中心城區(qū)承插型盤扣式鋼管支架施工技術(shù)研究

鄧鑫偉，張鵬飛，王 磊

（中交路橋建設(shè)有限公司，北京市100027）

0 引 言

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，城市交通路網(wǎng)的逐步擴張，中心城區(qū)高架橋建設(shè)工程日益成為城市交通命脈不可或缺的一環(huán)。以往中心城區(qū)高架橋案例中，城市交通、地形地貌往往成為制約高架橋施工的重難點，筆者將綜合自身的理論水平，結(jié)合高架橋施工的實際情況，探討中心城區(qū)承插型盤扣式鋼管支架施工的優(yōu)勢，進而提升中心城區(qū)高架橋施工的安全性和施工效率。

1 工程概況

1.1 工程簡介

某工程為104 國道浦泗立交至南京二橋段（浦儀公路西段），位于南京市江北新區(qū)，路線起于104國道（浦泗路）與205 國道（江北大道）交叉的浦泗立交，向東北方向沿規(guī)劃走廊布設(shè)，跨越長江八卦洲上壩夾江后，與規(guī)劃和燕路過江通道相交，繼續(xù)向東北延伸，止于南京二橋高速，路線全長11.5 km。兼顧城市快速路功能，起點至規(guī)劃濱江大道段同步設(shè)有地面輔道。

1.2 周邊環(huán)境

浦洲路主線高架橋梁北接居民住宅小區(qū)，南臨骨科醫(yī)院、大型機電企業(yè)，橫穿泰馮路、豐收河，周邊環(huán)境復(fù)雜，施工條件多變，交通流量巨大。

1.3 橋梁概況

浦洲路主線高架橋上部結(jié)構(gòu)用支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，跨徑以30 m 左右為主，標準梁高采用2.1 m。主線標準段（橋?qū)?2 m）采用單箱五室斷面，頂板厚度25 cm，底板厚度22 cm，跨中腹板厚50 cm，墩頂腹板厚80 cm，中橫梁厚2.8 m，端橫梁厚2.0 m，頂板懸臂寬度4.0 m，箱梁邊腹板的斜率為4∶3。對于跨平交口段，采用主跨55 m 的變截面連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，三跨連續(xù)梁（38+55+38）m 主跨箱梁的中支點梁高采用3.3 m，主跨跨中梁高、邊支點梁高均采用2.1 m，梁高以圓弧過渡；二跨連續(xù)梁（55+55.144）m 主跨箱梁的中支點梁高采用3.5 m，邊支點及跨中梁高均采用2.5 m，梁高在中支點處以線性過渡。

圖1 為主線高架橋標準斷面圖。

圖1 主線高架橋標準斷面圖（單位：m）

2 中心城區(qū)施工特點

2.1 交通導(dǎo)改

主線高架橋上行浦洲路，地面輔道同步拓寬，施工期間不得中斷地方交通。根據(jù)浦洲路交通特點，工程施工前，實行“借一還一”措施，北側(cè)新建永臨結(jié)合雙向單車道作為保通道路，滿足車流通行，南側(cè)新建永臨結(jié)合道路作為施工便道[2]（見圖2～圖5）。

圖2 浦州路高架橋施工一期交通導(dǎo)改圖

圖5 浦州路高架橋施工四期交通導(dǎo)改圖

圖3 浦州路高架橋施工二期交通導(dǎo)改圖

圖4 浦州路高架橋施工三期交通導(dǎo)改圖

浦洲花園段上部結(jié)構(gòu)均采用承插式盤扣滿堂支架施工，支架邊緣至紅線的平均距離為4 m，不具備交叉施工條件（不滿足現(xiàn)澆箱梁施工時保通路通車），需經(jīng)過部分交通轉(zhuǎn)換。

