高支模收费天棚施工技术研究
2021-04-30
(中铁二十局集团第一工程有限公司,江苏 苏州 215151)
1 工程概况
麻竹高速随州西段浪河互通位于随州城区以南浪河村,用以连接城市主干路编钟大道。为随州城南上下高速公路提供方便,设计为B 型单喇叭状。整个互通内共设有1 座匝道桥,5 条匝道,1 处收费站,路基及其防排水工程、路面工程、房建工程、收费站天棚、交安工程。
浪河互通收费站位于A 匝道K0+900 处,为3 进5 出共8 条收费车道,收费广场水泥混凝土路面宽45.4m,车道宽3.5m,收费站顶棚面积1200m2,建筑高度11.9m,屋面层高3.1m,立柱高8.8m,最大柱截面900mm×1100mm,梁截面550mm×1400mm,板厚120mm。
2 施工技术方案
本项目收费天棚层高8.8m,根据模板工程和支撑体系要求:脚手架搭设高度8m 及以上时属于超过一定规模的危险性较大分部分项工程。根据支架地基基础要求,选择满堂支架现浇支撑体系,使用碗扣型支架施工是最合适的,支架搭设可节约大量的人工费和机械费,对交通影响甚小。支架立杆采用Φ48×3.5mm,支架立杆纵横间距和水平间距均按0.9m,支撑立杆的步距h=1.50m,位于梁处立杆需加密设置,按照横距0.45m,纵距0.9m 设置。剪刀撑间距按3.5m 设置,交角45°,搭接长度≧1m,纵横向扫地杆按距地0.2m设置。
2.1 支架现浇工艺
支架地基处理—安装立杆、纵横—安装底板—支架预压—绑扎钢筋—立侧模—浇筑混凝土—支架拆除
2.2 地基处理
收费天棚处位于半填挖方地段,支架搭设之前,首先施工路基工程至路基顶面标高,铺设路面底基层级配碎石,调整纵横坡,使用钢轮压路机压实,沿收费站广场四周设置排水沟,引流地面水避免渗入收费广场路基内。地基处理完毕后测量放样,放出收费天棚立柱及收费大棚中心线,同时确定出立杆杆件位置。
2.3 支架搭设
将脚手架材料运至现场,根据提前确定的位置摆好垫板,一般采用木板作为垫板。按照脚手架立杆纵横间距0.9m,支撑立杆的步距1.50m 设置。当立杆处于梁附近时增加立杆,按照横距0.45m,纵距0.9m 设置。收费天棚支架搭设顺序沿立柱从中间向两边搭设,先安放好可调底托,根据立柱高度不同的整好底托上的顶面高度。收费天棚支架搭设完成后用钢管扣件加设剪刀撑,纵横向剪刀撑间距宜小于为3.5m。钢管脚手架接头互相错开,螺栓要紧固,连接材料应使用扣件。剪力撑底部接触地面,确保支架的整体稳定性。两排间得纵向、横向剪刀撑用螺栓拧紧,上下形成整体。
2.4 支架预压
高支模收费天棚支架预压的目的是检验支架及地基基础强度,消除支架塑性变形及地基沉降变形,保证支架架体稳定。在一定程度上能够测验出地基是否沉降。对支架的沉降及变形进行观测没,如沉降或变形过大,及时反映并采取加固措施。
本案中选择最大梁高和最大板厚处进行预压,支架预压采用沙袋预压,预压荷载为顶板及梁自重的90%,预压堆载前,所有的横向剪刀撑,纵向剪刀撑,支架的加固等均需完成。在支撑体系上下各设置观测点,用水准仪每6h 观测一次堆载后与堆载前的数据变化,出现沉降差大于设计规范要求时,采取措施增加架体稳定性。
2.5 钢筋模板砼施工
