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关键词:改造工程;滑移法施工技术;施工阶段分析
Analysis on Steel Structure Roof Construction of Suzhou Station Modification Project
Yu Ling-qing
Abstract: This paper introduces in detail construction scheme of Suzhou Station Modification Project. Advanced sliding construction technique was used. Installation and uninstallation progress of steel structure roof was also simulated by SAP2000. The result indicates that the proposed construction scheme is theoretically feasible.
Keywords: Modification Project; sliding construction technique; construction analysis
TU248.1
为了不影响下部地基基础和看台等混凝土结构的施工,避免大型吊装设备安装在混凝土楼板上,合理利用机械、场地,使地面拼装与高空散装同步展开,缩短工期,本工程采用“高空拼装,累积滑移”的施工方案。本文对该施工方案在技术上的可行性进行了论证分析,对今后类似工程的应用具有一定的参考价值。
1 工程概况
1.1 建筑特点
苏州火车站扩建改造工程是一座集铁路、城市轨道、城市道路交通换乘多功能于一体的大型铁路交通枢纽工程,改建后的苏州站设计有普速车场和沪宁城际车场,站房建筑面积5.4万平方米,地下空间3.1万平方米,雨棚面积7.1万平方米。
苏州火车新站站房空间形态和立面设计新颖别致,建筑语言婉约明快。站房以菱形为主要符号,连续的菱形屋顶与结构浑然一体,白墙黛瓦,既恢弘现代又古韵绵长。集古韵今风于一体,与苏州的古城风貌相协调(如图1和图2)。
图1苏州火车新站建筑正面效果图 图2苏州火车新站建筑鸟瞰剖面效果图
1.2 结构特点
苏州火车站屋面钢结构为大跨度菱形空间桁架结构,整体平面布置呈工字形,南北方向最大尺寸为353.4m,东西方向最大尺寸为198m,屋盖最大高度为31.25m。大跨度屋盖由设置在下部混凝土结构柱顶的抗震球形支座上的斜撑杆支承,东西方向柱距为88m,最大柱距达132m,南北方向柱距为22m~55m。
屋盖结构采用双向布置,为便于理解,设定东西向为主桁架方向,桁架截面为菱形,菱形宽度为11m,高度为8m(如图3和图4)。为满足建筑造型与采光要求,菱形桁架在屋盖短跨方向采用局部密排方式,在屋盖长方向则主要布置在柱顶位置。
空间桁架的弦杆与腹杆均为圆钢管,钢管之间主要采用相贯焊接节点,在支座处以及部分相交节点位置,考虑到相贯杆件多,受力复杂,设计采用了铸钢节点。桁架钢材的材质为Q420和Q345C,钢管最大壁厚50mm。屋盖桁架的钢管截面规格有Φ1000×50、Φ1000×40、Φ800×50、Φ800×30、Φ650×40、Φ650×30、Φ600×30、Φ500×30、Φ500×25、Φ500×20、Φ500×16、Φ500×14、Φ402×14、Φ273×14、Φ273×12、Φ219×12、Φ219×10。
图3 典型桁架单元截面尺寸图 图4典型桁架单元截面照片
屋面檩条采用高频焊接H型钢或格构式构件,上面敷设双层金属板+轻质保温材料屋面体系。为了增加屋盖结构在其平面内的整体刚度,在屋架中弦层内布置了水平支撑体系。
2.1 方案选型
苏州火车站改造扩建工程钢结构网架共7800吨,南北站房各3900吨,呈工字型对称布置。构件布置相对规则,但杆件尺寸及单重较大,节点构造非常复杂,结构杆件众多,若采用通常的分件高空原位拼装方式安装,不但高空组装、焊接工作量巨大,而且存在较大的质量、安全风险,施工难度可想而知,与本工程偏紧的工期也存在很大的冲突。
