承插型盘扣式支架施工技术总结

承插型盘扣式支架施工技术总结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、操作简朴、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具体阐述,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.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。轨道桥梁重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,为完毕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312m,宽度4.815.6m,跨度87m。图一车辆段桥梁工程D效果图1.工程地质情况.2.1地形、地貌及工程地质本工程区域地貌特性重要为低山丘陵地貌,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1011m,据地勘资料显示,本工程场区内人工堆积层以下重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成200Pa,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。1.22水文地质本工程场区深度30范围内重要赋存三类地下水: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1015范围，对支架基础影响较小。 重要工程数量表一重要工程数量表施工部位梁类型数量（联)支架搭设高度()备注正线出入段线桥梁517m刚构粱19设立限高.5m、限宽4m门洞车场线桥梁单箱单室轨道梁28312/试车线桥梁35m道岔板梁16单箱单室轨道梁68公路桥梁单箱单室箱梁23设立限高4.5、限宽5门洞3施工重、难点与安全质量控制要点3.施工重、难点(1)本工程正线及出入段线桥梁57m刚构桥为实心板梁,混凝土量达3,钢筋2t,荷载较大,对支架承载能力规定较高;梁体腹板位置具有R2cm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45连续箱梁位于半径18m圆曲线上，并设计有纵坡（最大纵坡%)，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用措施1地基解决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。地基解决时设立台阶，台阶高度不大于,根据盘扣式支架节点模数50cm的倍数设立台阶。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,且每隔一定距离设立安全网，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。材料安装完毕后,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,并安照相关规范规定,设立限高、限宽架,做好门洞防撞措施。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,地基解决时容易破坏管道。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 合用范围合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4时,需由具有专业设计资质的单位进行专业设计。 盘扣式支架简介及工艺流程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。