混凝土浇筑前一天对整个模板支撑系统进行检查,检查梁板模板支撑系统,如有不符合要求地方,必须进行加固整改。收费天棚立柱浇筑后绑扎梁、板钢筋,梁板钢筋骨架在钢筋加工场统一下料,采用25t汽车吊将钢筋骨架吊至天棚顶面,钢筋安装后立侧模,确保模板标高、位置、尺寸准确,模板拼缝密实。浇筑混凝土前清除模板内杂物,同时检查钢筋保护层厚度。收费天棚混凝土浇筑采用2台47m汽泵泵送入模。浇筑时从天收费天棚顶由低向高浇筑,采用插入式振捣棒振捣,浇筑完成后覆盖洒水保温养护。
2.6 支架的拆除
当收费天棚顶板砼强度达到设计强度及规范要求后,方可进行支架拆除。拆除支架按照先下调顶托,在拆剪刀撑、纵横杆、立杆的顺序。各杆件不准一次全部拆除,剪刀撑随纵横杆一次拆除。支架拆除应对称、均匀、缓慢、有序地进行,拆除时安排专人指挥。
现场支架搭设图
收费天棚现场图
收费站布置图
3 支架计算书
计算参数:碗扣支架立杆纵横间距和水平间距均按0.9m 布置,梁处加密间距为0.45m。横向剪刀撑间距3.5m,纵向剪刀撑间距为3.5m,在顶托上横向铺设10×15 方木,再在方木上铺设间距为25cm 的10×10cm 方木。验算时按照支架立杆间距0.9m 均布荷载验算。
支架立面简图
支架验算荷载:
① 梁板钢筋与砼自重:
取混凝土比重24KN/m3,774.5×24=1.86×104KN
梁板钢筋重2255KN,按荷载全分布在底板上计算
底板面积20.852×45.4=946.7m2
q=(1.86×104+2255)/946.7=22.03KN/m2
② 模板自重:0.75KN/m2
③ 施工人员及机具重量:2.5KN/m2
④ 倾倒砼与振捣产生的荷载:均按2.0KN/m2
(1)10×10 方木验算
方木间距0.25m,跨径0.9m,按每0.25m 荷载由一根方木承担
q=(2+2+2.5+0.75+22.03)×0.25=7.32 kN/m
Ix=b4/12=8330000mm4Wx=b3/6=167000mm3
1)强度验算
最大弯距为:Mmax=qL2/8=1/8×7.32×0.92=0.74 KN.m
由强度公式 δ=Mmax/Wx可得:
δmax=0.74×106/1.67×105=4.43Mpa<[δ]=11.0 MPa,符合要求
2)挠度验算
fAB=5qL4/384EI
=5×7.32×9004/(384×8.33×106×8.5×103)=0.9mm<900/400=2.3mm符合要求。
(2)横向10×15 方木验算
方木间距0.9m,跨径0.9m,平均分布在方木上的荷载
q=(2+2+2.5+0.75+22.03)×0.9=26.35 kN/m
Ix=bh3/12=28125000mm4Wx=bh2/6=375000mm3
1)强度验算
最大弯矩:Mmax=qL2/8=1/8×26.35×0.92=2.67 KN.m
бmax=Mmax/WZ=(2.67×106)/375000=7.12 Mpa<[б]=11 Mpa
2)梁跨中最大挠度
fmax=5ql4/384EIZ=1.0mm<900/400=2.3mm,满足要求
(3)立杆验算
每0.9×0.9m 范围内荷载由一根立杆承受,则单根立杆上受力为:
(2+2+2.5+0.75+22.03)×0.9×0.9=23.7KN<35 KN,满足要求。
4 结语
现浇支架施工是基础性施工重要环节,支架体系设计和搭设需满足设计规范要求。对于收费天棚高支模支架的搭设,当柱高在小于9m 时,选择板立杆横距≤900mm,纵距≤900mm,支撑立杆的步距h=1.50m,梁处立杆横距450mm,纵距≤900mm,可满足施工安全技术要求。