根据类似工程的施工经验,为了不影响下部地基、基础和看台等混凝土结构的施工,避免大型吊装设备对混凝土楼板的承压影响,合理利用机械、场地,使地面拼装与高空散拼同步展开,缩短工期,决定采用“高空拼装,累积滑移”的施工方案。北侧城际铁路站房钢结构屋盖由北向南滑移,南侧普速铁路站房由南向北滑移,最后在中间进行合拢对接。以下就北侧城际铁路站房钢结构屋盖由北向南滑移为例进行介绍。
2.2 滑移施工流程
2.2.1 分段施工滑移区域的划分
根据屋盖外形的结构特点及施工安装顺序,将屋盖结构分为7个滑移区域和一个原位拼装区域,如图5,滑移轨道平面布置如图6。
图5分段施工滑移分区图 图6滑移轨道平面布置图
2.2.3 滑移流程
第一步:搭设高空拼装平台,架设滑移轨道,安装安全护栏和上下楼梯等,做好吊装和滑
移的准备工作。
第二步:分段吊装第一榀桁架,分段长度22米,桁架在高空中对接,如图7。
第三步:分段吊装第二榀桁架,根据选定的150吨履带吊起吊性能,桁架分为33米一段,如图8。
第四步:高空散装两榀桁架间的第三榀桁架,焊接检验后完成一个滑移单元,本滑移单元为施工一区,如图9。
第五步:前三榀滑移21米,吊装第4榀桁架,如图10。
图7第一榀桁架分段吊装 图8第二榀桁架分段吊装
图9第三榀桁架高空散装图10前三榀一区桁架滑移,第四榀桁架分段吊装
第六步:第五榀桁架进行散装,检查合格后即完成第二次施工二区滑移单元,如图11。
第七步:施工一区和二区的前5榀桁架整体从北往南滑移22米,如图12。
图11第五榀桁架高空散装 图12前5榀桁架整体滑移
第八步:依次拼装完成第三、四、五、六、七区分段吊装和高空散装施工,依次滑移,每次滑移距离22米,共进行七次滑移,总滑移距离142米。最后一榀桁架原位高空拼装。
第九步:布置千斤顶,安装支座斜柱,屋盖卸载,拆除支撑架,轨道,结构成型。
综上所述,北区屋盖16榀桁架的拼装顺序依次如图13。
图13 桁架拼装顺序图(所标数字为拼装的先后顺序)
16榀桁架滑移的具体步骤,距离详见表1:
表1桁架滑移具体步骤
3 滑移施工阶段分析
3.1 屋盖滑移安装过程分析
根据屋面结构整体布置情况,选择北侧一半结构进行施工过程分析。按照滑移方案,考虑七个施工阶段进行近似模拟分析:
第1步,拼装完成前3榀桁架,即第一个滑移单元,由支撑体系承重;
第2步,拼装完成前5榀桁架,即第二个滑移单元;
第3步,拼装完成前7榀桁架,即第三个滑移单元;
第4步,拼装完成前9榀桁架,即第四个滑移单元;
第5步,拼装完成前11榀桁架,即第五个滑移单元;
第6步,拼装完成前13榀桁架,即第六个滑移单元;
第7步,拼装完成前15榀桁架,即第七个滑移单元;
第8步,拼装完成全部16榀桁架,主结构安装完毕。
运用有限元软件SAP2000对施工全过程进行模拟分析,屋盖钢结构自重由程序自动计算生成,考虑到滑移过程中主檩条将随屋盖一起滑移,屋盖自重取1.1倍的放大系数,偏于安全的同时将主檩条重量也考虑进去。在轨道支撑位置设置约束节点Z向自由度,为保证结构的整体稳定,中间轨道上的支点设置X方向的约束,最北侧部分节点位置加设Y方向的约束,屋盖结构分析的三维有限元模型如图14。计算时恒载放大1.2倍,不考虑屋盖的活载、风载及地震作用。
图14屋盖结构分析的三维有限元模型
本文对上述各施工阶段结构的变形和受力情况进行了具体分析,分析结果如表2。
表2各施工阶段结构的变形和内力
(位移差:分段施工滑移时,各区对接杆件变形最大位移差值)
从以上分析结果可以看出,滑移过程中屋盖结构的强度和刚度都是可以保证的,结构的变形均小于L/500[2],应力比控制在0.6以下,分7步进行滑移,每个滑移单元组装过程中屋盖的变形很小[3],可以认为对整体的组装过程没有影响,也不影响高空平台拼装的精度控制,滑移施工过程是安全可行的。
3.2 屋盖的卸载过程分析
3.2.1 卸载方案
滑移时保证屋盖桁架高度为设计标高。滑移到位后在每个支撑胎架位置布置两个千斤顶,千斤顶设在滑靴两侧,顶在下弦节点上,并利用工字钢作为下部支承将集中力分配到贝雷支撑架两端的弦杆上。
采用整体分步卸载方式,根据变形量的大小分成4步卸载,完成结构由临时支撑承重到由设计支座承重的一个转变过程,卸载流程如下:
(1)千斤顶顶升2~4mm,顶紧受力,使原支撑脱空,割除滑靴,塞入垫块,垫块选用25mm厚的钢板,用于控制卸载量。同时安装斜柱,经计算分析知滑移到位后斜柱的节点位移约为3mm,不影响安装精度,检验后焊接,斜柱节点位置的千斤顶下降,支座开始承载。
