浅析轮扣式快拆架在低空间立交桥上的应用

2022-09-11

一、工程概况

汇川大道北段延伸段道路工程菱形互通主线桥立交工程, 主线桥的主要施工概况如下:

菱形互通主线桥跨径组合为1×35m, 上部结构采用现浇预应力混凝土等截面简支箱梁, 单箱双室, 桥梁下部采用U型桥台, 桥梁全长42m。左右幅共计砼692.5方, 钢筋49.45T, 整个箱梁荷载为1746.08T。该桥下无交叉作业, 桥下不设过人过车门洞, 架体高度6.6米。

二、支架搭设方法

1、搭设前准备

(1) 地基处理

为了满足支架基础的需要, 支架基础宽度主线桥为31.9~32.2*28m, 为全线整平基础。基础下层石方回填夯实碾压后, 采用密实碎石土的容许承载力为250~400kpa。其上浇筑150mm素混凝土。

(2) 主要投入的材料计划

支架采用轮扣式钢管架, 立杆主要采用3m、2.4m、1.8m、1.2m、0.9m几种, 立杆接长错开布置, 顶杆长度为0.6m、0.3m, 横杆采用0.6m、0.3m两种组成, 顶托和底托采用可调节。

2、施工顺序

由于本工程施工工期较紧, 拟采用一次性投入, 主要施工顺序为:

地基处理→地基压实→支架搭设→底模铺装→支架预压 (沉降观测) →钢筋施工→混凝土施工→支架拆除 (砼强度>100%) 。

3、轮扣式脚手架的布置

轮扣式支撑钢管选用φ48×3.0;立杆采用顶部带顶丝的钢管, 在主次梁底立杆纵向间距为0.6米、横向间距0.6米, 组成一个0.6m×0.6m的满堂模板支架;立杆底设可调底托支在枕木 (30㎝×20㎝) 上, 立杆上设可调顶托, 顶托上方铺设Φ48*3.0双钢管, 间距60㎝。横向铺设10×10㎝方木, 间距30㎝。

4、支撑架体组装搭设

(1) 杆件组装顺序是:立杆底座→立杆→横杆→水平撑→斜撑→横杆→顶撑→纵横分配方木→底模→侧模→端头模。

(2) 组装方法

轮扣支架为定型支架, 安装时先确定起始安装位置, 并根据地面标高确定立杆起始高度安装底托, 利用可调底托将标高调平, 避免局部不平导致立杆不平悬空或受力不均, 安装时先用可调底托将四个角标立杆高度调平后挂线安装其它底托, 后安装立杆。

安装立杆时, 先按桥梁中轴线放样到地面上, 按设计图纸要求用墨线标出各立杆的位置, 由于立杆间距较窄, 应按照从中线向两侧, 从下至上的方式, 同时按设计要求安装斜撑 (或剪刀撑) , 向上每两层安装水平支撑, 安装同时及时检查架子的垂直度。

支撑架顶部安装可调顶托、纵横分配梁, 用以调节模板标高。

5、架体结构计算

(一) 荷载分析

q1--模板自重 (含内模、侧模及支架) 以砼自重的5%计, 则:

q2--箱梁自重荷载, 取γ=26KN/m3, 中横梁断面处q2=46.8 k Pa (按最大截面处计算)

q3--施工人员、堆放及运输的工具及荷载。取2.5 k Pa

q4--振捣混凝土产生的荷载。对水平面模板取2.0 k Pa, 对侧模板取4.0k Pa

q5--混凝土对侧模的侧压力。

q6--倾倒混凝土产生的冲击荷载, 取2.0 KN/m2 (用导管倾倒时)

荷载组合

(二) 立杆承载力验算

根据地方标准《建筑施工轮扣式钢管脚手架安全技术规范》参照扣件脚手架有关规定, 支架立杆的强度及稳定性计算公式进行分析计算。[σa]=205 MPa

取中横梁处 (实腹段) 截面计算, 支架布设为60 (横向) ×60 (纵向) ×120 (竖向) cm

(1) 立杆轴向力计算:

(2) 单肢立杆轴向承载力验算:

式中:

N—钢管所受的垂直荷载, N=24.5k N

A—立杆横截面积A=424mm2 (取φ48mm×3.0mm钢管的截面积) ;

φ—轴心受压杆件稳定系数, 根据长细比λ查表求得λ=L/i=1200/15.95 (L—水平步距;i—回转半径) =75, 参照《建筑施工轮扣式钢管脚手架安全技术规范》查附录E得φ=0.75

f—钢材强度设计值, 205N/mm2,

立杆轴向力满足承载力要求。

(三) 地基承载力计算

本工程地基处理按路基填筑要求整平压实后地基承载力不小于200KPa;单支立杆所承受竖向荷载以托底面积按45°角分部到地基的面积。

托底面积为0.1×0.1m, 按45°角向下传递到地基的面积= (0.1+0.15×2) × (0.1+0.15×2) =0.16㎡。

中段实腹段最大荷载处:支架所需地基承载力为:

因此地基承载力满足支架施工要求。

6、支架布设注意事项

地基基础表面要坚实平整;立杆的接长缝应错开, 至顶层再用1.8m、1.2m和0.9m三种长度的顶杆找平。

可采用常规钢管扣件作为斜撑杆进行锁定和加固。

接头是立杆与横杆、斜杆的连接装置, 应确保接头锁紧。

三、与扣件式脚手架比较的主要优势分析

经过实际应用, 发现轮扣式脚手架与普通扣件式相比, 其优势主要表现在如下几个方面:

1、根据现场的施工要求, 可以组成不同尺寸的支撑体系, 从而适应不同荷载的支撑体系的需要。

2、构造简单、拆装简便、快速、间距准确, 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脚手架快3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。

3、轮扣式脚手架承载力大, 立杆连接是同轴心承插, 结构稳定, 承载力大, 避免了扣件式脚手架依靠人工紧固扣件螺栓摩擦力传递应力的不稳定性。

四、结论

轮扣式脚手架采用与扣件式脚手架相同直径的管件制作而成, 上下管件连接采用较小直径的内插管, 间距600mm焊接轮扣, 水平模杆端头采用销式插头, 工厂化制作, 现场组装简单, 其与扣件脚手架因为管件直径相同, 可以利用扣件式脚手架进行其水平、竖向及斜向的加固, 增加架体的稳定性和刚度;

其工厂化制作、现场组装、快速施工、方便装拆的特点非常适宜于在较低高度的荷载较大市政工程中的支撑架体。

摘要：轮扣式快拆架技术, 一般常用于建筑的标准层的内装饰上, 我公司在空间较低的桥梁上作为支撑架体使用, 避开其高空稳定性差的劣势, 极大地发挥其快速易安装易拆除的特点。汇川大道北段延伸段立交桥, 高度不超过8米, 空间较低, 本着快速、安全, 节约成本的原则, 采用轮扣式快拆架支撑系统, 加快进度、节约成本, 保证了质量和安全。

关键词：快拆,轮扣式脚手架,斜撑,承插,施工技术,安全