2.2 路線交叉

浦洲路高架橋與泰馮路（地方道路）相交，工程施工期間，需保證泰馮路交叉路口的通行，考慮采用Φ630×10 mm 鋼管支撐式橫向門洞式支架施工，門洞結(jié)構(gòu)凈高4.5 m（見圖6）。在通道設(shè)置限高限寬限速警示標志，并在距門洞20 m 位置設(shè)置限高架，防范社會車輛碰撞到施工支架。

圖6 浦洲路門洞支架斷面圖

為保證行車安全，在門洞沿車流方向兩側(cè)，前后延長支架搭設(shè)范圍3 m，使車輛在門洞下“早進晚出”，并在支架上方滿布綠色彩鋼瓦防護，防止高空墜物影響車輛通行安全；在門洞兩側(cè)安裝警示燈、反光貼、警示牌、限高架等安全防護設(shè)施。

3 中心城區(qū)承插型盤扣式鋼管支架施工方案

3.1 施工工藝原理

承插型盤扣式鋼管支架由立桿、水平桿、斜桿、可調(diào)底座及可調(diào)托座等構(gòu)配件構(gòu)成。立桿豎向采用套管或連接棒承插連接，水平和斜向連接固定利用水平桿和斜桿與立桿，上定位焊接的連接盤快速連接，形成結(jié)構(gòu)幾何不變體系的鋼管支架。利用承插式盤扣型腳手架相對于傳統(tǒng)的扣件型腳手架（見圖7）而言具有可靠的雙向自鎖能力，穩(wěn)定強度提高20%，無任何活動零件；運輸、儲存、搭設(shè)、拆除方便快捷；受力性能合理、可以自由調(diào)節(jié)；搭設(shè)時操作簡易，安全合理。圖8 為承插式盤扣腳手架之實景。

圖7 傳統(tǒng)扣件型腳手架之實景

圖8 承插式盤扣腳手架之實景

3.2 主要施工工藝及施工流程

（1）備料人員依搭架需求數(shù)量，分配材料并送至每個搭架區(qū)域，依腳手架施工圖紙將調(diào)整底座正確擺放在已處理的地基上。

（2）根據(jù)立桿及橫桿的設(shè)計組合，從底部向頂部依次安裝立桿、橫桿。下部先全部裝完一個作業(yè)面的底部立桿及部分橫桿。再逐層往上安裝，同時安裝所有橫桿。

（3）立桿和橫桿安裝完畢后，考慮支架的整體穩(wěn)定性，按照4-6 步設(shè)置一道水平剪刀撐，安裝時自下而上進行順接。斜撐通過扣件與支架連接，安裝時盡量布置在框架結(jié)點上，專人檢查支架盤扣松緊情況。架體與主體結(jié)構(gòu)拉結(jié)牢靠。安全網(wǎng)在剪刀撐等設(shè)置完畢后設(shè)置。

（4）為便于在支架上高空作業(yè)，安全省時，可在地面上大致調(diào)好頂托伸出量，再運至支架頂安裝。根據(jù)梁底高程變化決定斷面間距，設(shè)左、中、右三個控制點，精確調(diào)出頂托標高。然后用明顯的標記標明頂托伸出量，以便校驗。最后再用拉線內(nèi)插方法，依次調(diào)出每個頂托的標高，頂托伸出量一般控制在40 cm以內(nèi)為宜。

（5）支撐架搭設(shè)完畢后，對其平面位置，頂部標高，節(jié)點聯(lián)系及縱橫向穩(wěn)定性進行全面檢查，符合要求。

（6）支架搭設(shè)完成之后由項目部、總監(jiān)辦進行檢驗，檢驗合格，檢測數(shù)據(jù)留存。支架拼裝完畢后，檢查橫桿的水平度和立桿的垂直度，以及立桿底座有否松動或空浮情況，并及時旋緊可調(diào)座和薄鋼板調(diào)整墊實。