(2)第一次卸载:由于除中间滑道上的支撑点外,其他点的位移较小,可一次性卸载到位,中间滑道处千斤顶下落25mm。卸载前抽出垫块,控制卸载位移。
(3)第二次卸载:跨中滑道上仍处在支承状态的千斤顶顶升2~4mm,顶紧受力,抽出25mm垫块,控制卸载量。然后千斤顶下降25mm。
(4)第三次卸载:千斤顶顶升2mm~4mm,顶紧受力,抽出剩余垫块,继续卸载,直至千斤顶全部脱空,结构整体卸载完毕。
3.2.2 卸载过程分析
计算桁架下弦支撑点在自重作用下的挠度,作为控制卸载量的依据。
各支撑点位置的变形量如表3所示。
表3各支撑点位置的下挠度
可以看出跨中两条轨道支撑点处位移较大,最大值约为84mm,轨道C、F最大位移为22mm,其余四条短轨道最大位移仅为13.4mm。
3.2.3卸载施工
第一步:支座斜撑全部安装完毕,其余位置千斤顶都仍未脱离。
第二步:根据结构成形后各轨道支撑节点处的位移量,千斤顶回落行程25mm,两侧短轨道只需一步即完成脱离,跨中轨道部分支撑位置的千斤顶也脱离支撑,节点处施加强制位移-25mm。
第三步:跨中轨道梁上千斤顶回落25mm,轨道上剩余D5、D6、D7处千斤顶处于顶紧状态。
第四步:剩余千斤顶继续回落,直至全部脱离,屋盖完全由支座承重,回落距离小于30mm,拆除支撑架,完成屋盖卸载。
各卸载步下杆件的最大应力比分别为0.63、0.57、0.62,满足强度要求。以上分析表明该卸载方案能很好地满足强度要求,应用于该工程的施工是安全可行的。
4结论
“地面拼装、单元吊装、高空组装、隔榀散装、累计滑移、整体卸载”施工方法是一种较合理的大跨度结构安装技术,由于它具有不影响周边结构的施工、不需要大型起重设备并能够大大缩短施工工期等诸多优点,因而被广泛应用于各种大跨度结构的施工中。苏州站改造工程站房屋盖采用了该施工技术,对其安装及卸载过程进行有限元模拟,经卸载全过程动态测试,钢结构各特征值、主控点的变化趋势和三维位移量,均与设计的理论计算结果相一致,桁架重点杆件及支座斜柱的应力全程监测,计算机模拟,结果与设计状态相符,有限元分析结果表明:该施工方法能很好地满足结构的刚度和强度要求,应用于该工程中是安全可行的。
参考文献
[1] JGJ7—91. 网架结构设计与施工规程[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1992
[2] GB50017—2003. 钢结构设计规范[S]. 北京: 中国计划出版社, 2003
关键词:景观栈道;施工质量;白云山;青山绿地
中图分类号:TU986
文献标志码:A
文章编号:1671-2641(2016)02-0000-00
Abstract: Path along the cliff depending on its unique viewing characteristics is more and more widely used by the Forest Park. After the opening of path along the cliff, people flow concentrates load on the plank road. Therefore, strengthening technical construction quality control measures of path along the cliff is extremely important. Taking reform project of Baiyun Mountain green hills and ground as an example, the paper discusses deeply technical measures of path along the cliff, sums up path along the cliff construction must put safety first, strictly control the incoming material and construction quality, and adhere to the successful experience of ecological and environmental protection.
