立交桥跨线桥承插型盘扣式钢管支架施工工法.docx

立交桥跨线桥承插型盘扣式钢管支架施工工法1前言1.0.1 随着城市化进程的加快，城市基础设施建设需求不断上升，人们通行需求及品质提升，城市高架桥及市政立交桥的建设不断增加，交通网络不断变得错综复杂。1.0.2广州市花都区广州北站至白云国际机场快速通道工程迎宾立交桥通过迎宾大道立交接入迎宾大道东延线通往白云机场，辅道通过平交接入 G106，C、D桥主线内侧地铁9号线在建，且处于既有道路日常交通繁忙，场地极为受限，交通安全压力大，安全文明施工要求高，施工难度和施工风险大大提高。传统的碗扣式钢管式支架整体性较差，容易受外在因素失稳而造成的工程事故仍时有发生。为确保桥梁安全跨越既有道路，减小外在因素（交通安全、车辆通行等）影响，加快施工进度，尽快恢复道路通畅。采用承插型盘扣式钢管支架满堂搭设，承插型盘扣式钢管支架是在传统的碗扣式钢管支架的基础上发展而来的一种新型承插型钢管支架。承插型盘扣式钢管支架（以下简称承插型支架）是在传统的碗扣式支架结构上增加主体斜向支撑形成一种结构几何不变体系。有力克服了传统支架只利于承受坚向传载，而在受水平荷载容易失稳的不足。利于支架整体受力，稳定性强。1.0.3该承插型支架搭设、安拆更为便捷、环保；承载力大，整体稳定性好，变形小，安全可靠；使用材料少，用转次数多，利于投资；实际施工过程中，省时省力。值得推广应用。因此总结形成本工法，供类似工程参考借鉴。2工法特点2.0.1承插型支架刚度高，整体稳定性能强，线形易控制、作业安全可靠。2.0.2该支架所有构配件均采用热浸镀锌，防止锈蚀，可多次周转使用。2.0.3施工操作作业程序简单明了，作业人员易掌握。2.0.4承插型支架使用材料少，施工速度快，安拆方便，利于一次性投资。3适用范围适用于立交桥跨线桥施工、既有道路桥梁施工，互通式桥梁施工及各级公路、铁路上跨或下穿的类似工程施工。4工艺原理承插型盘扣式钢管支架工艺原理上要有两点:一是立杆采用套管或连接棒承插连接接长；二是在立杆上按50cm布距焊接连接盘，连接盘水平向对称布置大小8个插孔，支架水平杆、斜杆均采用杆端扣接头卡入连接梳，用楔形插销快速连接，形成结构几何不变体系的钢管支架。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程立交跨线桥梁承插型盘扣式钢管支架搭设工艺流程见图5.1图5.1承插型建扣式钢管支架搭设施工工艺流程5.2支架构成及支撑体系设计5.2.1支架构成 承插型盘扣式钢管支架由立杆、基础立杆、水平杆、竖向斜杆、水平斜杆、基座、下调基座、可调托撑、扶手，爬梯、销板、连接棒等组成见图5.2.1-1、图5.2.1-2。 图5.2.1-1可调托座伸出立杆水平杆的悬臂长度1- 连接盘；2-扣接头插销；3-水平杆杆端扣接头；4-水平杆；5-斜杆；6斜杆杆端扣接头；7一立杆图5.2.1-2 盘扣节点5.2.2支架各种构配杆件的材质、规格及使用特性1构配杆件的材质及规格：1）立杆：Q345603.2规格3000mm、2000mm、1500mm、1000mm、500mm、250mm2）横杆：Q345482.5规格900mm、1200mm、1500mm3）竖向斜杆：Q195422.5规格0915mm、1215mm、1515mm4）水平剪刀撑采用3.0厚48钢管。钢材采用Q235。2各构配件使用特性1)立杆、基础立杆：是整个支架系统的主要受力构件，主要区分为基础立杆(不合连接棒），立杆（含连接棒)，是以四方管连接棒作为立杆连接方式。2）基座：已套筒（内插式）连接基础立杆，方便快捷组装及调整至任意高。3)下调基座：连接于立杆上方（外插式），可灵活使用调配高度，弥补立杆的不足，尤其在支撑物高度渐变时发挥作用极大。4)水平杆：连接各立杆形成一脚手架组，使各立杆间受力均布并相互支持，不产生弯曲变形5）水平斜杆：用以固定单组脚手架,使之不产生扭曲，可增加牌手架的稳定度。6）竖向斜杆：用于承受水平力，分散各脚架承载重，使整座盘扣架不扭曲变形。7）上、下可调底座：用于各立杆调整水平高、低。