云南框架航站楼改进型高强碗扣式脚手架施工工法

'改进型高强碗扣式脚手架施工工法1、前言在大型桥梁、公共建筑、高层建筑施工过程中，不可避免地要遇到支架搭设高度高、施工荷载大、工期紧等情况的集中出现，现浇混凝土结构模板支架不仅要保证架体安全，还必须处理好架体安全与施工成本、施工进度之间的关系。**新机场航站楼楼前高架桥主桥工程，位于两层下部结构之上、部分位于回填土上，桥面面积大、箱梁施工荷载大、支撑高度高，确保支架整体稳定和承载力是一具有相当重大的技术难题。云南**建设有限公司与云南大力神金属构件有限公司进行了认真研究与实验，2010年在**新机场航站楼楼前高架桥主桥这一大型桥梁施工上得到了成功应用，同时，形成了改进型高强碗扣式脚手架施工工法。由于在解决支撑高度高、施工荷载大、方便搭拆方面效果明显，技术先进，故有明显的社会和经济效益。2、工法特点2.1改进型高强碗扣式脚手架材质为Q345，，设计强度为305N/mm2，普通碗扣式钢管脚手架和扣件式钢管脚手架的材质为Q235，设计强度为205N/mm2，大大提高了支架承载能力。2.2齐全的配套杆件（带接长杆立杆、无接长管立杆、横杆、斜杆）和构件（可调节底座、带杯可调顶托、定型“U”形钢、可调定型模型架），设计新颖、组合方便，能很好的适应不同支架高度、不同混凝构件的模板支架使用；搭拆方便、缩短工期，能有效保证支架搭设质量。2.3杆件承载力高，可有效减少杆件用量；杆件定型，无零散配件，不易丢失和损坏。3、适用范围 现浇混凝土桥梁工程、大型公共建筑、高层建筑、隧道、水坝等施工荷载较大的土木工程。4、工艺原理根据混凝土结构构件形式和支架验算，配置立杆纵距、横距和步距，采用可调底座实现架体横杆水平度，通过不等高立杆在第一步将立杆接头错开，利用专用斜杆实现架体内部及外侧竖向剪刀撑，辅以扣件式钢管架搭设水平剪刀撑，增强支架整体稳定，顶部安装带杯可调顶托和U型钢托梁后，实施支架预压，调整丝杆外露长度实现底模精平、调整预拱度、找坡及消除支架非弹性变形。5、施工工艺流程及操作要点  5.1施工工艺流程图5-1施工流程图5.2操作要点5.2.1支架搭设准备（1）依据结构设计验算进行设计，并绘制图纸。图纸要全面反映结构设计情况。（2）搭建前必须评估和校核地面的承载能力。在搭设前还要确认在方案设计后地面条件没有改变。 （3）必须依据承担负荷精确设计支架立杆间距、步距，在经得模板系统设计人员同意前不得更改。（4）搭建和拆除支撑系统的人员必须经过培训合格并取得上岗证。（5）支架系统杆件、配件、数量相互配套，对所有材料的功能完整性进行检查。5.2.2支架搭设（1）可调底座安装在开始搭设前，需要测量和放线确定支架的位置以保证支撑系统和模板系统的位置。在每个可调地托下必须放置一定尺寸的垫木，保证将负荷均匀地传递到地面。图5-2搭设步骤图1图5-3搭设步骤图2当支架基础呈坡状分布，开始搭设时需要从地面最高点开始，因为从这里可以看出地托调节的最大范围。当然为了保证得到准确的高度，在设计时就需要考虑每个地托的准确高度。（2）立杆及横杆搭设开始搭设时在正确位置放置四个地托，然后在上面放两根立杆（放置立杆的尺寸要符合图纸设计要求），放置一根横杆到立杆的最下一层底杯中连接两根立杆。操作工人扶着第一排立杆，然后调整地托高度放置第三根立杆、第四根立杆，并用横杆连接立杆。这样就搭建了一个能自身稳定的单元，后面就可以以此为进行搭建和连接。 图5-2搭设步骤图3图5-3搭设步骤图4如果在特定位置地托调出高度需要超过35cm，必须使用扣件钢管和可调节斜杆给底座增加斜支撑，达到控制水平杆距地高度的目的。图5-2搭设步骤图5图5-3搭设步骤图6然后就可以开始搭设第二层横杆和斜杆，在锁紧横杆前必须搭设和锁紧斜杆。斜杆锁紧位置必须紧靠节点（与节点间距离e<100mm）。横杆步距根据验算确定，按支架系统图纸设计往上搭设立杆和横杆。图5-2搭设步骤图7图5-3搭设步骤图8（3）顶托及托梁安装最后一层立杆为不带接长杆的立杆，以便安装调节丝杆和顶托。