中铁十局集团第二工程有限公司 郑州 450000
摘要：近年来，承插型盘扣式支架因承载力强、外形美观、操作简单、材料损耗率低等特点，在现浇法支架施工中得到迅速的发展。但在采用盘扣式支架做异型结构的支撑体系时，对支架布局设计、各型号材料组合选择、安全防护措施、施工注意事项等方面还需总结研究。本文依托濮阳市市政工程振兴路桥V构式单箱四室连续箱梁盘扣式支架施工，对以上问题进行研究。为以后类似工程作为一个参考借鉴。
关键词：承插型盘扣式支架；桥梁；单箱四室连续箱梁
1.工程概况
1.1工程简介
本项目桥梁工程位于濮阳市示范区东、西龙湖连接渠上。起点里程：K1+012，终点里程：K1+222，全长210 m。上部结构采用5孔V构式变截面预应力混凝土现浇箱梁，桥梁横断面为50 m：4.5m（人行道）+7 m（非机动车道）+3 m（隔离带）+21 m（行车道）+3 m（隔离带）+7 m（非机动车道）+4.5 m（人行道）。梁体施工均采用承插型盘扣式支架施工，支架搭设高度为 3～12 m，宽度为52 m。
图1.1桥梁布置图
图1.2箱梁横剖面图
1.2工程地质情况
1.2.1水文气候
濮阳市属温带大陆季风气候区，四季分明，冬季寒冷，夏季炎热，年平均气温14.24℃；最冷月平均气温（11 月～次年3 月）-1℃；最热月平均气温（5月～9 月）30℃。年降水量一般500～750 mm，平均637 mm，年水面蒸发量1100～1700 mm。无霜期约140～180 天，最大冻土深0.41m，无常年性冻土。
1.2.2地质构造
濮阳市属东濮凹陷，受东面鲁西隆起及西面内黄隆起区的包围，南部与开封凹陷相通。东侧为聊兰断裂，南面为封兰断裂，西面为长垣断裂，北面为马陵断裂，中部为黄河断裂。
1.2.3地形地貌
本工程位于振兴路与人工湖渠交汇处，两岸地势较为平坦，湖底深约7.0 m。场地所处地貌单元黄河冲洪积平原，湖水深2.0～4.0 m。
1.2.4地层岩性
勘探深度范围内地层主要为第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）而成的粉土、粉质黏土及细砂。
1.3施工技术特点
（1）节点抗扭转能力强，强度、刚度、稳定性可靠，施工安全得到有效保障。
（2）模块化、工具化作业，搭拆快捷，大幅提高施工效率。
（3）节约用钢量，高承载力的盘扣架搭设密度远低于传统架，有效降低施工成本及各项配套费。
（4）无零散配件，不易丢失，损耗极低，并方便运输及清点。
（5）构件全部采用热镀锌防腐工艺，较传统脚手架提高10倍以上使用寿命，同时不会因锈蚀而降低承载力。
2.工艺选择
目前国内满堂支架法施工使用的支架主要有碗扣式、盘扣式、贝雷片式等。经过对比贝雷架+碗扣方案较盘扣、碗扣方案费用过高，盘扣方案与碗扣方案费用基本一致，但盘扣做为新型材料，其钢管材质、力学特点、承载能力、耐腐蚀性、安全性能都强于碗扣，且撘拆速度快、用量小、外形美观等优点。
3.施工工艺流程及操作要点
盘扣式支架施工工艺流程为：施工准备→测量放线→地基处理→支架搭设→搭设龙骨、梁体模板→支架预压→支架验收。
3.1施工准备
在场地、人员、机械设备、技术、材料等方面做好充分准备，为支架施工创造良好的开工条件。其中材料检算和材料种类、型号以及组合方式为施工准备工作的重点。
3.1.1支架搭设所需主要材料
主龙骨受力简图
q1 =（a+b+c+d）×0.9m=51.48kN/m
q2= [1.2×（a+b）+1.4×（c+d）] ×0.9m=62.68kN/m
截面抗弯模量 W=86100 mm³
截面惯性矩 I=6457000 mm4
则最大弯矩为Mmax＝1/10×q2l2＝62.68×12002/10=9025920 N·mm
150*75 mm H型钢强度验算：
最大弯应力σmax=Mmax/W＝9025920/86100＝104.8 Mpa <[δ]=205 Mpa满足要求。
150*75mmH型钢挠度验算：
ω=0.677q1l4/100EI=0.677×62.68×12004/（100×206000×6457000）
=0.66 mm<[ω]=1200/400=3 mm满足。
横向150*75 mm H型钢主龙骨验算满足要求。
（4）立杆承载力计算：
单根立杆承担的混凝土面积为0.9×1.2=1.08 m2
q1 =1.2×（a+b）+1.4×（c+d）=77.803 kN（不组合风载时）
qmax=1.2×（a+b）+0.9×1.4×（c+d）=77.047kN（组合风载时）
2.稳定性验算：
（1）不组合风荷载计算。
lo =h’+2ka=1m+2×0.7×0.45 m=1.63 m
lo=nh=1.2×1.5=1.8 m，取两者较大值，lo=1.8 m。
立杆稳定性计算不组合风荷载：
б=N/φA≤ƒ
=77803N /（0.558×571 mm2）=244N/ mm2≤310 N/ mm2
（2）组合风荷载时立杆稳定性验算
Wklah2/10=0.9*1.4*0.45*0.9*1.52/10=0.115 KN·m
则有：77047/（0.558*571）+0.115/7.7=241.82 N/ mm2＜310 N/ mm2。通过计算，可以确定支架系统的强度、刚度、稳定性都满足设计及规范要求。
3.2测量放线
测量放样支架搭设范围及周围1m区域进行放样，确定区域为地基处理范围。地基处理完成后，测出场地标高及梁体中心线，安装底托，并拉上水平杆进行固定，第一道水平杆距离地面不大于550 mm，底托安装时根据放样点使用墨线在地面弹出梁体中心线。