牙管做冲压点，防止螺母松脱，并保持牙管与基础立杆或基座连接。5.2.3支架支排体系设计1模板支撑体系设计 模板支撑采用盘扣式钢管支架，满堂搭设、从原地面或基础处理面标高处开始搭设:底部为可调底座，依次为基础立杆、立杆、水平杆、各类斜杆、可调底座等往上直到桥梁结构底板底，15mm胶合板，次龙骨为铝合金梁间距300mm，主龙骨采用16号工字钢；架体高度超过8米时，架体从底部到梁底采用483.5钢管及扣件间隔6米搭设水平剪刀撑，桥墩处从低到顶采用483.5钢管及扣件间隔3米搭设抱柱结构，保证架体整体稳定性。2支架搭设形式灵活多样 采用盘扣式资管支架搭设灵活多样，可不同承载要求选配各种形式杆件，设计不同布局的架体。在同一架体中根据承载不一同样可选择格构形式。以迎宾立交桥A3联支架为例：按照顶板支架均布受力计算，单肢立杆承重砼断面面积1.43m2,计算荷载组合单肢立杆承载44.62KN，支架搭设选用形式即为: 架体布置:纵横向间距1.5m*1.5m,格构内水平杆和竖向斜杆布置步距为1.5米。连接格构水平杆布置步距为1.5米。主龙骨排列间距为1500mm,次龙骨排列问距采用间距为300mm。 架体自由端高度:模板支架可调托座伸出顶层水平杆或双槽钢托梁的悬臂长度严禁超过500mm，且丝杠外露长度严禁超过300mm,可调托座插入立杆或双槽钢托梁长度不得小于150mm。架体最顶层的水平杆步距设置比标准步距缩小一个盘扣间距。模板支架可调底座调节丝杠外露长度不应大于300mm,作为扫地杆的最底层水平杆离地高度不应大于550mm。剪刀撑设置：高度大于8米，每隔6-9米从底至顶设置水平剪刀撑 5.3施工操作要点5.3.1基础处理支架搭设范围内的地表或软基先进行清理，回填处理，表面应平整，进行再机械压实，且进行地基承载力试验，结果不小于80kPa后，进行硬化处理。5.3.2承插型支架安装搭设1准备工作:根据搭设施工图测量放线，确定立杆搭设位置。计算得出立杆排架尺寸、选用定长的水平杆，并根据支撑高度组合套插的立杆段、可调托座和可调底座；检查盘扣杆件、插销是否有缺陷、腐蚀情况，是否符合质量标准及设计要求；检查场地平整度，底托检查、底层拼接是否顺直无起伏，线锤垂直度，以控制好调平和线型。2搭设顺序:根据立杆放置可调底座，按先立杆后水平杆再斜杆的顺序搭设，形成基本的架体单元，以此扩展搭设成整体支架体系。3搭设要点：1)模板支架必须与已成型的墩柱形成有效拉接，视情况设置剪刀撑。2）可调底座准确放置在定位线上，保持水平。3）根据支撑平面配置方案放置立杆，以4个为1个基本组装单元，进行分层搭设，立杆之间通过连接套管连接，在同一水平高度内相邻立杆连接套管接头的位置错开，且错开高度不宜小于75mm。模板支架高度大于8m时，错开高度不宜小于500mm。4）水平杆扣接头与连接盘的插销用铁锤击紧至规定插入深度，完成第一层安装。5)每搭完一步支模架及时校正水平杆步距，立杆的纵、横距，立杆的垂直偏差和水平杆的水平偏差。立杆的垂直偏差，不应大于模板支架总高度的1/500，且不得大于50m。6）支架的斜杆设置要求：依据建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程，当搭设支架超过8m时，竖向斜杆要求满布设置，水平杆的步距不得大于1.5m,沿高度每隔4-6个标准步距设置水平层斜杆或扣件钢管剪刀撑。7）翼板支架设置斜拉钢管，斜拉钢管伸入底板支架下3根站杆，每隔一排设置一道，与站杆相交部位用扣件连接，与水平横杆的夹角呈30。8)支架最顶层的水平杆步距要求比标准步距缩小一个盘扣间距。9)底板支架可调底座调节丝杆外露长度不大于300mm,作为扫地杆的最底层水平杆离地面高度不大于550mm。当单肢立杆荷载设计值不大于40kN时，底层的水平杆步距可按标准步距设置，且应设置竖向斜杆；当单肢立杆荷载设计值大于4OkN时，底层的水平杆要求比标准步距缩小一个盘扣间距，且应设置竖向斜杆5.3.3承插型支架检查、验收1承插型支架搭及要求根据情况，按进度分阶段进行检查和验收：基础完工后及模板支架搭设前；2)超过8m的高支模架搭设至一半高度后；3）搭设高度达到设计高度后和混凝士浇筑前。