑內，嚴禁無關人員進入，并安排專職人員進行指揮。材料安裝完成后，采用焊接、捆綁、訂固等方式，將支撐材料連接成整體，防止發(fā)生材料傾倒傷人事故，并安照相關標準要求，設置限高、限寬架，做好門洞防撞措施。4地上、地下管線因

6、挖機、吊車等機械在工作狀態(tài)時車身較高，容易碰觸電線。地下管道縱橫，地基處理時容易破壞管道。施工前做好地上、地下的管線探查工作，明確管道電線走向，了解管道電線是否還在使用。施工過程中提高警惕，防止發(fā)生碰撞導致發(fā)生事故。4 適用范圍適用于支架搭設高度不大于24m的滿堂支架現(xiàn)澆法施工，運用于房建樓板較窄、次梁較多的情況時，支架立桿的排布具有一定難度。支架搭設高度大于24m時，需由具有專業(yè)設計資質的單位進行專業(yè)設計。5 盤扣式支架簡介及工藝流程5.1盤扣式支架簡介承插型盤扣式鋼管支架由立桿、水平桿、豎向斜桿、水平斜桿、可調底座及可調托座等配件構成，如圖二所示。圖二 盤扣式支架主要構件一覽表支架立桿采用

7、套管承插連接，水平桿和斜桿采用桿端和接頭卡入連接盤，用楔形插銷連接，形成結構幾何不變的單元桁架，單元桁架的豎向斜桿布置可采用對稱式或螺旋式豎向斜桿呈螺旋上升狀態(tài)，且應在單元桁架各面滿布，水平斜桿宜間隔23步設置一道，底層與頂層應布置水平斜桿，如圖三所示。a對稱式 b螺旋式1-立桿；2-水平桿；3-豎向斜桿；4-水平斜桿。圖三 盤扣式支架單元桁架軸側圖每個單元桁架之間采用水平桿連接形成完整的矩形桁架支撐結構或梅花形桁架支撐結構。連接大樣及說明如圖四所示，矩形結構如圖五所示，梅花形結構如圖六所示。單元桁架圖四 盤扣式支架連接節(jié)點大樣圖橫桿連接圖五 矩形桁架支撐結構橫桿連接單元桁架圖六 梅花形桁架支

8、撐結構5.2盤扣式支架施工工藝流程支架設計測量放線地基處理安裝底托及首層橫桿安裝首層立桿安裝二層橫桿安裝斜桿循環(huán)安裝桿件安裝頂托安裝主、次龍骨人工挖探、材料檢測地基承載力檢測施工準備壓實度檢測梁體模板、鋼筋施工加固支架安排專人檢查支架混凝土施工支架撤除安排專人檢查支架同條件試件強度檢測同步安裝平安網同步安裝剪刀撐支架預壓圖七 盤扣式支架施工工藝流程圖表三 支架搭設步驟表第1步根據(jù)各支點位置進行立桿搭設，并拉上水平桿進行固定，第一道水平桿距地面550mm。第2步安裝第一道立桿長度3m/2m。第3步安裝水平桿第4步安裝第一層豎向斜桿：將豎向斜桿全部依順時鐘或全部依逆時鐘方向組搭，如右圖。將豎向斜桿

9、套入圓盤大孔位置，使豎向斜桿頭前端抵住立桿圓管，再以斜楔貫穿大孔敲緊固定。豎向斜桿具有方向性，方向相反即無法搭接。第5步如右圖位置，依步驟安裝水平桿及斜桿。 第6步安放頂托：選用60系列的頂托，直徑48絲杠豎直插入頂桿插孔內，頂托螺桿伸出鋼管頂部的長度不得大于300mm，螺桿外徑與立柱鋼管內徑的間隙不得大于3，安裝時應保證上下同心，U型凹口朝向應一致。6 實際做法及施工要點6.1支架設計6.1.1設計原那么1根據(jù)施工時架體所受荷載進行支架設計，優(yōu)化立桿布置間距，在受力檢算合格的情況下，調整間距為1.5m×1.5m或1.5m×0.9m，步距均為1.5m，局部位置適當加密，利于