图二盘扣式支架重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23步设立一道，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。单元桁架图四 盘扣式支架连接节点大样图横杆连接图五 矩形桁架支撑结构横杆连接单元桁架图六 梅花形桁架支撑结构.盘扣式支架施工工艺流程支架设计测量放线地基解决安装底托及首层横杆安装首层立杆安装二层横杆安装斜杆循环安装杆件安装顶托安装主、次龙骨人工挖探、材料检测地基承载力检测施工准备压实度检测梁体模板、钢筋施工加固支架安排专人检查支架混凝土施工支架拆除安排专人检查支架同条件试件强度检测同步安装安全网同步安装剪刀撑支架预压图七 盘扣式支架施工工艺流程图表三 支架搭设环节表第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550m。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：将竖向斜杆所有依顺时钟或所有依逆时钟方向组搭，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，依环节安装水平杆及斜杆。 第步安放顶托:选用6系列的顶托,直径48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6.11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1.5.5m或.509m,步距均为1.m,局部位置适当加密，利于工人操作,提高施工速率;()在地势条件变化较大的区域，根据场地标高情况,按0m或1m设立台阶,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规定外,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,导致方案不具有可行性。()在技术条件成熟的情况下,应使用Midas Ciil软件进行腹板模板侧压力检算,避免出现跑模、胀模等不利现象。(3)使用品茗、KPM等软件进行龙骨受力分析时,应结合所在地区材料市场龙骨实际尺寸进行检算,根据材料实际情况，选择对的的计算公式,保证方案具有可行性。.2地基解决62.1地基解决原则支架搭设顺序严格按照工艺流程进行，支架设计完毕后,由测量人员现场放样,划出支架搭设范围,对支架搭设范围及其周边1m范围内的区域进行地基加固解决，最终规定地基承载力满足方案规定。.2地基解决施工要点()地基解决时,人行爬梯搭设位置应进行加固解决,方案编写时应充足考虑施工顺序及人行爬梯安装位置,便于施工。（2)在场地平整时,可在垫层边线位置,每隔5m插入一根短钢筋,使用水准仪进行标高测量,并在钢筋棒上做上标记,可用于混凝土施工标高控制、垫层线型控制及加固垫层模板。垫层模板安装时,可留出车辆进出通道，便于混凝土罐车进入卸料,罐车在模板外卸料可以满足垫层混凝土施工需要时，再将模板封闭。 6.3底托安装6.3.底托安装原则地基解决完毕后，测量人员测出场地标高及梁体中心线,计算底托伸长值,保证底托伸长量不大于30m，并在相邻结构物上做好标记,便于工人操作。底托安装时,根据放样点,使用墨线在地面弹出梁体中心线，再根据架体布置间距安装垫木、底托,保证后期立杆安装位置与方案一致。3.2底托安装施工要点场地垫层施工时,由于管理疏忽,工人质量意识淡薄等因素,导致垫层施工不平整，在底托安装前,应根据支架搭设范围，分断面进行标高测量,以标高平均值为依据,计算底托伸出量,避免部分位置出现底托伸长量不符合规范标准。6.杆件安装6.1杆件安装原则在底托安装过程中,同步进行首层横杆安装,再依次按照立杆、横杆、斜杆的顺序从下到上进行安装,杆件在安装时，插销需所有敲紧。64.杆件安装施工要点在使用支架立杆做为门洞立柱时，优先搭设门洞位置立杆，避免支架立杆超过门洞基础范围。