2承插型支架重点检查、验收内容:1)基底承载力符合设计要求，立杆与基础间应无松动、悬空现象，底座、支垫应符合规定；2)搭设的架体三维尺寸符合设计要求，搭设方法和斜杆、钢管剪刀撑等设置应符合本规程规定；3)可调托座和可调底座伸出水平杆的悬臂长度符合设计限定要求；4)水平杆扣接头与立杆连接盘的插销击紧至所需插入深度的标志线；5)支架验收后要求形成记录。5.3.4支架验收合格后，按方案进行方木模板铺设，调整模板，进行预压，预拱度设置；5.3.5底腹板钢筋绑扎，预埋件安装，钢绞线穿束，内模、端头模板加固，浇筑第一次混凝土；5.3.6养生至设计强度后拆除腹板内模，安装顶板模板，顶板钢筋绑扎；5.3.7结构混凝土浇筑完成后，应采用土工布覆盖，洒水保湿养护7天以上，养生至设计强度后，进行张拉，合格后方可进行下一步。5.3.8承插型支架拆除1）混凝土浇筑完成后，达到设计强度，经总监理工程师、项目总工批准，签发支架拆除许可证，方可进行支架拆除工作。2）执行“先搭后拆，后搭先拆”的原则从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除，严禁抛掷。3）分段、分立面拆除时，先确定分界处的技术处理方案，保证分段分段后架体稳定。5.4资源配置现浇梁施工主要劳动力配置如下表：现浇梁施工主要劳动力配备表工种人员工作内容钢筋工50普通钢筋及预应力钢筋加工制作成型、绑扎混凝土工20混凝土振捣、养护木工36安装、拆除模板架子工60负责施工支架的搭设与拆除普工30接茬处理、材料倒运电工3保证施工用电司机525T吊车、20T吊车、场内运输车人员合计204根据施工需求，可适当增加劳动力组织方式：采用架子队组织模式。施工人员、机械按施工工艺及工期要求进行合理配置。管理人员配备表技术负责人1人技术主管1人技术员3人安全员3人质量员2人试验员2人材料员2人领工员2人工班长2人其中负责人、技术主管、技术员、安全员、质量员、试验员、材料员、领工员、工班长必须由正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。现浇梁施工机械设备配置如下表：主要施工机械设备配备序号机械设备名称型号数量备注1装载机ZL50D1地基处理2挖掘机EX300-31地基处理3汽车吊QY2514千斤顶YQZ1000/80025插入式振动棒ZN25-ZN50106抹光机WH160-36CX17钢筋弯曲机GW40-118钢筋切断机GQ3239钢筋调直机GJ4-14110电焊机BX3-500211抽水机IS200-150212张拉设备YDCN内卡式350t213灌浆设备114汽车泵47m2本机械量只是满足现场一联桥施工需要，根据不同施工进度可增加施工机械。6材料及工具6.1材质要求6.1.1承插型盘扣式钢管支架的构配件除有特殊要求外，其材质应符合现行国家标准低合金高强度结构钢(GB/T1591)，碳素结构钢(GB/T700)以及一般工程用铸造碳钢件(GB/T11352)的规定，各类支架主要构配件材质应符合表6.1.1的规定。 表6.1.1承插型盘扣式钢管支架主要构配件材质立杆水平杆竖向斜杆水平斜杆连接套管可调底座可调托座连接盘、插销Q345Q345Q195Q345ZG230-450或20号无缝钢管Q235BZG230-450或Q235B6.1.2钢管外径允许偏差应符合表.1.2的规定，钢管壁厚允许偏差士0.1mm。表6.1.2钢管外径允许偏差外径D外径允许偏差32、38、42、48+0.2-0.160+0.3-0.16.1.3材质为Q345高强度低合金钢，接头设计时考虑到自重力的作用，使接头具有可靠的双向自锁能力，作用于横杆上的荷载通过盘扣传递给立杆，盘扣具有很强的抗剪能力（最大为199KN）；热镀锌材质制造不容易腐蚀老化。 