盘扣支架施工工法概要.docx
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盘扣支架施工工法概要
现浇箱梁承插式盘扣支架施工工法
杨兴斗俸祝冯德刚
中交三公局桥梁隧道工程有限公司
1、前言
随着国家重大经济决策的制定，各省市基础设计建设进程对应快速的发展,人民的生活水平层次递进，互联网络和交通运输已经深入民众，这需要更加发达的交通网络和互联互通的经济命脉，高速公路和城镇化建设的进程极速扩展，需新建大量的公路、铁路、市政立交桥。
而在日渐复杂的交通网络中集中环绕并且相互上跨或下穿公路、铁路、市政设施的现浇箱梁立交桥的应用十分的广泛。
陕西黄延高速扩能工程龙头河立交枢纽EK0+969.369匝道桥上跨黄延高速，采用4*20m四跨现浇箱梁结构。
本桥根据现场交通的布控和施工通车的需要采用盘扣支架设计。
编制了施工专项和安全应急预案，并经有关专家评审通过。
完成的箱梁各截面尺寸和标高与设计吻合，各项指标均符合设计及规范要求，有效的杜绝了安全和交通事故的发生，保证了工程质量及施工工期。
本工法在总结现浇箱梁盘扣支架成功经验的基础上，并经过广泛的调查研究，认真总结实践经验，结合多种截面现浇箱梁的一般特点，充分考虑各种地质条件，本着安全、经济、合理的原则进行编制，对类似的现浇箱梁施工具有参考借鉴意义。
2、工法特点
2.1功效高
构造简单、拆装简便、快速，完全避免了螺栓作业和零散扣件的丢损，接头拼装拆速度比普通碗扣式脚手架快5倍以上，拼拆使用人力较少，工人用一把铁锤即可完成全部作业即可完成作业、省时省力，如图2.1.1所示。
2.2多功能、通用性强
由于盘扣钢管支架组拆方便，整体稳定性好，变形小的特点，可根据现场的施工要求，可以组成不同的组架尺寸、形状和承载能力的单、双排脚手架，支撑架，支撑柱等多种功能的施工装备。
2.3承载力大、安全可靠
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。
立杆连接是同轴心承插，节点在框架平面内，接头具有抗弯、抗剪、抗扭力学性能，结构稳定，承载力大，同等力。
2.4便于管理
维修少、装卸快捷、运输方便、易存放，横杆可提前拆下周转，省材省时。
2.5盘扣式脚手架使用寿命比普通脚手架高很多，一般可以用10年以上，由于抛弃了螺栓连接。
构件经碰耐磕．就算锈蚀不影响拼拆使用。
3、适用范围
本工法适用于荷载重、中高墩、地基处理深度较浅的现浇箱梁施工，特别是地势地貌起伏比较大的较特殊施工工艺要求。
4、工艺原理
本工法工艺原理根据梁体的荷载分布规律的基础上，分析通过木模板将全部荷载传递到大方木（主梁），由主梁传递到立杆，最后，通过垫木、混凝土垫层传递给地基。
同时，对地基、支架、模板及模架系统进行稳定验算，对支架结构进行合理的布置。
在支架和模板就位后进行超重预压，准确测定盘扣支架的弹性变形，经过调整消除非弹性变形后，进行梁体混凝土浇筑，待梁体张拉后完成脱模及拆架的过程。
5、施工工艺流程及操作特点
5.1施工工艺流程
5.2
地基处理施工测量放样安装底座、调整水平安装立杆、水平杆、斜杆支架搭设高程调整安装模板支架超重预压支架调整、检查验收浇筑梁体混凝土、张拉支架拆除
5.3施工方法
5.2.1地基处理
转体承台分上承台和下承台两部分，由于EK0+969.369匝道桥现浇箱梁多次跨越黄土U型冲沟，需要对冲沟坡体进行地基处理，开挖台阶。
5.2.1.1支架施工地基承载力要求不小于77.93KN/m2,即承载力不小于77.93Kpa,箱梁支架施工场地根据高程修整台阶式平台，并且在平台上换填10cm砂砾，再浇筑10cm的C20混凝土进行硬化处理，地基承载力可达到300Kpa,地基处理时从中间向两侧做1%的横坡，便于排水。
5.2.1.2限如地基承载力不小于100KN/m2,平整后可直接进行调平层施工，如地基表层已硬化、封水处理，可直接搭设支架。
调平层横坡不小于1.5%，承压区域两侧可视地貌情况增设排水沟，防止积水浸泡，造成地表失稳。
图5.2.1地基处理
5.2.2支架搭设
5.2.2.1材质要求
5.2.2.1.1搭设支架全部采用φ48.3mm，管壁厚为2.5mm的钢管，钢管壁厚是保证结构承载力的重要条件，其质量符合现行国家标准《建筑施工盘扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ166-2008的规定。