10、工人操作，提高施工速率；2在地勢條件變化較大的區(qū)域，根據(jù)場地標高情況，按0.5m或1m設置臺階，減少挖填方量；3在曲線位置，盤扣架在轉角處可以使用鋼管拉結，與立桿垂直布置原那么相比擬，施工本錢更少；4操作平臺做成懸挑式，減少施工用地、支架搭設工作量，節(jié)約施工本錢；5門洞設計優(yōu)先考慮使用單元桁架作為門洞立柱，便于施工，假設受力情況不允許，也可使用型鋼、粗鋼管等材料做為門洞立柱。6.1.2支架設計要點1頂托的選型除了滿足受力要求外，還應結合主龍骨實際尺寸進行選擇，防止出現(xiàn)主龍骨放置不下的情況，導致方案不具有可行性。2在技術條件成熟的情況下，應使用Midas Civil軟件進行腹板模板側壓力檢算，防

11、止出現(xiàn)跑模、脹模等不利現(xiàn)象。3使用品茗、PKPM等軟件進行龍骨受力分析時，應結合所在地區(qū)材料市場龍骨實際尺寸進行檢算，根據(jù)材料實際情況，選擇正確的計算公式，確保方案具有可行性。6.2地基處理6.2.1地基處理原那么支架搭設順序嚴格按照工藝流程進行，支架設計完成后，由測量人員現(xiàn)場放樣，劃出支架搭設范圍，對支架搭設范圍及其周圍1m范圍內的區(qū)域進行地基加固處理，最終要求地基承載力滿足方案要求。6.2.2地基處理施工要點1地基處理時，人行爬梯搭設位置應進行加固處理，方案編寫時應充分考慮施工順序及人行爬梯安裝位置，便于施工。2在場地平整時，可在墊層邊線位置，每隔5m插入一根短鋼筋，使用水準儀進行標高測量

12、，并在鋼筋棒上做上標記，可用于混凝土施工標高控制、墊層線型控制及加固墊層模板。墊層模板安裝時，可留出車輛進出通道，便于混凝土罐車進入卸料，罐車在模板外卸料能夠滿足墊層混凝土施工需要時，再將模板封閉。 6.3底托安裝6.3.1底托安裝原那么地基處理完成后，測量人員測出場地標高及梁體中心線，計算底托伸長值，保證底托伸長量不大于30cm，并在相鄰結構物上做好標記，便于工人操作。底托安裝時，根據(jù)放樣點，使用墨線在地面彈出梁體中心線，再根據(jù)架體布置間距安裝墊木、底托，保證后期立桿安裝位置與方案一致。6.3.2底托安裝施工要點場地墊層施工時，由于管理疏忽，工人質量意識淡薄等原因，導致墊層施工不平整，在底托

13、安裝前，應根據(jù)支架搭設范圍，分斷面進行標高測量，以標高平均值為依據(jù)，計算底托伸出量，防止局部位置出現(xiàn)底托伸長量不符合標準標準。6.4桿件安裝6.4.1桿件安裝原那么在底托安裝過程中，同步進行首層橫桿安裝，再依次按照立桿、橫桿、斜桿的順序從下到上進行安裝，桿件在安裝時，插銷需全部敲緊。6.4.2桿件安裝施工要點在使用支架立桿做為門洞立柱時，優(yōu)先搭設門洞位置立桿，防止支架立桿超出門洞根底范圍。6.5頂托安裝6.5.1頂托安裝原那么桿件安裝完成后，進行頂托安裝，在梁兩端左右側各安裝一個頂托，使用水準儀測出頂托頂標高，調整至設計位置，并噴上油漆做為標識，便于識別，根據(jù)“兩點一線原那么布置施工線，其余頂

14、托參照施工線調整標高。6.5.2頂托安裝施工要點由于工人操作存在一定的施工誤差，有時會導致頂托標高與設計不符，假設頂托標高高于設計標高，向下調整時，受自重影響，調整范圍在0.51.5cm，達不到精調效果，往往需要反復屢次調整。在進行頂托標高測量時，可在設計標高根底上降低1cm左右，待梁體底模安裝完成后，再進行精調，頂托向上調整可精確到1mm，施工更為方便。6.6雙槽鋼托梁安裝在受力檢算通過的條件下，可采用雙槽鋼擱置在連接盤上作為支撐模板面板及龍骨的托梁，也可用于調整翼緣板位置處的立桿間距，如圖八、圖九所示。 圖八 雙槽鋼托梁示意圖圖九 雙槽鋼托梁3D示意圖6.7龍骨安裝6.7.1龍骨安裝原那么

