承插型盘扣式支撑架施工技术

2022-08-11赵云鹏中铁十七局集团第二工程有限公司

门窗 2022年5期

赵云鹏中铁十七局集团第二工程有限公司

1 工程概况

西安地铁5 号线二期，文教园站～张旺渠站区间桥梁，全长1302.214m，线路自文教园站引出，穿过西咸文教园景观广场，在桥梁WZ5#～WZ8#墩处采用（30m+35m+30m）双线连续梁上跨沣柳路。梁体采用等高截面单箱单室斜腹板梁，梁高1.80m，梁顶宽10.30m，底宽5.62m，梁端底宽加宽至6.50m。顶板厚0.3m～0.5m，底板厚0.3m～0.5m，腹板厚0.4m～0.9m，边支座中心横向间距均为4.40m，中支座横向间距为5.00m。中支点及边支点处设置横隔板，横隔板设置过人洞，中支点处横隔梁厚2.0m，边支点横隔梁厚1.0m。箱梁采用支架逐段现浇施工，第一现浇段为第二跨距6#墩中心4.50m位置，长度34.4m；第二现浇段为第三跨7#距墩中心4.5m位置，长度35m；第三段浇筑剩余部分，长度25.4m，支架搭设高度在4.8m～8.6m之间。

2 方案比选

本工程支撑最高处为8.60m，最低处为4.80m，大部分支架基础位于市政道路的沥青路面上，梁形式为单箱单室，梁体受力简单明确。

承插型盘扣式支撑体系的立杆采用直径Φ60mm，壁厚t=3.2mm 的Q345A 钢；水平拉杆采用管径为Φ48mm，壁厚t=2.5mm的Q235B钢；斜拉杆件采用管径为Φ48mm，壁厚t=2.5mm 的Q195 钢，可调底座为Φ48mm × 6.5mm × 600mm，可调托座为Φ48mm×6.5mm×600mm，材料均经过热镀锌处理。碗扣支撑架的立杆采用直径Φ48mm，壁厚t=3.0mm的Q235A 钢；横杆、间横杆、斜杆管径均为Φ48mm，壁厚t=3.0mm的Q235A钢。

由于碗扣支架市场材料质量参差不齐，碗扣支架材料的锈斑位置未加固处理即重复涂刷红油漆，因此支架材料质量难以把握。而盘扣支架材料是一种新型材料，市场周转次数较少，并且盘扣式脚手架采用统一的热镀锌表面处理，彻底摒刷漆和喷漆的表面处理，这种不掉漆、不生锈的表面处理方式除了外观一致，大气美观的银色也为工程提升了形象。镀锌的表面处理方法延长了钢管寿命到15～20 年。同时材料自身质量有保障。经项目总工程师及相关人员研究比较，拟采用承插型盘扣式支撑架进行现浇箱梁的施工（见图1、图2）。

图1 承插型盘扣支架实体图

图2 承插型盘扣支架构造图

盘扣式支架其具有以下特点。

（1）采用低合金高强度钢，承载能力高，考虑安全系数，单肢设计承载力可达40kN以上。

（2）立杆，水平拉杆、斜拉杆的盘扣插接使支撑架具有很好的稳定性且材料用量少，效率高，盘扣满堂支架每一独立单元均为稳定结构，横斜杆插销具有防掉、自锁装置，立杆连接采用内带连接棒套接方式连接，同时所有的连接都是靠插销进行，作业人员只要一把锤子就可以完成各构件之间的牢固连接,安装简易快捷。

（3）盘扣式脚手架采用统一的热镀锌表面处理，彻底摒刷漆和喷漆的表面处理，这种不掉漆、不生锈的表面处理方式除了减少了高额的人均保养成本以外，外观一致，提升了工程形象，同时支架较碗扣杆件粗壮，使得盘扣支架坚固耐用，且尺寸单一，堆码方便、周转次数高、从而节约成本。

3 承插型盘扣式支架施工

3.1 施工工艺流程

场地平整→地基碾压→地基检测→浇筑垫层混凝土→支架位置放样→盘扣支架搭设→支架验收。

3.2 地基处理

为保证盘扣支架地基承载力，需要对地基进行处理。支架搭设前先清理场地内的浮土及钻机施工时留下的泥浆；根据梁底标高与盘扣支架配杆高度确定地面标高；然后用铲车推平场地并刮平后，用8t振动压路机压实；并检测基地承载力是否满足设计要求，当地基承载力满足设计要求后，再已处理平整、压实的地基基础上浇筑15cm厚C20混凝土垫层，垫层与墩柱最外侧边缘平齐，宽度比梁体支架宽100cm，垫层浇筑完成后，在基础两侧顺桥向各设排水沟一道，保证排水系统要畅通，避免雨水浸泡地基。6#～7#及7#～8#之间为既有沥青路面，地基承载力满足要求，无须单独进行地基处理。由于沥青路面无法设置排水沟，采取截水引流方式，设置25cm高砖砌挡墙，将雨水引导至架体外侧集水坑，并进行抽排。

3.3 支架搭设

（1）承插型盘扣式支架特点

承插型盘扣式钢管支架，整个脚手架由盘扣代替杆件之间的连接构件；竖向直插式接长套筒代替对接连接扣件；横杆接头代替直角扣件。

（2）安装流程

可调底座安装：按照设计尺寸并根据放样支架位置安放垫板及底座。垫板的长度不宜少于2跨，底座为可调节底座，长0.6m，丝杆外露长度不得超过0.3m，作为扫地杆的最底层水平离地高度不得大于0.55m。当单肢立杆荷载设计值小于等于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40kN时，底层的水平杆应比标准步距缩小一个盘扣距离，且应设置竖向斜杆。