5.2.2.1.2钢管表面平直光滑，无裂纹、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划痕，不得采用横断面接长钢管。
5.2.2.1.3钢管上严禁打孔，钢管在使用前先涂刷防锈漆。
5.2.2.1.4新扣件具有生产许可证，法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。
5.2.2.1.5旧扣件使用前，先进行质量检查，有裂纹、变形的严禁使用。
5.2.2.2布置形式和组合结构
5.2.2.2.1横桥向主龙骨采用200C型钢，横桥方向以3m+3m+3m+3m+3m组合形式布置，次龙骨采用L-150型铝梁纵桥向布置，在腹板位置中心间距250mm，箱室位置中心间距350mm。
5.2.2.2.2立杆采用直径φ60.3，壁厚为3.2mm的Ｑ345B镀锌钢管；横杆采用管径为φ48.3mm，管壁厚为2.5mm的Q345B钢；斜拉杆件采用管径为φ42mm，管壁厚为2.75mm的Q235钢。
5.2.2.2.3立杆：
横桥向：
间距为1.2m、1.5m；纵桥向：
在端横梁和中横梁处间距为1.2m，跨中位置立杆间距采用1.5m形式；步距：
均为1.5m。
5.2.2.2.4因架体高度过高，设置水平及竖向剪刀撑，竖向剪刀撑顺桥向间距4.5m一道，水平剪刀撑布置8m高度一道。
5.2.2.2.5翼板位置:
主龙骨采用200C型钢，横桥向布置；次龙骨纵向布置，采用L-150型铝梁，间距300mm。
5.2.2.2.6在第八跨下、第九跨下设置车辆通行的门洞，门洞高4.15m、宽4.5m，采用2[22a作为横梁跨过，在横梁支点下采用18×1.3×0.5m（长×宽×高）C25混凝土作为钢管支架基础。
在门洞上挂限高4m交通安全提示牌和施工安全标志牌。
图5.2.2-1横断面示意图
图5.2.2-2纵断面示意图
5.2.2.3支架搭设方法
5.2.2.3.1备料人员依搭架需求数量，分配材料并送至每个搭架区域，依脚手架施工图纸将调整底座正确摆放在已处理的地基上。
5.2.2.3.2根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。
下部先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆。
再逐层往上安装，同时安装所有横杆。
（高处作业人员需配带安全帽、安全带并临时在架体上铺设脚手板）
5.2.2.3.3立杆和横杆安装完毕后，考虑支架的整体稳定性，按照4-6步设置一道水平剪刀撑，安装时自下而上进行顺接。
斜撑通过扣件与支架连接，安装时尽量布置在框架结点上，专人检查支架盘扣松紧情况。
架体与主体结构拉结牢靠。
安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。
5.2.2.3.4支架组装时应控制水平框架的纵向直线度、直角度及水平度，支架拼装完毕后，应用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。
并在无荷载情况下逐个检查立杆底座有否松动或空浮情况，并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实。
5.2.2.3.5支撑架搭设完毕后，应对其平面位置，顶部标高，节点联系及纵横向稳定性进行全面检查，符合要求后，方可进行下一步施工。
盘扣式支架钢管不得使用严重锈蚀、弯曲、压扁及裂纹的钢管。
盘扣式支架顶部U型支托与铝梁底侧用螺栓拧紧。
其螺杆伸出钢管顶部不得大于40cm。
螺杆外径与立杆钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同心。
5.2.2.3.6顶托安装：
为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大致调好顶托伸出量，再运至支架顶安装。
根据梁底高程变化决定断面间距，设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。
然后用明显的标记标明顶托伸出量，以便校验。
最后再用拉线内插方法，依次调出每个顶托的标高，顶托伸出量一般控制在40cm以内为宜。
5.2.2.3.7架设安全网并检查是否足够安全。