15、頂托安裝完成后，在其上放置主龍骨，主龍骨的接頭位置應設置在頂托中心，龍骨外挑長度應滿足受力檢算要求。在梁體設有縱坡時，主次龍骨之間應放置楔形木，使龍骨受力均勻。6.7.2龍骨安裝施工要點當龍骨采用槽鋼時，槽鋼接頭設置有連接件，但因槽鋼為租賃材料，不能隨意切割，接頭位置往往不能全部設置在頂托中心，而盤扣式支架間距設置較大，局部位置槽鋼懸挑長度能到達75cm，具有一定平安質量隱患?？梢栽诮宇^位置增設一道立桿，使槽鋼接頭位于頂托中心。6.8門洞施工6.8.1門洞施工原那么1門洞施工前，需先施工門洞根底，用于支撐門洞立柱，根據(jù)受力檢算確認混凝土根底結構型式。門洞根底頂端應平整，且寬度宜大于門洞立柱搭設

16、寬度60cm，兩端各30cm；根底長度宜大于立柱搭設長度2m，兩端各1m，便于安裝門洞防護棚，攔截高空墜落物；根底高度宜高于道路50cm，起防撞作用；2門洞頂端應滿鋪腳手板，防止物體墜落；3在道路縱坡較大時，門洞根底宜設置為臺階式。6.8.2門洞施工要點1門洞頂部縱向龍骨長度計算時，應充分考慮龍骨外挑長度，延橋梁跨度方向支撐龍骨外挑長度宜大于50cm，但不宜太長，導致與相鄰立桿沖突。碰撞門洞龍骨長度計算時，應注意懸挑長度不能大于立桿間距，否那么將影響立桿搭設。 圖十 龍骨安裝施工要點示意圖2門洞頂部橫向龍骨需搭接時，龍骨長度應結合立桿間距進行下料，使龍骨接頭放置在頂托中心。龍骨接頭宜設置在頂托

17、中心。圖十一 龍骨接頭安裝位置示意圖6.9支架撤除6.9.1支架撤除原那么支架撤除遵循“先支后拆，先拆非承重支架，后拆承重支架的原那么，從上至下逐層撤除。6.9.2支架撤除施工要點因盤扣式支架租賃費往往按照施工周期進行收費，超過一定天數(shù)約45天后會增加租賃價格，局部橋梁梁上結構物較多，在一個租賃周期內無法完成施工?？梢栽谠O置人行爬梯時，將人行爬梯設置在橋墩外側，設置抱柱與橋墩相連接，支架撤除時，保存人行爬梯不撤除，供施工人員通行，便于完成后續(xù)施工內容，降低施工本錢。7 資源配置7.1人員配置根據(jù)工期安排，合理配置架子工人數(shù)。經統(tǒng)計計算，盤扣式支架搭設速率約70120m3/工天。人員配置詳見表四

18、，人員配置表。表四 人員配置表序號工種工作內容人數(shù)1架子工安裝、加固、撤除支架根據(jù)施工進度方案配置2起重工負責吊裝工字鋼、槽鋼、架管等材料24人3焊工負責加固工字鋼、槽鋼等材料12人4普工負責搬運材料24人5測量員負責在施工全過程中，對支架體系進行監(jiān)控24人6管理人員負責管理現(xiàn)場施工、施工技術交底工作4人7專職平安員負責在施工過程中，帶著架子工對支架體系進行檢查、加固，監(jiān)督起重吊裝作業(yè)。12人7.2機械配置表五 機械配置表序號機械名稱型號主要參數(shù)數(shù)量臺1吊車QY25B最大起重量25t122裝載機YN938功率92KW,鏟斗容量1.8m3，最大載重3t，轉向角36°，機械長7m，寬2.

