承插型
盘扣式支架施工技术总结
(中铁二局第四工程有限公司北京磁浮项目部 欧东金)
摘要:近年来,承插型
盘扣式支架因承载能力强、外形美观、操作简单、材料损耗低等特点,在现浇法支架施工中得到了迅速的发展。但在采用盘扣式支架做异型结构的支撑体系时,对支架模板的加固方式、安全防护措施、施工注意事项等方面还需要总结研究。本文对北京市中
低速磁浮交通示范线(S1)线车辆段与综合基地桥梁工程盘扣式支架施工进行了详细阐述,并与相同条件下的碗扣式支架施工在施工速率、工程造价等方面进行了对比分析,为以后类似工程作一个参考借鉴。
关键词:承插型盘扣式支架 桥梁 施工技术
1 工程概况
1.1工程简介
本工程为北京市中低速磁浮交通示范线(S1)线西段工程车辆段与综合基地,位于北京市门头沟区。桥梁工程有轨道桥梁(含正线及出入段线、试车线、车场线桥梁)及公路桥,如图一所示。轨道桥梁主要由单箱单室小截面箱梁和连续板梁组成,公路桥梁由单箱单室箱梁和单箱三室箱梁组成。前期梁体施工采用满堂碗扣式支架现浇施工,为完成业主下达的节点工期任务,加快支架搭拆速度及规范现场安全文明施工,后期梁体施工均采用承插型盘扣式支架施工,支架搭设高度为3~12m,宽度4.8~15.6m,跨度11~87m。
图一 车辆段桥梁工程3D效果图
1.2工程地质情况
1.2.1地形、地貌及工程地质
本工程区域地貌特征主要为低山丘陵地貌,车辆段西侧及东侧分布有山丘,场地内地势起伏较大,地面标高为104~111m,据地勘资料显示,本工程场区内人工堆积层以下主要为坡洪积的含碎石粘性土和粉土层,其下为坡洪积的碎石土与粘性土交互层,混合土层地基土基本承载力已达到200KPa,人工堆积层在桩基施工时已换填,地质情况对支架基础影响较小。
1.2.2水文地质
本工程场区深度30m范围内主要赋存三类地下水:上层滞水、潜水、承压水。根据项目桩基施工情况,场区地下水位较低,位于原地面以下10~15m范围,对支架基础影响较小。
2 主要工程数量
表一 主要工程数量表
施工部位
梁类型
数量(联)
支架搭设高度(m)
备注
正线出入段线桥梁
5×17m刚构粱
1
9
设置限高4.5m、限宽4m门洞
车场线桥梁
单箱单室轨道梁
28
3~12
/
试车线桥梁
35m道岔板梁
1
6
单箱单室轨道梁
6
5~8
公路桥梁
单箱单室箱梁
2
3~9
设置限高4.5m、限宽5m门洞
3 施工重、难点与安全质量控制要点
3.1施工重、难点
(1)本工程正线及出入段线桥梁5×17m刚构桥为实心板梁,混凝土量达1300m3,钢筋290t,荷载较大,对支架承载能力要求较高;梁体腹板位置含有R12cm圆弧,弧长约54cm,模板加固难度大;因水泵房及进出场道路影响,需搭设门洞,支架设计及搭设难度较大。
(2)公路桥4×15m连续箱梁位于半径18m圆曲线上,并设计有纵坡(最大纵坡7%),且因进出场道路影响,需搭设门洞,支架设计及搭设难度较大。
3.2安全控制要点
表二 安全控制要点表
序号
名称
危险源
采取措施
1
地基处理
场地内地势起伏较大,场地平整时,地势较高处土石料易坍塌。
地基处理时设置台阶,台阶高度不大于1m,根据盘扣式支架节点模数50cm的倍数设置台阶。
2
支架搭设
支架搭设高度超过2m时,属于高空作业,具有一定安全隐患。
当支架搭设高度超过2m时,操作工人必须佩带安全绳、安全帽进行作业,且每隔一定距离设置安全网,防止意外安全事故的发生。
3
门洞施工
吊装工字钢、槽钢等支撑材料时,具有一定安全隐患。