5.2.3箱梁模板的铺设
现浇箱梁的所有外露部分的底板、外侧模河翼板模板均采用15mm优质竹胶板进行拼装，底模下方横桥梁方向铺设10*10cm的方木，长度为伸出翼板边缘50cm,纵桥向中心间距30cm,翼缘板处支架和底板下支架一起搭设，支架伸到翼缘板下，翼缘板底面坡度通过可调顶托进行调节，外腹板侧模外面设置竖向5*10cm的方木背楞，中心间距30cm,再在外侧设置横向的10*10cm的方木横肋，通过翼缘板下支架内钢管扣件顶住该方木。
图5.2.3-1支架搭设完成、铺设底模板
5.2.4支架预压和预拱度设置
为保证支架稳定性，有效控制预应力现浇箱梁在施工过程中的变形，获得支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预拱度，使箱梁在卸落支架后获得符合设计的标高和外形。
保证最终现浇箱梁的质量，预应力现浇箱梁支架及模板搭设完成后需进行堆载预压试验。
5.2.4.1加载的方法：
支架搭设完毕、底板模板铺设完毕之后进行加载预压。
拟采用人工装满砂袋，用25t汽车吊吊装，按要求的位置和高度人工配合堆码，预压重量为设计重量的1.2倍。
堆码混凝土预制块或砂袋的加载方法对现浇箱梁支架进行预压。
预压分两级进行，第一级荷载控制在总荷载的2/3左右。
第一次加载后，荷载维持一天进行观测，第二天，进行最后一级荷载加载。
最后一级维持时间根据预压沉降观测值确定，每隔12个小时测一次，直至24小时内排架变形量不超过设计要求的变形量即可卸载。
预压过程中应对支架沉降进行连续观测。
5.2.4.2观测点布设：
在堆载区设置系统测量点，在梁端、1／4跨、1／2跨、3／4跨处纵向布点，每个断面的底板边线、底板中线处各布置一个监测点。
观测点横向布置见附图：
观测点横向布置示意图。
图5.2.4.2观测点横向布置示意图
5.2.4.3观测频率：
在加载前观测记录观测点的标高，堆载过程中定期进行测点的观测，满载后在观测一次标高，此后每天对测点标高进行观测，观测周期为每天三次，直到观测点的沉降量满足要求后进行卸载，同时观测测点的标高，计算出支架的弹性变形。
5.2.4.4数据整理：
观测结束对测量数据进行处理，根据总沉降值和卸载后观测值计算弹性变形量。
根据试验所测得的数据进行分析，对本工程所设计的预应力现浇箱梁模板支架进砼浇筑时产生的变形进行有效的控制。
可依据变形量调整箱梁的底标高，实现砼浇筑完成后能达到设计所要求的梁底标高。
如发现立柱下沉比较明显，需对地基处理进行加强。
5.2.4.5预拱度设置：
确定预拱度时考虑下列因素：
支架在荷载作用下的总变形量，支架在荷载作用下的弹性压缩，支架在荷载作用下的非弹性压缩；箱梁设计反拱度，根据设计图纸提供数据为依据。
根据梁的拱度值线形变化所计算出来的预拱度之和，为预拱度的最大值δ，其它各点的预拱度值，应以中间点为最高值，以梁的两端为零，按二次抛物线进行分配。
预拱度曲线方程：
。
式中L为跨长，δ为跨中预拱度值。
下一联箱梁施工根据第一联箱梁砼浇筑结束沉降观测值、预应力施加完毕后一段时间观测所得到的起拱度与预拱度观测值的对比，进一步调整预拱度。
5.2.5支架拆除
5.2.5.1外模拆除必须等预应力钢绞线张拉压浆，且水泥浆达到一定强度后方可进行。
拆模时从跨中向两端支架循环放松和卸去外模架底部楔形垫块，使外模落在支架上，将其托出吊放于汽车上运至制定场地。
5.2.4.2架子拆除时，周围设围栏或竖立警戒标志，地面设有专人监护，严禁非作业人员入内。
5.2.5.3拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。
5.2.4.4在大片架子拆除前应先将预留的斜道、上下平台、通道小飞跳等，先行加固，以便拆除后能确保其完整、安全和稳定。
5.2.4.5拆除的材料，应用绳索拴住，利用吊车下运，严禁抛掷，运至地面的材料应按指定地点，随拆随运，分类堆放。
5.2.4.6待支架拆除完毕后，对施工场地进行清理，对建筑垃圾全部清除干净。
6、材料与设备
6.1箱梁支架主要材料
箱梁支架主要材料见表6.1-1转体箱梁主要材料用表
名称
型号
规格
单位
总数量
备注
基座
JZ-200
60*3.2*200
支
900
JZ-250
60*3.2*250
支
900
基础立杆
JLG-1000
60*3.2*1000
支
200
JLG-2000