Key words: Path along the cliff; Quality control measures;Baiyun Mountain;Green hills and ground
引言
“栈道”又称“栈阁”之道,人们为了在深山峡谷通行时道路平坦无阻,便在被河水隔绝的悬崖绝壁上用器物开凿一些棱形的孔穴,内插石桩或木桩,上面横铺木板或石板,从而可以行人和通车,这就是栈道。景观栈道凭借其独特的观景特色,在森林公园中的使用越来越广泛。旅游景区栈道通常就地取材,设计、施工技术资料不详。因栈道上人流量多,甚至常人员拥挤,集中荷载大,因此加强景观栈道施工质量的技术控制措施显得极其重要[ ~ ]。本文以白云山青山绿地改造工程为例,深入探讨景观栈道施工技术措施。
1工程概况
白云山青山绿地改造工程由广州市绿化公司中标承建,于2014年12月开工,在2015年4月竣工验收并投入使用。工程选址于天南第一峰下沉处,设计方案要求根据现场实际条件利用“升仙石”平台与“郑仙岩”景点后平台作为道路的出入口,建造一条长约220 m、宽2 m的生态仿木栈道,并在其中部位置设置一段长6 m的悬空玻璃桥。栈道基础部分采用钢筋混凝土扩大基础和?500圆形立柱,主体基本结构采用200 mm×200 mm方钢作为主梁(跨度大于8 m采用300 mm×300 mm方钢),全线焊接成型,上铺塑木作为铺装层,栈道两侧安装有1.2 m高度铁栏杆,沿线种植绿化植物[ ]。
2施工质量控制措施
栈道沿线地质情况复杂,山体陡峭,材料难以运输,机械无法作业,而原设计结构不完善,现场需要边施工边完善图纸,全线施工难度很大,现场施工质量控制措施如下:
2.1基础承台定位
工程基础承台有两种类型,分别为平面尺寸1.3 m×1.3 m的单桩承台和2.5 m×1.3 m的双桩承台,设计埋深0.9 m。由于原设计图栈道线路走向基本按照地形图绘制,与现场地形存在差别,实际施工时需先对现场进行详细查勘,再确认线路走向及各承台布置位置。
工程设计地基承载力特征值140 KPa,持力层为素填土层,现场开挖显示超过75%的基础位置为风化岩层,承载力高于素填土。基础开挖后,设计单位按照检测频率选择10个承台进行轻型触探试验,经试验地基承载力均满足要求。
2.2承台基坑开挖护坡处理
工程设计承台覆土厚度不小于0.4 m,基坑开挖深度不小于1 m,栈道沿线有43个承台,而部分承台位于陡峭山坡,基坑靠上坡一侧土方开挖深度接近3 m,极易引起边坡土方坍塌,存在安全隐患。项目部组织人员对每个承台位置进行仔细查勘,尽可能选择在地质条件较好的风化岩层,既保证了地基承载力,又确保了开挖作业安全。
现场部分承台两侧均为开挖后的陡峭强风化岩质边坡,为防止雨季流水冲刷造成边坡坍塌,项目部及时建议业主和设计单位对两侧边坡进行护坡处理,采用加挂钢丝网及浇筑细石混凝土护壁,同时对承台周边地面铺筑混凝土垫层硬化处理以避免积水下渗,尽量保障土体稳定(图1)。
2.3立柱、连梁模板支架搭设
本工程依山而建,部分悬崖地段的立柱、连梁高度超过13 m,需结合地形搭设模板支架,属于危险性较大的分部分项工程,现场施工难度极大。为保证作业安全,项目部对模板支架搭设进行严格控制,施工过程均按照经审批的模板脚手架专项施工方案执行,符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130-2011)的技术要求。
工程搭设高度超10 m的承重模板支架,立杆纵横向间距设为0.6 m,水平杆步距0.6 m,按规范设置扫地杆、剪刀撑、落地斜撑,立杆下铺设垫块,外立面悬挂密目式安全网,支架整体强度、刚度和稳定性均符合规范要求,保障了后续混凝土浇筑作业的施工安全。
2.4立柱混凝土浇筑施工质量控制
本工程采用?500圆形混凝土立柱,高度超过4 m设置横向0.2 m×0.4 m矩形截面连梁,现场依据地形采取分段流水作业,有利于模板支架材料的周转,保证了施工连续性。项目部在混凝土浇筑前对钢筋和模板安装进行自检,通知监理进行隐蔽工程验收,并对浇筑作业安排了交底。立柱内混凝土采用分层浇筑,分层振捣,保证了拆模后立柱表面观感质量。混凝土立柱按设计要求频率进行回弹法检测,28天的抗压强度均符合要求。
2.5钢结构主梁焊接质量控制