3.3地基处理
地基处理采用1m厚3：7灰土换填，V构覆盖范围内浇筑50 cm厚C20混凝土垫层，并设置10 *10 cmφ12钢筋网片，地基表面设置0.5﹪单向横坡，持力层周围设置30*30 cm矩形排水沟，以排除施工范围内降水。V构未覆盖范围浇筑30 cm厚C20混凝土垫层。处理地基时，人行爬梯搭设位置应进行加固处理，考虑施工顺序及人行爬梯安装位置，便于施工。
3.4支架搭设
现浇箱梁支架搭设顺序为两幅同时搭设，从大里程侧往小里程侧依次搭设进行。
（1）最下层横杆离地间距不得大于550mm，最上层横杆离主龙骨间距不得超过650mm。
（2）架体沿高度方向每隔4～6个步距搭设一层水平剪刀撑，底层和顶层各搭设一层水平剪刀撑。
（3）1.7～2m厚箱梁模板支撑采用1.2 *1.2 m，次龙骨腹板下间距为200 mm，空箱下间距为300 mm；
2 m～3.4 m厚箱梁腹板下模板支撑采用0.6 *1.2 m（顺桥向600 mm），次龙骨间距200mm；
2 m～3.4 m厚箱梁空箱下模板支撑采用1.2*1.2 m，次龙骨间距为300 mm；
3.4m-3.8m横腹板下箱梁模板支撑采用0.9 *0.6 m（顺桥向0.9 m），次龙骨间距为100 mm；
中墩4.7 m、5.7 m V构式位置箱梁模板支撑采用0.9*1.2 m（顺桥向0.9 m），次龙骨间距200 mm。
（3）调节杆：可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于4～5扣，插入立杆内的长度不得小于150 mm。
支架立杆根部可调杆，其伸出长度超过300 mm时，应采取水平杆固定。
（4）立杆：立杆底座和垫板应准确地放置在定位线上；底座的轴心线应与地面垂直。
图4.6人行爬梯、支架搭设图
每搭完一步支架后，应按下列规定检测：
架体应随施工进度定期进行检查；达到设计高度后进行全面的检查与验收；遇6级以上大风、大雨、大雪后特殊情况的检查；保证架体几何不变性的杆、十字撑等设置是否完善；基础是否有不均匀沉降，立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况；立杆是否可靠锁紧；立杆连接销是否安装、杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度；搭设的施工记录和质量检查记录。
图4.7满堂支架示意图
3.5梁体模板
地膜铺设 钢筋安装
模板采用15 mm厚竹胶板，次龙骨采用100*100 mm方木，主龙骨采用150*75 mm H型钢，经验算架体满足要求。支架施工预压完成后，采用人工进行模板安装，外模一次性拼装完，内模分两次安装。
3.6支架预压
支架预压是检测支架自身的强度、刚度和稳定性、同时消除支架搭设的非弹性变形、检测支架承载预压后的沉降量、测算出施工荷载时的弹性变形，根据设计箱梁张拉后的上拱度再设置支架的预拱度，待梁施工完成后，通过测量检测预拱度设置是否合理，再次进行实际调整。
预压材料：用预压水袋对支架进行预压，分预压荷载值60%，80%，100%三级预压。尺寸分为三种：5.5×6×3m，5.7×6×2.5m，5.7*6.5*2.5m。
预压范围：对满堂支架范围进行预压，支架搭设完成后利用顶托调平，铺设方木及底模；对预压水袋注水进行预压。
预压施工需注意的问题：布载遵循对称原则，严禁偏压加载造成失稳，加载和卸载过程都必须均匀有序进行，并保证预压物堆放的稳定性和卸载时的安全性。
3.7支架验收
预压完成后必须组织相关检查和验收，验收通过后方可进行下步工序施工，主要验收事项有：
（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设置；
（2）支架基础是否坚实、平稳、牢固，支架底座是否与基础连接紧密，立杆与基础间无松动、悬空现象，保证支架及各杆件受力的整体均匀性。
（3）架体三维尺寸是否符合设计要求，搭设方法和斜杆、剪刀撑等设置应符合盘扣式支架规程规定，支架各杆件是否连接牢固，斜杆、剪刀撑是否按要求进行设置并连接锁定。
（4）支架的垂直度与水平度应符合规范要求。
（5）支架顶托、龙骨、模板之间是否贴紧，是否连接为整体。
（6）支架周围隔离、警示措施是否齐备，施工专用上下通道安全设施是否完备。
边跨预拱度值为1 cm（不包括支架变形值），50 m中跨预拱度值为1.5 cm（不包括支架变形）。
4.结束语
盘扣式钢管支架结构设计合理，可靠性强，承载能力较大，系统灵活性及通用性好，施工效率很高，热镀锌防腐，具有良好的工程形象，长期使用经济效益更加显著。从施工工艺流程、施工注意事项、安全防护措施等方面入手进行分析总结，确定了盘扣式支架在城市桥梁施工中能够得到很好的应用。
参考文献
[1]《建筑施工承插型盘卡扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
[2] 柴守强.承插型盘扣式钢管脚手架搭设技术（B）.太原：中铁十七局集团建筑工程有限公司.2015
论文作者:赵铁周
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/17
标签：支架论文; 预压论文; 龙骨论文; 间距论文; 组合论文; 地基论文; 立杆论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;