19、5m，高3.3m，總質量10.5t。13挖掘機DX200-LC鏟斗容量0.58m3，鏟斗挖掘力106KN，機械質量15t，最大挖掘高度8.75m，最大挖掘深度5.65m，最大卸載高度6.3m，最大挖掘半徑8.3m。1PC200鏟斗容量0.8m3，鏟斗挖掘力152KN，機械質量20t，最大挖掘高度10m，最大挖掘深度6.6m，最大卸載高度7m，最大挖掘半徑9.8m。14壓路機20T振搗壓路機/15板車東風牌長度13m，載重20T18 施工過程出現(xiàn)問題及下階段建議既有線曲線段小型門洞根底設置問題及下階段建議正線5×17m剛構橋9#10#之間為石廠村唯一進出道路，需設置門洞。1現(xiàn)場做法道路

20、縱坡較大，支架搭設范圍內高差達1m，且道路與橋梁跨度方向存在一定角度，為便于門洞立柱搭設，門洞根底與橋梁橫斷面平行設置，根底結構為C25矩形階梯根底，最大高度1m，寬1m，長14.4m。4m圖十二 剛構橋門洞根底3D圖圖十三 剛構橋門洞根底側立面圖圖十四 剛構橋門洞根底平面圖圖十五 剛構橋門洞根底現(xiàn)場圖2發(fā)現(xiàn)問題因道路寬6m，且為小半徑曲線，兩側設置1m寬門洞根底后，通行道路寬度僅余4m，大型車輛尤其是運輸鋼筋、工字鋼等材料的板車通行十分不便，在轉角位置容易與門洞根底發(fā)生碰撞。碰撞損傷 圖十六 剛構橋門洞根底大型車輛通行現(xiàn)場圖 圖十七 剛構橋門洞根底損傷圖3下階段建議建議一：當既有道路為曲線時

21、，可在轉角位置，對矩形門洞根底進行切角處理，防止車輛在轉向時與根底發(fā)生碰撞。圖十八 門洞根底切角示意圖建議二：在既有線為曲線位置設置門洞時，在受力檢算通過的情況下，門洞根底與道路行進方向平行設置，門洞支撐體系與梁體斜交。 圖十九 門洞支撐體系與梁斜交示意圖9 盤扣式、碗扣式支架比照分析一現(xiàn)場做法橋梁工程主要有98聯(lián)軌道橋箱梁及4聯(lián)公路橋箱梁，其中28聯(lián)軌道橋箱梁及2聯(lián)公路箱梁采用碗扣式滿堂支架現(xiàn)澆法施工，剩余70聯(lián)軌道箱梁及2聯(lián)公路橋箱梁均采用盤扣式滿堂支架現(xiàn)澆法施工。二比照分析1支架供給商單價比照表六 支架供給商一覽表支架類型供給商所在地及運距單價備注碗扣式北京大興區(qū)/35km1316元/

22、m3/盤扣式北京房山區(qū)/20km約21元/m3本工程盤扣式支架采用一站式效勞，支架進出場、搭拆、材料看管均由租恁公司負責。2支架經濟效益比照因軌道橋梁體截面較小，為異型截面，不具參考性，經濟比選選取20m跨度公路橋梁單箱單室梁進行分析，公路橋截面形式及支架設計詳見公路橋設計圖。表七 支架經濟比選結果一覽表支架類型搭設高度m支架體積m³搭設時間工天撤除時間工天使用周期d總造價元平均單價元/m³碗扣式31141.4 1894518132.2 15.962054.0 301228356.8 13.892966.6 402439391.6 13.2盤扣式3691.216514785

23、.221.461201.2241025495.221.2291711.2321536205.221.15通過以上計算，可以得出以下結論：1由上表可知：當使用周期均為45天時，搭設高度相同時，碗扣架的總造價盤扣架總造價；2通過計算可知：當使用周期為36天時，搭設高度相同時，碗扣架的總造價盤扣架總造價。計算詳見附件2：支架經濟比選計算表。三優(yōu)缺點比照表八 支架優(yōu)缺點比照表序號比照工程碗扣式支架盤扣式支架1原材料外觀及實體質量較差，鋼管銹蝕嚴重，壁厚不達標。外觀及實體質量較好，鋼管均涂刷防銹漆，壁厚達標。2受力體系/單元桁架受力3地基處理壓實后硬化壓實后硬化4掃地桿搭設標準要求不大于地面35cm，一