65顶托安装.5.1顶托安装原则杆件安装完毕后,进行顶托安装，在梁两端左右侧各安装一个顶托，使用水准仪测出顶托顶标高,调整至设计位置，并喷上油漆做为标记,便于辨认,根据”两点一线”原则布置施工线,其余顶托参照施工线调整标高。6.52顶托安装施工要点由于工人操作存在一定的施工误差,有时会导致顶托标高与设计不符,若顶托标高高于设计标高,向下调整时，受自重影响,调整范围在0.5c,达不到精调效果,往往需要反复多次调整。在进行顶托标高测量时，可在设计标高基础上减少1cm左右,待梁体底模安装完毕后，再进行精调,顶托向上调整可精确到1m,施工更为方便。6.6双槽钢托梁安装在受力检算通过的条件下,可采用双槽钢搁置在连接盘上作为支撑模板面板及龙骨的托梁,也可用于调整翼缘板位置处的立杆间距,如图八、图九所示。图八双槽钢托梁示意图图九双槽钢托梁3示意图6.7龙骨安装6.1龙骨安装原则顶托安装完毕后，在其上放置主龙骨,主龙骨的接头位置应设立在顶托中心，龙骨外挑长度应满足受力检算规定。在梁体设有纵坡时,主次龙骨之间应放置楔形木,使龙骨受力均匀。6.7.2龙骨安装施工要点当龙骨采用槽钢时，槽钢接头设立有连接件,但因槽钢为租赁材料，不能随意切割,接头位置往往不能所有设立在顶托中心,而盘扣式支架间距设立较大,部分位置槽钢悬挑长度能达成75c,具有一定安全质量隐患。可以在接头位置增设一道立杆，使槽钢接头位于顶托中心。6.8门洞施工.1门洞施工原则(1）门洞施工前,需先施工门洞基础,用于支撑门洞立柱，根据受力检算确认混凝土基础结构型式。门洞基础顶端应平整,且宽度宜大于门洞立柱搭设宽度0c,两端各30m;基础长度宜大于立柱搭设长度m,两端各m,便于安装门洞防护棚,拦截高空坠落物；基础高度宜高于道路5,起防撞作用；(2）门洞顶端应满铺脚手板,防止物体坠落;（3）在道路纵坡较大时,门洞基础宜设立为台阶式。.门洞施工要点(1)门洞顶部纵向龙骨长度计算时,应充足考虑龙骨外挑长度，延桥梁跨度方向支撑龙骨外挑长度宜大于50c,但不宜太长，导致与相邻立杆冲突。碰撞门洞龙骨长度计算时,应注意悬挑长度不能大于立杆间距,否则将影响立杆搭设。 图十 龙骨安装施工要点示意图（2）门洞顶部横向龙骨需搭接时，龙骨长度应结合立杆间距进行下料，使龙骨接头放置在顶托中心。龙骨接头宜设立在顶托中心。图十一 龙骨接头安装位置示意图6.9支架拆除6.91支架拆除原则支架拆除遵循”先支后拆,先拆非承重支架,后拆承重支架”的原则,从上至下逐层拆除。6.支架拆除施工要点因盘扣式支架租赁费往往按照施工周期进行收费，超过一定天数（约45天)后会增长租赁价格,部分桥梁梁上结构物较多,在一个租赁周期内无法完毕施工。可以在设立人行爬梯时，将人行爬梯设立在桥墩外侧,设立抱柱与桥墩相连接,支架拆除时,保存人行爬梯不拆除,供施工人员通行，便于完毕后续施工内容,减少施工成本。7 资源配置7.1人员配置根据工期安排,合理配置架子工人数。经记录计算,盘扣式支架搭设速率约1203/工天。人员配置详见表四,人员配置表。表四 人员配置表序号工种工作内容人数1架子工安装、加固、拆除支架根据施工进度计划配置2起重工负责吊装工字钢、槽钢、架管等材料4人3焊工负责加固工字钢、槽钢等材料1人4普工负责搬运材料2人5测量员负责在施工全过程中,对支架体系进行监控24人6管理人员负责管理现场施工、施工技术交底工作4人7专职安全员负责在施工过程中，带领架子工对支架体系进行检查、加固,监督起重吊装作业。12人7.2机械配置表五机械配置表序号机械名称型号重要参数数量（台)1吊车QY25B最大起重量25122装载机N938功率92KW,铲斗容量1.8m3,最大载重3t,转向角3,机械长7m,宽2.5m,高33，总质量0.5t。13挖掘机D00-LC铲斗容量.58,铲斗挖掘力106KN,机械质量t,最大挖掘高度8.5m,最大挖掘深度.65m，最大卸载高度m,最大挖掘半径8.3m。1C200铲斗容量0.83,铲斗挖掘力5N,机械质量20t,最大挖掘高度10m,最大挖掘深度6.6m,最大卸载高度7m，最大挖掘半径m。