60*3.2*2000
支
200
JLG-3000
60*3.2*3000
支
200
立杆
LG-500
60*3.2*500
支
200
LG-1000
60*3.2*1000
支
200
LG-1500
60*3.2*1500
支
200
LG-2000
60*3.2*2000
支
200
水平杆
SG-900
48*2.5*840
支
300
SG-1200
48*2.5*841
支
300
SG-1500
48*2.5*1440
支
300
SG-1800
48*2.5*1740
支
300
竖向斜杆
XG-900*1500
42*2.75*1660
支
60
XG-1200*1500
42*2.75*1661
支
60
XG-1500*1500
42*2.75*1662
支
60
XG-1800*1500
42*2.75*2200
支
60
可调底座
KTZ-450
48*6.5*450
套
1500
KTZ-600
套
1500
可调托撑
KTC-450
48*6.5*450
套
1500
KTC-600
48*6.5*600
套
1500
6.2现浇箱梁施工中主要机具设备
在现浇箱梁施工中使用主要机具设备详见表6.2-1现浇箱梁主要机具设备。
序号
名称
规格
单位
数量
说明
1
全站仪
TC802
台
1
用于全桥放线
2
水准仪
DNI03
台
2
用于全桥水准标高测定
3
电阻应变仪
YJ-5
台
1
用于测定箱梁内部应力、应变
4
钢筋截断机
GQ40
台
4
用于箱梁施工
5
钢筋弯曲机
GW40
台
4
用于箱梁施工
6
调直机
TQ4-14
台
2
用于箱梁施工
7
电焊机
BX3-300
台
10
用于箱梁施工
8
插入式振动器
ZN-50
台
30
用于混凝土施工
9
附着式振动器
BL-11
台
4
用于混凝土施工
10
卷扬机
JK5
台
4
用于安装预应力钢绞线
11
起重机
YQ25
台
2
用于箱梁施工
12
千斤顶
YCD270
台
4
用于主桥预应力张拉
13
油泵
ZB2-50
台
8
用于主桥预应力张拉和主桥转体驱动
14
灰浆泵
UB3
台
2
用于箱梁孔道压浆
15
灰浆搅拌机
JW180
台
2
用于箱梁孔道压浆
16
水泵
8J35×3
台
6
用于箱梁混凝土养护
6.3现浇箱梁施工中主要机械设备
吊车、塔吊、压路机。
7、质量控制
7.1施工时严格执行以下标准、规范：
《建筑施工盘扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ80-2011
《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007
《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004
7.2支架基础地基承载力必须达到设计要求，浇筑时控制好基础的平整度和顶面高程。
7.3支架的搭设质量检查验收
7.3.1检查支架搭设是否按要求的平面尺寸，各杆件尺寸及间距是否按设计要求
7.3.2支架基础是否坚实、平稳、牢固，支架底座是否与基础联接密贴，立杆与基础间应无松动，悬空现象，底座、支垫应符合规定，保证支架及各杆件受力的整体均匀性。
7.3.3搭设的架体三维尺寸是否符合设计要求，搭设方法和斜杆、钢管剪刀撑等设置应符合盘扣架规程规定，支架各杆件数是否联接牢固，斜杆、剪刀撑是否按要求进行设置并连接锁定。
7.3.4检查脚手架竖向斜杆的销板是否打紧，是否平行与立杆；水平杆的销板是否垂直于水平杆；检查各种杆间的安装部位、数量、形式是否符合设计要求。
脚手架的所有销板都必须处于锁紧状态。
7.3.5脚手板应在同一步内连续设置，脚手板应铺满，上下两层立杆的连接必须紧密，通过观察上下立杆连接处或透过检查孔观察，间隙应小于1mm。
7.3.6悬挑位置要准确，各阶段的水平杆、竖向斜杆安装完整，销板安装紧固，各项安全防护到位。
7.3.7可调托座及可调底座伸出水平杆的悬臂长度必须符合设计限定要求。
7.3.8支架顶部纵、横梁及模板之间是否密贴，是否连接为整体；支架周围隔离、警戒措施是否齐备，施工专用上下通道及安全、防落网是否设置完全。
7.3.9脚手架的垂直度与水平度允许偏差应符合下表规定要求。
表7.3.9-1盘扣式脚手架搭设垂直度与水平度允许偏差
项目
规格
允许偏差
垂直度
每步架
Φ60系列