24、般情況下，墊木5cm+底托5cm+立桿底至第一個碗扣節(jié)點的距離37cm=47cm，實際施工需單獨增設扣件鋼管作為掃地桿。標準要求掃地桿距離地面不大于55cm，可使用第一道盤扣橫桿作為掃地桿，不需要單獨設置。4剪刀撐搭設剪刀撐設置數(shù)量多，施工繁瑣。剪刀撐設置數(shù)量較少，施工簡便。5主龍骨一般情況下采用優(yōu)質木方。一般情況下采用槽鋼。6支架內空間內部空間較小，操作不太方便。內部空間較大，便于操作。7操作平臺操作平臺需將立桿從底升到頂，支架搭設量較大。操作平臺可作為懸挑式，減少了支架搭設量。8節(jié)點安裝質量上碗扣及限位銷破損現(xiàn)象嚴重，且工人一般未逐一檢查上碗扣是否扣緊，節(jié)點安裝存在平安質量隱患。節(jié)點安裝質

25、量較好，限位銷均使用鐵錘敲緊，肉眼可觀測，檢查方便。9搭拆周期搭拆周期長。搭拆周期短。10作業(yè)工人因搭設量大，持證人員較少，普遍存在木工、砼工參與支架搭設的現(xiàn)象，平安隱患較大。由專業(yè)公司具有職業(yè)資格證的特種工人進行搭設，職業(yè)素養(yǎng)高。11材料損耗因為鋼管銹蝕嚴重，安裝及拆卸過程中均會造成一定的材料損耗。鋼管均采用Q345及以上鋼材制作并涂刷防銹漆，鋼管在使用過程中不易變形，損耗非常低，可忽略不計。10結論承插型盤扣式支架體系主要以單元桁架做為根本計算單元，桁架結構具有較好的抗傾覆性及穩(wěn)定性，其橫桿長度有HG-30、HG-60、HG-90、HG-120、HG-150等根本型號，且可以利用盤扣節(jié)點設

26、置雙槽鋼托梁，調整局部立桿排布，能滿足大多數(shù)情況的支架搭設要求，施工十分方便。也可以利用架管搭設懸挑支撐結構做為操作平臺，有利于在場地狹窄的區(qū)域進行支架搭設施工，減少工作量，節(jié)約施工本錢。在外觀質量方面，盤扣式支架架管均涂刷了防銹漆，不易銹蝕，且連接節(jié)點均使用插銷、連接端頭等構件進行連接，施工過程中鋼管幾乎無損傷，整體外觀質量容易控制。承插型盤扣式支架與碗扣式支架相比擬，在承載能力及外觀質量控制等方面具有非常明顯的優(yōu)勢，但施工本錢略高于碗扣式支架。在一些施工場地狹窄、工期較緊張的工程中，承插型盤扣式支架可以做為一種較好的選擇與其他施工方案進行比選。11 案例剖析11.1施工部位概況正線5

27、15;17m剛構橋梁部截面為實體連續(xù)板梁，計算跨度為16.529+3×17+16.529m，梁長85.258m，橋面寬13.4m，I-I截面位置梁高1.25m，中支點處設置牛腿，梁高局部加高至1.85m，因恒載和靜活載引起的最大豎向擾度為5mm，小于跨度的1/1600，梁體不設預拱度。圖二十 正線5×17m剛構連續(xù)板梁1/2立面圖單位：cm圖二十一 正線5×17m剛構連續(xù)板梁I-I斷面圖單位：cm圖二十二 正線5×17m剛構連續(xù)板梁-斷面圖單位：cm11.2支架設計1本工程采用60系列承插型盤扣式支架，支架縱橫向間距為0.6m、0.9m、1.2m、1.5m等尺寸，步距為1.5m，架體的搭設形式為矩陣式桁架支撐結構，支架體系構造參數(shù)如表九、表十、圖二十所示。表九 支架構造布置參數(shù)表梁體類型跨度m支架搭設高度m立桿順橋向間距mm立桿橫向間距mm立桿步距mm5×17m剛構連續(xù)板梁1789150012001500注：剛構連續(xù)梁翼緣板下支架橫向布置間距為1500mm，梁高1.85m處支架縱向布置間距加密為900+600mm。2本工程梁底模板支撐用主龍骨采用10#雙槽鋼，次龍骨采用優(yōu)質方木，