为了能实现高度的可调，在支撑架顶安装带杯可调顶托。为了稳定顶托和控制支架自由端高度，必须使用横杆放到顶托的节点杯中来连接顶托。 图5-2搭设步骤图9图5-3搭设步骤图10在搭设完支撑架后放置底模托梁，并调节顶托使模板高度、精平、起拱达到图纸要求。然后用可调节斜杆为顶托下横杆增加斜撑。在放置支撑梁时必须放置在顶托中心。（3）检查验收在支架搭设完成后需要组织有经验和责任心强的人员对照图纸对搭设结果进行检查验收。5.2.3支架预压根据《钢管满堂支架预压技术规程》，现浇混凝土构件模板龙骨安装好,进行支架预压.预压的目是检验支撑系统的安全性和实际变形量，通过预压消除结构非弹性变形，同时取得模板弹性变形的实际数值，得出荷载－挠度曲线，并检验设计计算结果，调整预拱度，以求得现浇箱梁施工的准确参数。提前发现支架结构及模板、安装所存在的问题和隐患，提前调整整改，防患于未然。5.2.4过程监测支架验收预压完成后进行模板安装、钢筋绑扎及混凝土浇筑施工程序。下道工序施工过程中，为保证支架整体安全应根据工程实际，选择具有代表性的部位、特殊部位进行过程监测。（1）位移监测根据浇筑位置及顺序，在模板下设置掉线垂（≥1kg），垂尖下对中圆圈（位移警戒值经验算确定），当混凝土浇筑过程中支架水平位移超出圆圈是为警戒值，应立即停止混凝土浇筑，去除水平荷载、或检查浇筑方式是否正确合理。 （2）地基或下部结构变形监测建立下部结构及地基变形控制网，采集好原始数据，根据混凝土浇筑施工进度确定监测频率。变形监测结果及时上报，混凝土浇筑过程中支架位移、沉降、下部结构及地基沉降变形若发生异常情况，立即停止浇筑混凝土，查明原因后再继续施工。5.2.5支架拆除在混凝土凝固足够时间后，通过拆除可调斜杆，调低调节丝杆开始拆除支撑架。拆除支撑架的顺序和搭设顺序相反。首先拆除模板，然后是顶托和调节丝杆，最顶的水平横杆、斜杆和立杆，以此类推，直到拆除可调地托。6、材料与设备本工法除支架杆件外，无需特别说明的材料，采用的机具设备见表1。表1机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途1汽车吊25T-m台1垂直运输2汽车5t辆3运输2全站仪台1测量定位3水平仪台2高程测量4钢尺50m个2量距5钉锤把50碗扣及斜杆锁紧7、质量控制7.1工程质量控制标准支架设计及施工质量执行《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166—2008）、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）、《钢管满堂支架预压技术规程》(JGJ/T194-2009)和施工方案要求进行检查、验收。7.2质量保证措施7.2.1严格按规范要求,组织对进行材料质量验收，并按规定取样复试，合格后才能使用。7.2.2 搭建前必须检查和采取措施确认地基的承载能力是否满足方案要求，在搭设前还要确认在方案设计后地面条件没有改变。控制好基础垫层标高，垫层的标高和平整度对支架的搭设质量至关重要。7.2.3严格按施工方案要求组织施工,确保立杆间距和横杆步距、纵向、横向和水平剪刀撑，外露丝杆长度和立杆的自由端长度，分体缝按方案要求拉接符合要求。7.2.4支持系统的搭设和拆除均需要经过训练有经验的人员操作。7.2.5在开始搭设支撑系统前必须检验所有部件的功能完整性。损坏部分必须立即被隔离开，有损坏的杆件不得在支撑系统中使用。7.2.6在设计模板支撑系统时必须考虑所有负荷，并校核所有组成构件和结构的承载能力。8、安全措施8.1认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，结合工程实际和企业规章制度，做好现场安全管理工作。8.2支架搭设前对施工人员进行安全教育和安全技术交底，做好交底记录。严格按照班前教育培训、班中跟踪检查、事后检查验收的步骤进行。