承插型盘扣式脚手架在某地铁车站施工中的应用.pdf

・设备／仪器・承插型盘扣式脚手架在某地铁车站施工中的应用王玉国（中铁十六局集团第二工程有限公司天津３００１６２）摘要首先分析了我国目前建筑市场脚手架的应用现状，并介绍了承插型盘扣式脚手架的技术，其次通过天津市地铁６号线第１２合同段天泰路站主体结构施工的工程实例，阐述了地铁车站中承插型盘扣式脚手架体系的受力计算以及实施效果。关键词盘扣式脚手架地铁车站受力计算实施效果中图分类号Ｕ２３１＋．４；ＴＵ７３１．２文献标识码Ｂ———文章编号１００９４５３９（２０１４）０６０１４８０４ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｏｃｋｅｔＰｌａｔｅＦａｓｔｅｎｅｒＴｙｐｅＳｃａｆｆｏｌｄｉｎｔｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＳｕｂｗａｙＳｔａｔｉｏｎＷａｎｇＹｕｇｕｏ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙ“１６ＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１６２，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＦｉｒｓｔｏｆａ１１．ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｃａｆｆｏｌｄｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍａｒｋｅｔｉｎＣｈｉｎａａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｏｃｋｅｔｐｌａｔｅｆａｓｔｅｎｅｒｔｙｐｅｓｃａｆｆｏｌｄ．ＴｈｅｎｗｉｔｈｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＴｉａｎｔａｉｒｏａｄｓｔａｔｉｏｎｏｎｂｉｄ１２ｏｆＴｉａｎｊｉｎＳｕｂｗａｙＬｉｎｅ６，ｉｔｅｘｐｏｕｎｄｓｔｈｅｆｏｒｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓｏｃｋｅｔｐｌａｔｅｆａｓｔｅｎｅｒｔｙｐｅｓｃａｆｆｏｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｓｏｃｋｅｔｐｌａｔｅｆａｓｔｅｎｅｒｔｙｐｅｓｃａｆｆｏｌｄ；ｓｕｂｗａｙｓｔａｔｉｏｎ；ｆｏｒｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ１引言目前我国的北京、天津、香港、上海、南京、广州、深圳等城市都有了地铁，地铁具有舒适、快捷和便利的特点，已经成为人们出行的重要交通工具，地铁也就成了城市交通的重要组成部分，因此许多城市的地铁也在紧锣密鼓地修建之中，而地铁车站的施工进度直接制约着整个地铁的投入使用，我们在天津地铁６号线第１２合同段地铁车站施工中，引进了承插型盘扣式脚手架进行主体结构施工，取得了较好的效果。２脚手架概述２．１我国脚手架应用现状建筑脚手架是建筑施工中的重要施工工具，上世——收稿Ｅ１期：２０１４０２０５１４８纪６０年代以来研究和开发了各种形式的脚手架。随着国家经济建设的发展，脚手架也经历了一个逐步发展的过程，由最初的普通钢管扣件式脚手架到门式脚手架再到碗扣式钢管脚手架，近几年市场上又出现了一种新型的盘扣式钢管脚手架，由于其具有承载力高、安全性好、搭拆效率高等优点，逐渐被应用到各种…大型结构施工中，亦是脚手架发展的趋势。２．２承插型盘扣式脚手架技术盘扣式脚手架（该脚手架由德国ＬＡＹＨＥＲ公司“”发明，也称为雷亚架），是继碗扣式脚手架之后的升级换代产品。