3.3 荷載驗算

3.3.1 承插型盤扣支架驗算

承插型盤扣式鋼管支架立桿采用材質(zhì)為Q345A，規(guī)格為Φ60×3.25 mm 十字盤支架桿件；水平桿采用材質(zhì)為Q235B 桿件，桿件規(guī)格為Φ48×2.5 mm；豎向斜桿采用材質(zhì)為Q195 桿件，規(guī)格為Φ48×2.5 mm。

立柱順橋向間距為150 cm，在端橫梁、橫隔板處間距為90 cm 和120 cm。立桿布置間距：跨中底板處為120 cm（橫向）、腹板位置90 cm（橫向）。翼板立柱按照120 cm（橫向）?？v橫向均布設(shè)水平桿，豎向步距為1.2 m，底托設(shè)置掃地板過渡。

利用Midas 對現(xiàn)澆箱梁支架進行建模，對工字鋼主梁、方木次梁強度、立桿及地基承載力進行驗算至符合規(guī)范要求。

圖9 為承插型盤扣鋼管支架模型。

圖9 承插型盤扣鋼管支架模型

3.3.2 門洞結(jié)構(gòu)驗算

門洞支架底部采用路面以上高1.0 m、寬1.0 m的C20 鋼筋混凝土防撞地梁底座，上部采用Φ630鋼管，鋼管上橫向布置雙拼HN400×200 型鋼承重梁，然后在橫向承重梁上鋪設(shè)Φ32a 工字鋼（箱梁腹板下方間距30 cm，其他部位45 cm）；Φ630 鋼管間用[20 槽鋼形成剪刀撐；門洞縱向工字鋼下部滿掛綠色彩鋼瓦封閉防止高空墜物。

利用Midas 對門洞結(jié)構(gòu)進行建模，對縱梁、橫梁、分配梁變形、立柱及斜撐應(yīng)力強度進行驗算至滿足規(guī)范要求（見圖10）。

圖10 門洞結(jié)構(gòu)模型

4 推廣應(yīng)用前景

相較于傳統(tǒng)的施工支架技術(shù)，中心城區(qū)承插型盤扣式鋼管支架施工具有如下優(yōu)勢：

（1）節(jié)點抗扭轉(zhuǎn)能力強，強度、剛度、穩(wěn)定性可靠，施工安全得到有效保障。

（2）模塊化、工具化作業(yè)施工，搭拆快捷，大幅度提高施工效率，具有良好的適應(yīng)性，能在不同的地形環(huán)境下施工。

（3）節(jié)約用鋼量，高承載力的盤口架搭設(shè)密度遠低于傳統(tǒng)架，有效降低施工成本及各項配套費。

（4）無零散配件，不易丟失，損耗極低，并方便運輸及清點。

（5）構(gòu)件全部采用熱鍍鋅防腐工藝，較傳統(tǒng)支架提高10 倍以上使用壽命，同時不會因為銹蝕而降低承載力。支架外觀銀白色，城市大面積施工美觀大方。

隨著城市交通路網(wǎng)的逐步擴張、中心城區(qū)高架橋施工條件日益復(fù)雜。與日俱增的交通壓力，對中心城區(qū)高架橋工程的工期、質(zhì)量、安全提出了更高要求。至此，中心城區(qū)承插型盤扣式鋼管支架施工技術(shù)具有很高的推廣價值，應(yīng)用前景廣闊。

5 結(jié) 語

承插型盤扣式鋼管支架作為一種新材料、新工藝、新技術(shù)，由于其比之前傳統(tǒng)的鋼管架具有搭拆方便、操作簡單、功效高等諸多優(yōu)點，自國家頒布標準使用以來，立即在建筑市場引起了極大的關(guān)注。城市中心城區(qū)高架橋采用承插型盤扣式鋼管支架施工工藝技術(shù)，無論對于保證工程施工質(zhì)量安全，還是降低工程建造成本，樹立良好企業(yè)形象都有較大的經(jīng)濟效益和社會效益，具有很好的應(yīng)用前景和市場需求。