栈道主体基本结构采用Q235B型号200 mm×200 mm×6 mm方钢作为主梁(跨度大于8 m处采用300 mm×300 mm×12 mm方钢),全线对接焊缝和角焊缝均为满焊成型,既避免栈道因受力不均匀产生沉降,又保证了整体受力安全。施工过程对所有方钢两端端口全部以焊接钢板进行封闭,避免水蒸汽进入方钢内部造成锈蚀,降低后续使用日常维护成本。对于纵向对接焊缝均在方钢两侧增加夹板进行加强焊,且焊缝设置在靠近两端端头的1/4~1/3处[ ~ ],避免设置在承受弯矩最大值的跨中区域,降低焊缝位置内部应力,焊接完成后及时对全部对接焊缝进行超声波无损探伤检测,保证主体结构使用安全。
钢结构主体完成后,对全部对接焊缝进行超声波无损探伤检测,质量符合《钢结构工程施工规范》(GB50755-2012)相关要求(图2)。
2.6栏杆安装及上漆质量控制
栏杆的图案在专业厂家定做,其他工序在现场完成,栏杆焊接时构件之间的焊点应牢固,焊缝要饱满,表面的焊波应均匀。
油漆涂刷时,力度要均衡,涂抹的厚度尽量以薄为好,逐层增加,进行2-3次。避免刷太多次,或厚度太大,否则容易产生油漆挂泪的现象或者日后出现油漆起鼓等质量问题。
2.7塑木安装质量控制
塑木是一种新型环保材料,具有防潮耐水、耐酸碱、耐腐蚀、防虫蛀等性能,栈道标准段采用150 mm×30 mm塑木通过自攻螺丝固定在钢管龙骨上形成上部铺装层。塑木安装时,确保表面平整度≤3.0 mm;拼装高度差≤0.5 mm;拼装离缝≤0.5 mm[ ]。塑木铺装完成后要加强日常养护和成品保护,确保表面无损伤,无明显划痕,主要行走区域无明显的异响。
3工程新技术、新工艺、新材料运用
3.1结合地形全线搭建钢管脚手架作业通道
栈道43个承台和立柱,分散在全长超220 m的陡峭山坡上,机械无法进场作业,也没有现成道路可供运输。为保护现有植被与地貌,也不便开挖山体形成简易便道,现场只好结合地形搭设扣件式钢管脚手架,满铺脚手板,再配备防护栏杆和安全网形成人行和材料运输通道,并在栈道沿线结合地形分别架设HDPE管道和溜槽运输施工材料(图3-4)。
3.2设置悬空玻璃栈道,便于游客高空体验
仿木栈道的中部位置设置一段长6 m的悬空透明玻璃栈道,用厚度3 cm的夹层钢化玻璃安装固定于方型钢骨架上作为铺装面层,上面可清楚看到悬崖底部山体的地形地貌。游客走在玻璃栈道上,身旁是悬崖峭壁,底下是山谷谷底,从而体验到悬空而过、凌空微步的感觉(图5)。
3.3独具特色的铁艺栏杆,营造出郑仙文化氛围
仿木栈道的设计与郑仙岩景点周围环境相结合,栈道两侧高度1.2 m铁艺栏杆的图案构思缘于“药壶”和“云”的形态,寓意行栈道,祈安康,营造出郑仙文化的氛围。游客站在仿木栈道上,不仅可背靠山体,呼吸天然大氧吧的清新空气,还可面朝市区,欣赏美丽的广州城(图6)。
4施工效果及经验剖析
工程竣工验收质量优良,得到了广东省多家新闻媒体和广大市民的赞扬,并成为白云山风景名胜区的一个新景点。郑仙诞源于白云山,盛于白云山,是其独有的民俗活动,具有厚重的岭南文化内涵和鲜明的广州地域特色。景观栈道在郑仙岩景点周边形成完整环形游览线路,提高了郑仙岩景点的可达性,方便游客参观敬仰,为每年农历七月二十四“游白云礼郑仙”的民俗营造出浓厚的文化背景(图7-10)。
主要的施工经验与技术创新如下:
1)安全第一的原则。景观栈道施工所处的地理位置环境恶劣,栈道的结构和荷载受力形式复杂,施工前期一定要对周边的岩体、土壤、水质进行现场查勘。
2)严把材料进场质量关。工程项目管理中,材料的质量管理是关键,施工过程中项目部要加强对原材料、成品、半成品进场的质量把关,要安排专职质检员负责所有材料的进场验收工作,严禁使用不合格的材料。
3)科学技术性原则。栈道施工中会遇到各种问题,例如塑木板的防滑、防腐、耐高温问题,构件连接松动后的加固问题,栈道周边植物搭配的季相、层次问题等,这些问题的解决都要遵循科学,通过科技手段来解决。
4)生态环保原则。栈道面层铺设的塑木板是循环利用木材加工的废余料合成的,遵循“绿色和平”的生态环保理念,塑木板排水好、耐磨、维护成本低。景观栈道让人和周边的生物和睦相处,美化了人类的生存环境。
5)自然空间氛围的营造。施工过程中最大限度地保护周边的生态环境,在材料的选取以及构件的造型上都符合原有的风土民情文化,让游客感受自然生态的景色。
6)构件图案的文化构思。本工程铁艺栏杆的图案采用金色的“药壶”和“云”的形态,与郑仙文化相得益彰。
本文图片均为作者自摄。
参考文献:
[1]邓勇.园林工程施工质量管理与控制[D].浙江大学,2014.