盘扣式脚手架体系的主要构件为：可调底座、基础立杆、立杆、水平杆、斜拉杆、可调托撑及工字铝梁。所有构件均采用热镀锌工艺，有效避免了因为构件锈蚀而导致的架体性能下降。立杆采用直径６０ｍｍ、壁厚３．２ｍｍ钢管做主构件，插座为直径１３５ｍｍ、厚１０ｍｍ的圆盘，圆盘上开设８钐｝道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＨＮＯＬＯＧＹ２０１４ｆ６Ｊ万方数据・设备／仪器・个孔，设有水平杆与斜杆连接孔。立杆、水平杆使用Ｑ３４５Ｂ低碳合金结构钢，较之传统脚手架Ｑ２３５普碳钢管材质大幅度提升，尤其立杆（直径６０ｍｍ、壁厚３．２ｍｍ）的承载力显著增强，单杆极限值可达２０ｔ；特有的斜拉杆设计及稳定的格构柱结构，极大地提高了设计方案的可行性，并有效地规避了人为施工的误差。２．３脚手架方案比选嗡Ｊ普通钢管扣件式脚手架和门式脚手架目前应用较少，以下就碗扣式钢管脚手架和盘扣式钢管脚手架进行比选。（１）承载力地铁车站主体结构承重支架主要以立杆轴心受压为主，碗扣式脚手架立杆、水平杆及斜杆规格均为蝉８×３．０ｍｍ，材质为Ｑ２３５，而盘扣式脚手架立杆、水平杆使用Ｑ３４５Ｂ低碳合金结构钢，且规格为＋６０×３．２ｍｍ，其承载力显著增强，单杆极限值可达２０ｔ，且各种杆件轴线交于一点，整体稳定强度比碗扣式脚手架高２００％。（２）安全性盘扣式脚手架采用独立楔子穿插自锁机构。由于互锁和重力作用，即使插销未被敲紧，水平杆插头亦无法脱出。插件有自锁功能，可以按下插销进行锁定或拔下进行拆卸，加上扣件和支柱的接触面大，从而提高了钢管的抗弯强度，并可确保两者相结合时，支柱不会出现歪斜。盘扣式脚手架节点连接照片见图１。架的６５％，且由于间距及步距的增大还间接减少了水平杆及竖向斜杆的用量，且构件系列标准化，便于运输和管理，无零散易丢构件，损耗低，后期投入少，而且盘扣式脚手架结构少、重量轻，一次搭设成型后无需再进行加固，搭建及拆卸方便，在正常施工周期范围内，通过合理的组织调配，既节省人工费又加快施工速度，从而也减少租赁费用。另外盘扣式脚手架通体采用热镀锌工艺，架体外观呈银灰金属色，色泽美观统一，观感上远远优于碗扣式脚手架。３盘扣式脚手架应用实例３．１工程概况咩１天津地铁６号线北起东丽区大毕庄停车场，南至津南区双港车辆段，途径４８个站点，线路正线全长５６．１３ｋｍ。沿线经过东丽区、河北区、红桥区、南开区、河西区、津南区六个行政区。本单位承担施工的第１２合同段包括两站三区间，即天泰路站、北运河站、南口路～天泰路～北运河一北竹林区间。天泰路站为地下二层岛式站台车站，车站总净长１９５ｍ，主体结构为地下二层现浇钢筋混凝土箱形结构，负一层高５．４５ｍ，负二层高６．１６ｍ（标准段）、７．７６ｍ（端头井），结构内净空为２０．３ｍ，顶板厚度为８００ｎ＇ｌｌｎ，中板厚度为４００ｍｍ，底板厚度为１０００ｍｍ、９００ｍｍ，侧墙厚度为９００ｍｍ、８００ｍｍ。中板及顶板的总方量为５２５０ＩＴｌ３，一次浇筑最多的一个施工单元混凝土方量为４８０ｍ３。万方数据・设备／仪器・方木，横向布置，其上纵向密铺５０ｍｍｘ７０ｍｍ方钢。（５）模板：根据现场的实际情况，模板的大小统一采用１５ｍｍ厚、１２２０ｍｍ×２４４０ｍｍ的胶合板。脚手架实施方案简图及现场照片分别见图２和图３。图２脚手架实施方案简图图３脚手架搭设现场照片３．２．２受力验算３．２．２．１材料特性及计算荷载（１）材料特性ｐＪ１３盘扣式脚手架材料特性见表１。‘（２）荷载情况３］１３龙骨及支撑架布置间距：立杆纵距、步距：１５００ｍｍ，立杆横距：９００ｍｍ、１２００ｍｍ、１５００ｍｍ；荷载组合时，恒荷载分项系数取１．２，活荷载分项系数取１．４。各荷载取值如下：①普通板钢筋混凝土自重：２５．１ｋＮ／ｍ３；②普通梁钢筋混凝土自重：２５．５ｋＮ／ｍ３；③模板及主次龙骨：１．２ｋＮ／ｍ２；④施工人员及设备：３ｋＮ／ｍ２；⑤振捣荷载：２ｋＮ／ｍ２。