8.3地基基础表面要坚实平整，垫板放置要稳定、密贴，不允许有浮动松动现象，排水畅通。8.4支架搭设时必须正确佩戴安全帽，高处操作必须系安全带，特殊工种持证上岗。搭设时支架上设置供施工人员行走的脚手板，并进行绑扎固定，以防止人员坠落。8.5支架外侧设防护栏杆及安全网，高支架满挂水平兜网，预防高空坠落。随支架搭设进度，搭设上人斜道，设防护栏杆，做好夜间照明。8.6现场技术人员应对各种设备、支架的稳定性、强度等进行检查。9、环保措施本工法所用杆件无特殊环保要求，注重杆件包装及吊装定型架及时回收重复利用。10、效益分析10.1、本工法与扣件式钢管支架相比，整体拼装速度快。节约工期，减少工费，经济效益和社会效益显著。 10.2、由于碗扣式立杆件为轴心受力，承载力比扣件式有较大提高。在现浇支架搭设的空间体积上，每单位的碗扣架用量比扣件式钢管支架用量要少40%。10.3由于搭设快捷、简便，大大减低了人工费，在同样的施工条件比扣件式钢管脚手架搭设人工费节约50%。10.4由于架体材质的选择和较先进的加工工艺，使得该支撑系统具有有较长的使用寿命，可周转多次，较高的工作负荷，能获得最大的单根承载力，，搭设出来的脚手架，架体整齐美观、刚度和稳定性好，具有较高的安全性能。11、应用实例11.1**新机场楼前高架桥（F2-M桥）楼前高架桥高，东西向长432m，宽50m，桥面面积21600m2，桥高16.05m（-5.45m～+10.60m）。共分为3联，每联4跨，跨度36m，其中的两联（第一、三联）采用了改进型高强碗扣式脚手架支撑系统，支撑高度13m，最大单杆轴力为65.51KN。在楼前高架桥搭设近14400m2，超过3000t用量的支撑系统。图11-1楼前高架桥分联图支架设计及搭设参数详见表2表2碗扣式钢管脚手架支架参数表序号部位构件尺寸（mm）立杆尺寸（mm）横杆剪刀撑水平剪刀撑1横梁4500×2700纵距600步距1500mm，底部及顶部加强层步距600mm，第一道横杆下皮距地面≤350mm，顶部最后一道横杆上皮距顶≤100mm，可调支托旋出长度不大于200mm。扫地杆按纵下横上布置，纵向扫地杆距地面200mm。横梁两侧按附图X设连续式横向竖向剪刀撑间距3.6m～4.2m。分别在底部、顶部及中部设置三道水平剪刀撑。2横距9003腹板450×2700纵距1200 腹板两侧按附图X设连续式纵向向竖向剪刀撑间距3.6m～4.2m。4横距9005横隔梁300×2700纵距900横隔梁两侧按附图X设连续式纵向竖向剪刀撑间距3.6m～4.2m。6横距9007空箱200+220=420纵距1200横梁、腹板、横隔梁剪刀撑连续通过。8横距18009支架材料钢管均为¢48×3.25，底部连续设置50厚、200宽垫板，立杆底部设底座、顶部为¢38可调U托。10模板材料主楞为U型钢，次楞为100×150木枋，面板箱梁底部为18厚优质覆膜木胶合板，挑檐部分为10厚竹胶合板。11拉结架体不具备与已完结构形成有效拉结的条件，充分利用已施工墩柱，在架体全高范围内每步与墩柱抱死顶紧。注：纵向均为东西向（顺桥方向），横向均为南北向（横桥方向）；经计算，高架碗扣式脚手架最大单杆轴力为65.51KN。 11.2机场高速两面寺立交桥工程两面寺特大桥（桥面宽度20米——27米，桥面高度是1.8米，桥面距离地面高度最高处是27米,左幅：5联，共计417米，右幅：4联，共计387米；高峰期时合计共使用改进型高强碗扣式产品1500吨.11.3昆明**快速系统改造工程 昆明二环快速系统**工程是云南大力神金属构件有限公司产品第一次使用于国内工程。在东二环使用产品总量为3270吨，最大高度为34米，桥面宽度为8米、13米、24米，箱梁高度为1.8米—2.3米，采用的都是1.8米×1.2米的立杆间距，横杆步距为1.5米。变截面桥的模型搭设变得简单易行（桥面变宽变窄或是高度变高变低——宽度从13米变化到22米，桥面高度从1.8米变化到2.3米）可以代替钢管桩搭设行车门洞 大树营立交桥匝道是整个二环线最高的，最高处34米.'