[2]宋建学,袁英保,刘.旅游栈道安全评价技术研究[J].郑州大学学报(工学版). 2008,9(3):129-132.
[3]广州建设工程交易中心. 白云山青山绿地改造(蒲谷升级改造项目)施工招标公告[EB/OL]. (2014-9-24)http:///cms/wz/view/index/layout3/index.jsp?infoId=240269&channelId=15&siteId=1,
[4]叶增平.旅游景区钢栈道安全评价技术探讨[J].四川建筑科学研究.2012,8(4):107-110.
【关键词】支架;现浇箱梁;施工技术;监理控制要点
1地基处理
支架地基处理的目的是保证地基具有足够的承载力和必要的防水排水设施。我工地采用素土分层填筑,直至原地面以下45cm;每层素土整平后用压实设备往复压(夯)实,并进行压实度试验,压实度按93%控制。分层回填后铺40cm厚6%灰土或40cm砖渣碾压压实,最后浇筑10cm C20砼。砼基础设置横坡和纵坡,以便于排水,在处理过的地基范围四周挖设50×50cm的排水沟,排水沟与路线自然排水沟连通,将雨水引进排水沟,防止雨水浸泡地基,避免碗扣支架产生不均匀沉降。
监理控制要点:
(1)地基处理是否符合压实度要求。四周是否设立排水设施,排水是否畅通。
(2)地基平整度是否符合要求,防止积水和排水不畅。
(3)对于跨河段的满堂支架基础还必须验算桩的承载能力,桩的入土深度和垂直度,桩的系梁连接是否符合设计要求等。
2支架搭设和加固
(1)支架采用Φ48×3.5mm碗扣式钢管脚手架。支架搭设原材料质量必须符合规范(JGJ166-2008)的规定要求。安装前必须逐个检查钢管碗扣是否有破环、裂缝、严重变形现象。所有构件,必须经检验合格后方可投入使用。
(2)支架横杆步距、纵横向拉杆长度按照支架模板技术参数表进行搭设。竖杆要求每根竖直,垂直度偏差小于H/500。立竖杆后及时加纵、横向平面拉杆固定,竖杆底部设置纵、横向扫地杆,离地面应小于或等于35cm,严禁施工中拆除扫地杆。搭设支架时要切实保证横杆的水平,为保证支架的均匀受力,支架顶设置可调节的U形顶托。
(3)当立杆间距小于或等于1.5m时,模板支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑;中间纵横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑,其间距应小于或等于4.5m。
为确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性,支架每5步(约4.5m)设置横向剪刀撑一道,纵向连续设置在,腹板下各一道。剪刀撑斜杆与地面夹角应控制在45°~60°,斜杆每步与立杆扣紧,扣件扭紧力矩为40~65N·m。当模板支架高度大于4.8m时,底、顶部必须设置水平剪力撑,中间水平剪刀撑设置间距应小于或等于4.8m。
(4)支架搭设完毕后,用可调上托准确调节支架高度,保证支架高度满足设计要求。立杆上端包括可调螺杆伸出顶层水平杆的长度不得大于0.7m。
(5)模板支撑架高宽比应小于或等于2;当高宽比大于2时可采取扩大下部架体尺寸或设置缆风绳、连墙件。
(6)支架搭设完毕后支架的必须采用张挂密目安全网进行全封闭,防止高空坠物伤人。支架应按规范要求设置上下马道,在马道的两侧需要搭设护栏。梁板施工平台应进行四周临边防护,并挂安全网。
(7)碗扣支架的纵向分区应尽量少设置,如避免不了应设置分区在跨中荷载较小的位置并用钢管及扣件锁牢在立杆上;曲线段碗扣支架的纵向分区应注意支架三角区域,并进行适当加强。