立杆及横杆安装：立杆尺寸为A60×3.2mm，水平杆尺寸为A48×2.5mm。根据支架纵横向布局放置好支架底拖后插入立杆，立杆由工人扶好，并将横杆接头插入立杆盘扣内，第一道横杆先不用插紧，待第二道横杆安装完成后将第一根横杆敲紧，并将锁销插入锁孔，以此方法周二复始，完成整个支架安装，同时明确支架首层立杆宜采用不同长度的立杆交错布置，错开立杆竖向距离不应小于0.5m，并用0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m的立杆配凑支架高度。

斜杆安装：斜杆尺寸为A48×2.5mm，当横杆搭设完成后，按要求搭设斜杆，斜杆由底层横杆连接上一层横杆，斜向设置，呈“Z”型布置，当搭设高度不超过8m，步距宜不超过1.5m，支架架体四周外立面向内的第一跨每层均应设置竖向斜杆，架体整体底层以及顶层均应设置竖向斜杆，并应在架体内部区域每隔5跨由底至顶纵、横向均设置竖向斜杆或采用扣件钢管搭设的剪刀撑。

当支架的架体高度不超过4个步距时，可不设置顶层水平斜杆；当架体高度超过4 个步距时，应设置顶层水平斜杆或扣件钢管水平剪刀撑。当搭设高度超过8m时，竖向斜杆应满布设置，水平杆的步距不得大于1.5m，沿高度每隔4～6 个标准步距，应设置水平斜杆或扣件钢管剪刀撑。周边有结构物时（桥墩），宜与周边结构物形成可靠拉结。

可调托座安装：整个支架完成安装后放置支架可调托座，托座采用与立杆配套丝杆，直径48mm。可调托座伸出顶层水平杆或双槽托梁的悬臂长度严禁超过0.65m，且丝杆外漏长度严禁超过0.4m，可调托座插入立杆或双槽托梁长度不得小于0.15m。由于市政既有道路与设计梁面标高无法选择高差时，可根据现浇连续梁纵向坡度或既有沥青道路地面高差，在部分位置支架上端或下端利用立杆0.2m 或0.5m节点位差配合可调底座、可调托座进行调节。

盘扣支架按要求安装完成后，作业人员调整可调底托、可调托座处于立杆的中心位置，同时校正水平杆步距，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总高度的1/500,且不得大于50mm。并逐个敲打连接盘处的插销，至插销插入试验规定的插入深度的刻度线以下，保证插销连接自锁后不拔脱，且抗拔力不得小于3kN。

连墙件的安装：连墙件必须采用可承受拉荷载的刚性杆件，连墙件与脚手架立面及墙体应保持垂直，同一层连墙件宜在同一平面，水平距不应大于3跨，与主体结构外侧面距离不宜大于0.3m，连墙件应设置在水平杆的盘扣节点旁，连接点至盘扣节点距离不应大于0.3m；采用钢管扣件作连墙件时，连墙件应采用直角扣件与立杆连接。

支架拆除：支架安装完成后，按规定的验收方式验收支架，再在支架上施工上部结构，待梁体混凝土浇筑完成并按要求张拉压浆完成，拆除支架。在拆除支架作业时，按先搭后拆，后搭先拆的原则，从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下同时拆除，严禁抛扔。分段、分立面拆除时，应确定分界处的整体性，保证分段后架体稳定。

4 工艺比对

根据承插式盘扣支架与碗扣支架的工艺特点,从安全质量、工效成本、结构稳定性方面进行工艺比对，希望对市政现浇梁的支撑体系选择提供参考。

（1）安全质量方面：与碗扣支架相比承插式盘扣支架杆件操作简单，易于控制、承载能力高，盘扣支架的可调底座与垫板接触的钢板面积大，立杆荷载分散的程度高，同一要求的地基，地基受力荷载有所减弱，同时插销在水平杆上,扣接头插销孔上面小下面大，尾端的突出半圆铆钉限制，只能往下，不能往上拿出扣接头，不容易丢失盘扣式脚手架自锁式连接盘和销子，楔形插销的斜度楔入连接盘后靠自重即可锁紧，且立柱连接套筒安全可靠，盘扣式脚手架竖向立杆连接采用内带连接棒套接方式，连接棒带弹簧销钉，定位在立柱预留孔上，保证立杆同轴同心，竖向荷载传力可靠，使得安全质量保证率有明显的提高。

（2）工效成本方面：与碗扣支架相比立杆、水平拉杆和斜拉杆的盘扣插接使支撑架具有很好的稳定性，立杆承载能力高（盘扣支架立杆较碗扣支架立杆粗，同一壁厚的支架，盘扣支架的立杆较碗扣支架的立杆截面惯性矩大2倍有余，同时换算每米重量比率基本相等，见表1）致使材料用量少，且操作简单、装简易快捷。在人工、材料上节约成本，工效高，同时施工节点时间易控制，施工循环周期稳定，有利工期把控。盘扣支架的材料均采用热镀锌防腐处理，坚固耐用，尺寸单一堆码方便，周转次数高。

表1 盘扣支架与碗扣支架材料理论重量对比表

（3）盘扣满堂支架每一独立单元均为稳定结构，而碗扣独立单元为平行四边形不稳定结构需靠加整体剪刀撑成为稳定结构。碗扣支架独立单元为平行四边形不稳定结构，需靠加整体纵、横水平方向、斜向剪刀撑成为稳定结构，而盘扣支架独立单元的平、横、纵向斜杆使每个单元都是固定的三角形格构式结构，通过每个独立的平、横、纵面单元组成整体稳定结构。