14压路机20T振捣压路机/15板车东风牌长度3m,载重20T18 施工过程出现问题及下阶段建议既有线曲线段小型门洞基础设立问题及下阶段建议正线517m刚构桥9#10#之间为石厂村唯一进出道路,需设立门洞。(1)现场做法道路纵坡较大,支架搭设范围内高差达1m,且道路与桥梁跨度方向存在一定角度，为便于门洞立柱搭设,门洞基础与桥梁横断面平行设立,基础结构为C5矩形阶梯基础,最大高度,宽1,长14.4m。4m图十二 刚构桥门洞基础3D图图十三 刚构桥门洞基础侧立面图图十四 刚构桥门洞基础平面图图十五 刚构桥门洞基础现场图(2)发现问题因道路宽6m,且为小半径曲线,两侧设立宽门洞基础后,通行道路宽度仅余4m,大型车辆特别是运送钢筋、工字钢等材料的板车通行十分不便,在转角位置容易与门洞基础发生碰撞。碰撞损伤 图十六 刚构桥门洞基础大型车辆通行现场图 图十七 刚构桥门洞基础损伤图（3)下阶段建议建议一：当既有道路为曲线时，可在转角位置，对矩形门洞基础进行切角解决,防止车辆在转向时与基础发生碰撞。图十八 门洞基础切角示意图建议二:在既有线为曲线位置设立门洞时，在受力检算通过的情况下,门洞基础与道路行进方向平行设立,门洞支撑体系与梁体斜交。图十九 门洞支撑体系与梁斜交示意图盘扣式、碗扣式支架对比分析(一）现场做法桥梁工程重要有98联轨道桥箱梁及4联公路桥箱梁,其中联轨道桥箱梁及联公路箱梁采用碗扣式满堂支架现浇法施工，剩余7联轨道箱梁及2联公路桥箱梁均采用盘扣式满堂支架现浇法施工。(二)对比分析（)支架供应商单价对比表六 支架供应商一览表支架类型供应商所在地及运距单价备注碗扣式北京大兴区/35km13元/ m3/盘扣式北京房山区/20约21元/m本工程盘扣式支架采用一站式服务,支架进出场、搭拆、材料看管均由租恁公司负责。(2)支架经济效益对比因轨道桥梁体截面较小,为异型截面，不具参考性,经济比选选取2m跨度公路桥梁单箱单室梁进行分析,公路桥截面形式及支架设计详见公路桥设计图。表七 支架经济比选结果一览表支架类型搭设高度（m)支架体积(m）搭设时间（工天)拆除时间(工天)使用周期(d)总造价(元)平均单价（元/m）碗扣式1141895183 15.62054.0 3122858 13.82966.6 42439391. 13.2盘扣式391.21651785.2461201212495.221.91711.232120522115通过以上计算，可以得出以下结论:1)由上表可知:当使用周期均为45天时,搭设高度相同时,碗扣架的总造价盘扣架总造价;2）通过计算可知：当使用周期为3天时，搭设高度相同时，碗扣架的总造价盘扣架总造价。计算详见附件2:支架经济比选计算表。(三)优缺陷对比表八 支架优缺陷对比表序号对比项目碗扣式支架盘扣式支架1原材料外观及实体质量较差,钢管锈蚀严重,壁厚不达标。外观及实体质量较好,钢管均涂刷防锈漆,壁厚达标。2受力体系/单元桁架受力3地基解决压实后硬化压实后硬化4扫地杆搭设规范规定不大于地面35c，一般情况下，垫木(5cm)底托(5cm)+立杆底至第一个碗扣节点的距离(37cm)=47cm,实际施工需单独增设扣件钢管作为扫地杆。规范规定扫地杆距离地面不大于5cm,可使用第一道盘扣横杆作为扫地杆,不需要单独设立。4剪刀撑搭设剪刀撑设立数量多,施工繁琐。剪刀撑设立数量较少，施工简便。5主龙骨一般情况下采用优质木方。一般情况下采用槽钢。6支架内空间内部空间较小，操作不太方便。内部空间较大，便于操作。操作平台操作平台需将立杆从底升到顶,支架搭设量较大。操作平台可作为悬挑式,减少了支架搭设量。8节点安装质量上碗扣及限位销破损现象严重,且工人一般未逐个检查上碗扣是否扣紧,节点安装存在安全质量隐患。节点安装质量较好，限位销均使用铁锤敲紧,肉眼可观测,检查方便。9搭拆周期搭拆周期长。搭拆周期短。10作业工人因搭设量大，持证人员较少,普遍存在木工、砼工参与支架搭设的现象,安全隐患较大。由专业公司具有职业资格证的特种工人进行搭设，职业素养高。1材料损耗由于钢管锈蚀严重,安装及拆卸过程中均会导致一定的材料损耗。