吊装材料时,吊车工作半径内,严禁无关人员进入,并安排专职人员进行指挥。材料安装完成后,采用焊接、捆绑、订固等方式,将支撑材料连接成整体,避免发生材料倾倒伤人事故,并安照相关规范要求,设置限高、限宽架,做好门洞防撞措施。
4
地上、地下管线
因挖机、吊车等机械在工作状态时车身较高,容易碰触电线。地下管道纵横,地基处理时容易破坏管道。
施工前做好地上、地下的管线探查工作,明确管道电线走向,了解管道电线是否还在使用。施工过程中提高警惕,避免发生碰撞导致发生事故。
4 适用范围
适用于支架搭设高度不大于24m的满堂支架现浇法施工,运用于房建楼板较窄、次梁较多的情况时,支架立杆的排布具有一定难度。支架搭设高度大于24m时,需由具有专业设计资质的单位进行专业设计。
5 盘扣式支架简介及工艺流程
5.1盘扣式支架简介
承插型盘扣式钢管支架由立杆、水平杆、竖向斜杆、水平斜杆、可调底座及可调托座等配件构成,如图二所示。
图二 盘扣式支架主要构件一览表
支架立杆采用套管承插连接,水平杆和斜杆采用杆端和接头卡入连接盘,用楔形插销连接,形成结构几何不变的单元桁架,单元桁架的竖向斜杆布置可采用对称式或螺旋式(竖向斜杆呈螺旋上升状态),且应在单元桁架各面满布,水平斜杆宜间隔2~3步设置一道,底层与顶层应布置水平斜杆,如图三所示。
(a)对称式 (b)螺旋式
1-立杆;2-水平杆;3-竖向斜杆;4-水平斜杆。
图三 盘扣式支架单元桁架轴侧图
每个单元桁架之间采用水平杆连接形成完整的矩形桁架支撑结构或梅花形桁架支撑结构。连接大样及说明如图四所示,矩形结构如图五所示,梅花形结构如图六所示。
图四 盘扣式支架连接节点大样图
图五 矩形桁架支撑结构
图六 梅花形桁架支撑结构
5.2盘扣式支架施工工艺流程
图七 盘扣式支架施工工艺流程图
表三 支架搭设步骤表
第1步
根据各支点位置进行立杆搭设,并拉上水平杆进行固定,第一道水平杆距地面550mm。
第2步
安装第一道立杆(长度3m/2m)。
第3步
安装水平杆
第4步
安装第一层竖向斜杆:将竖向斜杆全部依顺时钟或全部依逆时钟方向组搭,如右图。将竖向斜杆套入圆盘大孔位置,使竖向斜杆头前端抵住立杆圆管,再以斜楔贯穿大孔敲紧固定。竖向斜杆具有方向性,方向相反即无法搭接。
第5步
如右图位置,依步骤安装水平杆及斜杆。
第6步
安放顶托:选用60系列的顶托,直径Ф48丝杠竖直插入顶杆插孔内,顶托螺杆伸出钢管顶部的长度不得大于300mm,螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3㎜,安装时应保证上下同心,U型凹口朝向应一致。
6 实际做法及施工要点
6.1支架设计
6.1.1设计原则
(1)根据施工时架体所受荷载进行支架设计,优化立杆布置间距,在受力检算合格的情况下,调整间距为1.5m×1.5m或1.5m×0.9m,步距均为1.5m,局部位置适当加密,利于工人操作,提高施工速率;
(2)在地势条件变化较大的区域,根据场地标高情况,按0.5m或1m设置台阶,减少挖填方量;
(3)在曲线位置,盘扣架在转角处可以使用钢管拉结,与立杆垂直布置原则相比较,施工成本更少;
(4)操作平台做成悬挑式,减少施工用地、支架搭设工作量,节约施工成本;
(5)门洞设计优先考虑使用单元桁架作为门洞立柱,便于施工,若受力情况不允许,也可使用型钢、粗钢管等材料做为门洞立柱。
6.1.2支架设计要点
(1)顶托的选型除了满足受力要求外,还应结合主龙骨实际尺寸进行选择,避免出现主龙骨放置不下的情况,