３。２．２．２架体受力计算（１）立杆承载力验算①顶板处立杆计算架体板处最大布置间距为１．５ｍ×１．５Ｉｎ，计算单元面积为１．２Ｉｌｌ２，架体高度５．５ｉｎ，计算简图如图４所示。荷载计算如下：ａ．钢筋混凝土自重：２５．１Ｘ１．２Ｘ１．５＝４５．１８ｋＮ表１材料特性材料名称材质截面尺寸／ｍｍ壁厚／ｍｍ强度／ＭＰａ弹性模量／ＭＰａ惯性矩／ｍｍ４抵抗矩／ｍｍ３回转半径／ｎｌｌｎ立杆Ｑ３４５Ｂ６０３．２３００２０６０００２３ｌＯｏｏ７７００２０．１水平杆Ｑ３４５Ｂ４８２．５３００２０６Ｏｏｏ９２８００３８６０１６．１竖向（斜杆）ＱＺ３５Ｂ４８２．５２０５２０６０００９２８００３８６０１６．１面板木模板１５１３６００００２８ｌ２５０３７５００铝梁Ｌ一１８５４２００７００００１０３３０００１３７１５０方钢Ｑ２３５５０ｘ７０４２０５２０６Ｏｏｏ５８３５００１６６７００方木１５０ｘ１５０１３９Ｏｏｏ４２１８７５００５６２５００ｂ．模板及龙骨：１．２Ｘ１．５×１．５＝２．７ｋＮⅣ∥／讲《［］［３１１７。ｃ．架体自重：０．１５×１．５×１．５×５．５＝１．８６ｋＮ盯＝７５４４０／（０．５５×５７１）＝２４０．２２ＭＰａ＜ｄ．施工人员及设备：３ｘ１．５×１．５＝６．７５ｋＮ∽＝３００ＭＰａ，立杆稳定性满足要求。ｅ．振捣荷载：２×１．５×１．５＝４．５ｋＮ②顶纵梁处立杆计算Ｎｌ＝。＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝６０．９９ｋＮ日¨６。架体梁处最大布置间距为１．３５Ｉｎｘ１．５ｉｎ，计ⅡＮ２＝（＋６＋ｃ）×１．２＋（ｄ＋ｅ）×１．４＝算单元面积为１．４８Ｉｎ２，架体高度５．５ｍ，参考上述７５．４４ｋＮ旧Ｊ１６。计算，计算简图如图５所示。不组合风荷载时，立杆的稳定｜生计算公式为：ｏｒ＝盯＝８７０３０／（０．５５Ｘ５７１）＝２７７．１２＜［盯］＝１５０钐｝道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＨＮＯ￡－０Ｇｙ２０Ｔ４ｆ６Ｊ万方数据・设备／仪器・顶板＼燃哥－１５００－・１５００－＼ｊ‘＼＆，弋图４顶板处立杆计算简图图５顶纵梁处立杆计算简图（２）主龙骨计算①顶板下主龙骨计算板下主龙骨布置间距及支距均为１．５ＩＴＩ，计算面积为１．２ＩＴｌ２。ａ．钢筋混凝土自重：２５．１Ｘ１．２Ｘ１．５＝４５．１８ｋＮｂ．模板及龙骨：１．２Ｘ１．５×１．５＝２．７ｋＮｃ．施工人员及设备：３ｘ１．５×１．５＝６．７５ｋＮｄ．振捣荷载：２Ｘ１．５Ｘ１．５＝４．５ｋＮⅡⅢⅣｇｌ＝（Ｉ＋＋＋）÷１．５＝３９．４２（ｋＮ／ｍ）９２＝［（Ｉ＋ＩＩ）×Ⅲ１．２＋（＋ＩＶ）×１．４］÷１．５＝４８．８０（ｋＮ／ｍ）按３跨连续梁计算所受最大弯矩，则…Ｍ。。＝ｑ１２／１０虮１５１＝１０９８００００（Ｎ・ｍｍ）应力ｏｒ＝Ｍ。。／Ｗ＝８０．０６＜［盯］＝２００（ＭＰａ）挠度１＝ｏ．６７７ｑ１４／ｌＯＯＥＩ【４］ｌ舭１５１＝１．８８（ｍｍ）＜［ｆｌ＝３．７５（ｍｍ）（Ｌ／４００、Ｌ＝１５００ｒａｉｎ）口Ｊ强度及挠度均满足要求。②顶纵梁下主龙骨计算荷载：梁下主龙骨布置间距为１．３５ｍ，支距１．５ｍ，砼计算面积为１．４８ｍ２。应力盯＝Ｍ一／形＝９３．０＜［盯］＝２００（ＭＰａ）强度及挠度均满足要求。（３）次龙骨计算①顶板处次龙骨计算ａ．钢筋混凝土自重：２５．１ｘＯ．８＝２０．０８（ｋＮ／ｍ）；ｂ．施工人员及设备：３（ｋＮ／ｍ）；１２．振捣荷载：２（ｋＮ／ｍ）；次龙骨方钢布置间距为２００ＩＢｍ，支撑间距为Ｌ＝１５００ｍｍ。ⅡⅢⅣｑ３＝（Ｉ＋＋＋）×０．２＝５．０２（ｋＮ／ｍ）９４＝［（Ｉ）ＸⅡⅢ１．２＋（＋）×１．４］Ｘ０．２＝６．２２（ｋＮ／ｍ）应力ｏｒ＝Ｍｍ。。／Ｗ＝８３．９５＜［盯］＝２０５ＭＰａ厂＝０．６７７ｑ１４／１００Ｅ１＝１．７７＜［ｆ］＝３．