6.2工具配备序号 机械设备名称规格型号单位数量用途1锤子普通30把敲实2五金工具箱19-222套模板安装3棕绳15mm500米4锚钩MG-46个5墨斗普通1个测量放样6红蓝铅笔普通5支标记750米钢卷尺普通2把测量放样85米钢卷尺普通10把测量放样9小线儿尼龙150克10水平尺1m3把水平度调节11游标卡尺1把钢管壁厚检查7质量控制7.1 质量标准7.1.1满足建筑施工手册(第四版)要求；7.1.2满足建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）要求7.1.3满足建筑结构荷载规范(GB0009-2012)要求；7.1.4满足钢结构设计规范(GB50017-2003)要求；7.1.5满足冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018-2002)要求；7.1.6满足建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程（JGJ231-2010）要求；7.1.7满足危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质【2009】87号要求。 7.2质量控制措施7.2.1保证基础压实度及硬化质量。7.2.2保证承插型盘扣式钢管支架立杆间距及垂直度。7.2.3严格执行材料的质量标准及时做好支架构配件进场检验。7.2.4做好支架架体检查和验收。8安全措施8.0.1做好基础处理:保证基础平整，先清理干净隧道底板杂物，承载力符合施工条件8.0.2承插型支架搭设节点处必须连接紧固，严禁在脚手架上堆放任何超重物品。8.0.3支架上的作业人员在最大作业高度以可以进行正常作业为限，禁止在脚手架上以任何方式加任何增高物具。8.0.4作业人员每次施工前必须对区域内的支撑架进行检查，发现问题及时整改，消除隐患。8.0.5严格按照施工方案及相应的安全技术规范、标准施工，施工时要控制好立杆的垂直度、水平杆的水平度，并确保节点、卸载点位置符合要求。8.0.6作业人员必须严格执行安全技术交底和上岗前的工作安排的规定。9环保措施9.0.1严格执行国家有关部门制定的“文明施工及环境保护”的有关条例。9.0.2施工现场与现况路相邻及路口处设置硬质围挡议夜间警示灯和反光膜。设专人维护，清洗围挡器材。9.0.3对于施工过程中产生的废科要技术消理，堆放到指定地点，保证现场整洁及道路畅通。9.0.4施工场地、便道做好变化，定期酒水，减少灰尘对周边环境的污染。9.0.5地基硬化时要设置纵向排水坡，将施工污水及雨水汇流及时排除。9.0.6要确保做到工完场清，及时恢复原有设施。10效益分析10.1经济效益10.1.1承插型支架构造简单、拆装方便、施工人员易掌握，施工速度快，一般每模支架较传统支架搭设可缩短工期3天。10.1.2承插型支架结构跨度大，构配件少、与同等承线的碗扣式脚手架比较，使用数量降低40%，大量节约了一次性投资。10.1.3承插型支架所有构件均采用热浸镀锌，不易锈蚀，利于多次周转使用。10.2社会效益10.1.1支架杆件刚度高、整体稳定性能好，临边防护到位，施工安全得到有力保障。10.1.2支架搭设整体线形顺直，外观美观，受到监理、业主以及业内同行的一致认可。10.1.3减小过往通行车辆，市民出行影响周期，获得良好口碑。10.1.4广州市花都区迎宾立交桥，中铁二十二局集团有限公司施工的迎宾大道立交工程，支架杆件刚度高、整体稳定性能好，临边防护到位，施工安全得到有力保障。成为花都区政府部门对外迎接外宾及政府领导的必要通行门户，目前已接受市、区级政府、企事业单位、社会团体、花都电视台、花都早晨、广东华隧建设集团股份有限公司多次进行观摩采访交流。11应用实例11.1广州北站至广州白云国际机场快速通道首期工程11.1.1工程慨况本工程路线总体走向为西-东走向，西起于雅瑶中路与聚宝路的交叉处，向东进入雅瑶路后沿既有雅瑶路走廊，依次以桥梁上跨广花公路，隧道下穿规划曙光路、凤凰南路、镜湖大道、平交清塘路后，主线通过迎宾大道立交接入迎宾大道东延线，辅道通过平交接入 G106，线路全长5.76公里，11.1.2施工情况迎宾大道立交设置四条线，A线宽14.1m，桥梁长606.0m ；B线宽14.117.6m，桥梁长度390.5m；C线宽10.7