钢管均采用Q34及以上钢材制作并涂刷防锈漆,钢管在使用过程中不易变形,损耗非常低,可忽略不计。10结论承插型盘扣式支架体系重要以单元桁架做为基本计算单元,桁架结构具有较好的抗倾覆性及稳定性,其横杆长度有-30、H-60、H-90、HG-12、HG-150等基本型号,且可以运用盘扣节点设立双槽钢托梁,调整局部立杆排布,能满足大多数情况的支架搭设规定,施工十分方便。也可以运用架管搭设悬挑支撑结构做为操作平台,有助于在场地狭窄的区域进行支架搭设施工，减少工作量,节约施工成本。在外观质量方面，盘扣式支架架管均涂刷了防锈漆,不易锈蚀,且连接节点均使用插销、连接端头等构件进行连接,施工过程中钢管几乎无损伤，整体外观质量容易控制。承插型盘扣式支架与碗扣式支架相比较，在承载能力及外观质量控制等方面具有非常明显的优势,但施工成本略高于碗扣式支架。在一些施工场地狭窄、工期较紧张的工程中,承插型盘扣式支架可以做为一种较好的选择与其它施工方案进行比选。1 案例剖析11.1施工部位概况正线517m刚构桥梁部截面为实体连续板梁,计算跨度为（1529+31716.52)m，梁长85.28m，桥面宽134m,-截面位置梁高.25m，中支点处设立牛腿，梁高局部加高至15,因恒载和静活载引起的最大竖向扰度为mm，小于跨度的11600，梁体不设预拱度。图二十 正线7刚构连续板梁1/2立面图(单位:c)图二十一 正线17m刚构连续板梁-I断面图(单位:cm）图二十二 正线517m刚构连续板梁断面图（单位：cm)11支架设计(）本工程采用系列承插型盘扣式支架,支架纵横向间距为0.6m、0.9m、2m、1.5m等尺寸,步距为1.5m,架体的搭设形式为矩阵式桁架支撑结构,支架体系构造参数如表九、表十、图二十所示。表九 支架构造布置参数表梁体类型跨度(m)支架搭设高度(m）立杆顺桥向间距(mm)立杆横向间距(m)立杆步距(m)517m刚构连续板梁189150201500注:刚构连续梁翼缘板下支架横向布置间距为100mm,梁高185m处支架纵向布置间距加密为900+600mm。()本工程梁底模板支撑用主龙骨采用0#双槽钢，次龙骨采用优质方木，布置参数如表九所示：表十 正线57m刚构连续梁主、次龙骨布置参数表名称类型材质尺寸高宽(m)布置方向布置间距(mm)弹性模量N/2抗弯N/mm抗剪N/m主龙骨10#双槽钢Q25/横向1020600205/次龙骨方木松木10100纵向29031.图二十三 正线7刚构连续梁跨中(梁高1.）横断面支架布置图1.3门洞设计正线及出入段线桥梁51m刚构连续梁受施工便道及未拆迁水泵房影响需设立门洞。门洞位置设立三层工字钢作为支撑横梁,从上往下依次为490mm(水泵房:45a#900mm)、双根2、单根2a#900mm工字钢。洞口顶部铺设封闭防护板,两侧设立安全网,并在洞口防止安全警示牌。门洞处双排架与主架体拉结，每3m一道,门洞处支架设计如图二十四二十七所示。图二十四 正线5m刚构连续梁跨既有线门洞架体立面布置图图二十五 正线17m刚构连续梁跨既有线门洞架体平面布置图图二十六 1m刚构连续梁跨水泵房门洞支架立面布置图图二十七 正线517m刚构连续梁跨水泵房门洞支架平面布置图14施工情况正线57m刚构桥于 9月8开始施工,支架体系采用承插型盘扣式支架,共搭设支架961m3,并设立有两个小型门洞,门洞最长跨度为1m,均使用盘口支架立杆做为门洞立柱,主龙骨采用10#双槽钢，次龙骨采用10cm方木,梁体底模板为18m厚木模板,梁体腹板采用18m竹胶合板,于 10月22日混凝土施工完毕,共历时34日历天，小于盘扣支架的租赁周期(45）,施工过程未发生安全质量事故,应用效果良好。12 实时施工图片图二十八 安装底托及首层横杆图二十九 安装首层立杆图三十 按顺序搭设支架图三十一 安装斜杆图三十二 安装顶托图三十三 安装龙骨图三十四 安装操作平台图三十五 工字钢尺寸实测图三十六 安装门洞龙骨图三十七 门洞龙骨加固图三十八 安装门洞防护棚图三十九 设立门洞警示牌图四十 混凝土施工