(8)现浇箱梁曲线段地基硬化及碗扣支架搭设应适当进行加宽,保证碗扣支架落在坚实的基础上,保证支架有足够的施工工作面。
监理控制要点:
(1)支架搭设前需严格按照施工方案进行放线,定好垫板、设置底座或标示杆件位置。
(2)支架立杆的搭设必须竖直,不得倾斜,竖直度符合要求,立杆底座钢板必须与砼基础紧密接触,不得悬空。
(3)支架底托和顶托调节杆套接在杆中长度不得小于15cm。底托钢板是否变形,对底托未垫实或者支撑在斜坡断面上的必须进行调整;顶托是否偏心,是否存在悬空现象等进行检查。
(4)支架顶托自由端长度必须符合要求,超过70cm的必须在此之上加设水平钢管予以固定,以降低杆件的长系比,一般控制在50~60cm左右。
(5)检查纵横向及水平剪力撑的设施是否符合要求,对于支架高度大于4m的还必须设置水平剪力撑。剪力撑扣件的设置(必须确保三个扣件与立杆或横杆连接)是否合理,对于高支架(高度超过10米)还必须设置缆风,缆风绳的地锚是否符合要求。
(6)检查碗扣是否有损坏,碗扣和横杆接头、限位销是否有缺陷,牢固等。
(7)搭设之前,必须对进场的脚手架杆配件进行严格的检查,不得有裂缝、变形,螺栓不得滑丝。扣件应保证与钢管扣紧时接触良好,扣件表面应进行防锈处理。
(8)扣件螺栓必须拧紧(力矩应在40~65N/M之间,),以保证脚手架的节点具有必要的刚性和承受荷载的能力。
(9)对于纵坡段的箱梁,必须检查纵向是否设立了斜撑,斜撑的密度是否符合要求。
3支架预压
(1)支架的压载试验
支架的压载试验是一道非常重要的工序,其目的主要有两方面,一方面是检验支架及地基的强度和稳定性,确保施工安全,另一方面是消除施工前支架和地基的非弹性沉降变形,同时,确保梁体几何线型的准确。
(2)支架的加载
支架的加载可以使用砂袋、土袋等方式,加载的总重量不小于箱梁总重的1.2倍或依据设计要求。荷载分布位置要与箱梁自重荷载分布一致,加载时各点压重要均匀对称,防止出现异常情况。并进行沉降观测。
(3)沉降观测
沉降观测点的布置应定点准确,点的位置和密度应该能够准确反映整个支架的位移和变形情况。一般来说观测断面布置在每跨的L/2、L/4处及墩部处,每个断面至少分左、中、右三个观测点。如果跨径大,断面宽,可以对称加密布置,以满足精度要求。在加载前、后要分别测量各观测点的标高,并认真记录观测结果。要等到经观测沉降已稳定后,再进行下一级加载,持荷24小时后,对各个观测点进行沉降观测,当连续两天累计沉降量不超过2mm时可以卸载,卸载后再测量一次各观测点的标高。
(4)沉降观测完毕后,对观测结果进行分析整理,绘制沉降-荷载关系图,沉降-时间关系图。,根据这些观测数据可以得到地基和支架的总沉降量、弹性变形数量和非弹性变形数量。
(5)预压施工中的安全注意事项:
①预压施工时,支架范围四周封闭,树立、张贴相关安全标语、标牌,严禁非施工人员进入现场。
②预压施工时,吊装作业要有专人指挥,信号明确。吊装钢筋,要轻放,防止过大的冲击力。
③加载程序、方法及重量,严格按方案中的规定执行,压重范围按划定的范围进行控制,严防过载、偏载。
④在预压重量超过70%时,需用仪器注意观察支架及基础的变形、下沉,发现变形、下沉速度明显加快时,应立即通知停止施工,撤除作业人员。
⑤预压时,要派专人日夜值班,对支架进行全程监控,最好能挂一些细铁线或者是木条检查支架的下沉量,这样比较直观。如发现异常,马上停止加载,待查明原因后再作业,确保施工安全。
监理控制要点:
(1)预压施工之前,项目部组织相关部门、人员对支架基础、贝雷片支架进行全面、细致的检查,验收合格并经签认后方可进行预压施工。