±2.0㎜
脚手架整体
Φ60系列
H/1000㎜及±10.0㎜
水平度
一跨内水平架两端高差
Φ60系列
±I/1000㎜及±2.0㎜
脚手架整体
Φ60系列
±L/600㎜及±5.0㎜
注：
H—步距I—跨度L—脚手架长度
8、安全措施
8.1支架的搭设和拆除必须由经过培训的专业架子工担任，持证上岗；非特种作业人员不得从事搭设操作。
8.2架子工进入施工现场必须正确戴好安全帽、系好安全带，每个架上作业人员要配备防滑手套、防滑鞋和工具安全钩或袋，作业工具要挂在安全钩上或放入袋内。
8.3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。
8.4支架在搭设时，严禁在安全禁区内穿行和进行交叉作业。
在脚手架使用期间需设置安全通道或进行交叉作业时，必须搭设安全防护网，具体设置要求由有关方协商确定。
8.5严禁作业人员在支架上奔跑、退行、嬉闹和坐在杆件上，避免发生碰撞、闪失、脱手、滑跌、落物等不安全作业；严禁酒后作业。
8.6支架必须随施工进度搭设，未搭设完的材料，操作人员在离开作业岗位时，不得留有待固定的杆件和不安全隐患，确保支架的稳定性。
不得将脚手架作为卸料平台，严禁在支架上堆放物料。
8.7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。
8.8遇到大雨、雾、雪或6级以上大风时，禁止使用脚手架。
雨雪停后，需将脚手架清理干净，方可上架施工。
8.9支架施工过程中出现事故隐患时，必须立即停止施工，将作业人员撤离，并采取措施排除隐患，直到安全得到保证后方可恢复施工。
8.10做好成品保护工作，施工人员在现场施工一定要保护好现场的各种设施，如配电箱、模板、上下管线、钢结构、砌体等永久或临时结构或设施。
8.11预计施工措施
8.11.1支架基础两侧水沟，为防止出现排水沟积水浸泡支架基础，排水沟采用砖砌，或其他硬化措施，及时将沟内睡排走。
8.11.2及时掌握天气情况，浇筑砼及其他作业工程尽量避开雷雨天气作业。
8.11.3雨季前应组织有关人员对现场临时设施、脚手架、机电设备、临时线路等进行检查，针对出现的具体问题，应采取相应的措施，及时整改。
9、环保措施
9.1积极主动地与当地环保部门联系，定期向他们汇报工作，取得当地环保部门的支持和对我们工作的指导，加强对全体职工、民工的环保思想教育，重视环境保护的文明施工。
9.2设立一名环保负责人，经常对所属工地进行检查、评比、奖优罚劣，把环保工作当作一项重要的、经常性的工作来抓。
9.3制定和实施废水、废碴处理措施。
9.4防止空气污染和扬尘措施，对工程材料存放场地、施工便道和生产、生活区道路采取硬化处理，施工过程中经常洒水，防止扬尘对施工人员造成危害和对周边农作物的影响。
9.5对施工噪音控制措施，加强对机械设备的保养等。
9.6施工水土保持，施工废水必须经沉淀处理，达标后排放。
施工建筑垃圾按设计和建设单位要求堆放和运至指定位置，并采取防护工程措施。
杜绝随意排放和倾倒。
10、效益分析
10.1半径较小的匝道桥，采用盘扣支架，便于实际施工中调整桥面线形、横坡。
10.2相比贝雷梁支架，可避免投入大量的大型机械设备，对操作空间要求较小，同时不受净空小、桥宽、小半径曲线的影响；在地基处理方面，避免造成钢管桩等资源浪费，缩短工序衔接时间差。
10.3相采用盘扣支架，由于其拼装方便、机动性强、结构稳定好，减小了对交叉施工的影响，又能保证道路的安全畅通，得到建设单位的赞赏，产生了良好的社会效益。
11、应用实例
陕西省黄延高速扩能工程龙头河枢纽立交EKO+969.391匝道桥，桥位位于龙头河枢纽互通式立交，该桥跨越主线。
桥梁全长右幅为356.8米，左幅为355.3米。
该桥在EK1+098.99处跨越主线，交角82°，全桥左右幅均分5联进行施工，梁体为单箱2-4室、变截面结构，箱梁顶宽19.5～32.4m，桥下净高11m-28.5m。
全桥原计划采用钢管贝雷架、宛扣支架，经现场踏勘，并结合项目的建设规模和现场实际地貌特点，改用盘扣支架，跨线部分采用型钢门架搭设，地基处理较浅，满足了承载力要求，节约成本160万元，且顺利完工，在工程进度、工程质量控制、安全施工生产、降低成本、缩短工期、便于施工组织方面均取得了良好的效果。
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