(2)审查承包人支架预压方案,以及各项预防支架坍塌的应急措施。
(3)预压施工之前,进行专项技术交底,统筹组织人力、机械、压重材料,做到统一指挥,协调施工,防止出现蛮干、乱干现象。
(4)实地观测预压荷载堆载布置是否和方案相吻合,堆载防雨和排水措施是否落实到位。
(5)在压载过程中要密切关注支架和地基的变形情况,如果发现地基出现明显下沉或产生裂缝,钢管发生严重位移、变形, 方木发生裂缝或脆断等情况,要立即停止预压并进行卸载,查明原因并采取措施后再施工。
(6)加载预压时支架下严禁站人。试验完成后,要根据变形情况及地基沉降程度,采取必要的措施对薄弱环节予以加强,确保施工安全和工程质量。
(7)试验支架的搭设应严格按设计要求施工, 压载前一定要仔细检查支架各节点是否连接牢固可靠,以确保安全。
4满堂支架拆除
支架拆除基本上已到了工程尾期,但往往也是容易大意、松懈、麻痹、出事故的环节,因此,主要注意以下几方面工作:
(1)拆除原则:严格按支架拆除申报程序施工;支架拆除前,需召开安全技术交底会。对有关技术、质量、安全、进度的具体要求;拆除过程中可能发生隐患的重点工序,要制订安全可靠的防护措施;必须做好交通疏导及警示标志,现场必须配有安全员巡视和交通协管员维持交通;满堂支架拆除应遵守“由上而下,先搭后拆、后搭先拆”的原则,不准分立面拆架或在上下交叉同时进行拆架。做到一步一清、一杆一清。拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣。拆除纵、横杆、剪刀撑时,应先拆中间扣件,然后托住中间,再解端头扣。
(2)支架拆除时间:应当在梁体混凝土强度达到设计强度的95%,所有预应力钢束张拉、孔道压浆完成,且浆体强度达到90%(一般不小于7d)后方可拆卸支架;普通钢筋混凝土箱梁需经顶板混凝土强度达到设计强度的95%,且不小于7d后方可拆卸支架。
支架拆除前,应在梁顶做好梁体沉降观测点,加强支架拆除过程中梁体高程的监测。必要时也要派专人对梁底进行观察,如有异常情况,应立即停止支架拆除工作,待查明原因或通过讨论后,按调整方案进行拆除作业。
(3)拆除顺序
①满堂支架拆除时,应先拆除跨中处支架,再拆除桥墩处支架,由跨中向两侧桥墩方向推进,后续施工需要时可保留支墩处支架。一般的拆除顺序为:模板方木型钢分配梁顶托剪刀撑纵、横杆立杆扫地杆底托。
②尽量采用单幅拆除的形式,即拆除一侧的支架时,该侧道路临时封闭,另外一侧开放交通,待该侧支架拆除完毕,再拆除另外一侧支架。
③、按从上向下的顺序拆除碗扣钢管支架,先分层拆除水平、竖向剪刀撑,再拆除纵、横杆,然后拆除立杆,最后拆除扫地杆。严禁从下往上拆除碗扣支架。
④支架拆除时,严禁向下直接抛掷,要打堆后,集中用吊机吊运。
⑤支架拆除后,按一步一清,遵循工完场清的原则。将碗扣支架按种类进行分类分块集中堆放,以便周转使用。
监理控制要点:
(1)明确支架拆除顺序,支架拆除的原则、注意好拆除方法。
(2)督促施工管理人员做好以上相关工作。
5结束语
满堂支架的施工是一个非常重要的基础性施工工艺环节,在施工过程中一定要对地基的处理,支架体系的设计和搭设,支架的压载试验,支架的拆除等工序给予充分的重视,严格按照有关规范和要求施工,才能确保施工质量和施工安全。
参考文献:
[1]《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 166-2008
[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002),中国建筑工业出版社,2002年4月第一版