７５ｍｍ（Ｌ／４００、Ｌ＝１５００ｍｍ）强度及挠度均满足要求。②顶纵梁处次龙骨计算跨度１５００ｍｍ次龙骨选用１５０×１５０的方木，间距为６００ｍｍ，支撑间距为Ｌ＝１２００ｍｍ。按简支计算次龙骨所受弯矩最大值。Ｍ。。＝ｑ１２／８㈤２＝６０４４４００（Ｎ・ｍｍ）应力盯＝Ｍ。。；／Ｗ＝１０．７４＜［ｏｒ］＝１３ＭＰａｆ＝５ｑ１４／３８４ＥＩ［４］９２＝２．３９＜［ｆ］＝３ｍｍ（Ｌ／４００、Ｌ＝１２００ｍｍｌ强度及挠度均满足要求。３．３方案优势及效果（１）平均每个单元搭设架体时间比碗扣式脚手架节省近一半，具有施工效率高的特点。拆卸时由于无任何零星部件，现场文明施工有了很大的提高。（２）架体稳定性较高，安全性较好，专项方案一次性通过专家论证，施工期间未发生任何安全事故。（３）架体搭设简单，不需进行培训即可施工。（４）浇筑完的混凝土表面平顺、美观，未发生任何影响外观质量的缺陷。（５）次龙骨使用规格尺寸比较标准的方钢代替传统的方木，既节约成本又能保证浇筑完成后的混凝土外表面平整美观，更容易满足规范要求。本工程浇筑完成后混凝土结构效果如图６。３．４搭设注意事项（１）搭设过程中需严格按照设计方案中的纵横１＝ｏ．６７７ｑ１４／ｌＯＯＥｌ＝２．１９（ｍｍ）＜［力＝３．７５（ｍｍ）间距及步距进行搭设且连接斜杆是隔一搭一。（Ｌ／４００、Ｌ＝１５００ｍｍ）（下转第１５６页）铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＨＮＯＬＯＧＹ２０１４（６）１５１万方数据・其它・一图７灵昆站站周边城市图８桐岭车辆段上盖开发概念设计图鸟瞰效果图通过以上实例可见，温州市域铁路在城市规划指导下，密切结合城市设计，开展物业开发建设，将有效促进沿线旧村改造和新区建设，从而带动温州城市的发展。４结论市域铁路建设是推进城乡一体化建设的有效载体，是城市发展的契机。市域铁路结合物业开发建设，带动了沿线城市建设，对城市发展具有良好的促进作用。市域铁路站点结合物业开发设计与城市设计共同考虑，抓住规划龙头，增强市域统一规划的科学性和合理性，在市一级更高的层面和更大的空间来研究确定区域城市发展规划，对城市发展具有重要的指导意义。（上接第１５１页）（２）最上部一道横杆与模板面的距离不得大于５００ｍｍ。（３）主龙骨采用铝梁时，由于连接片的强度较高，铝梁接头可置于任意位置，不必非置于立杆的顶撑上。图６浇筑完成后中板外观质量４结束语实践证明承插型盘扣式脚手架作为目前新兴的脚手架体系，由于其具有技术先进、安全受控、施工效率高、节约成本等优势，已经在越来越多的工程中被采用，也是今后脚手架发展的趋势，本项目１５６铁路建设单位与城市职能部门携手，以实现优化城乡空间布局、合理配置区域资源要素、协调站点周边开发业态、平衡社会发展项目为目标，最终将市域铁路沿线发展为布局合理、生活便利、交通发达、经济繁荣的新型城市。参考文献苗彦英．城市轨道交通［Ｍ］．北京：北京科技出版社，１９９４．沈海剑．市域铁路车站设计研究［Ｊ］．铁道标准设计，—２０１２（４）：２１２５．张志勤．市域铁路规划设计总体思路［Ｊ］．高速铁路技—术，２０１１（３）：９１２．徐瑞华，杜世敏．市域轨道交通线路特点分析［Ｊ］．城—市轨道交通研究，２００５（１）：１０１２．毛保华．城市轨道交通规划与设计［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００６．郑明远．轨道交通时代的城市开发［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００８．张楠楠，徐逸伦．高速铁路对沿线区域发展的影响研究［Ｊ］．地域研究与开发，２００５（６）．叶霞飞，顾保南．城市轨道交通规划与设计［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９９９．部将通过在天津地铁６号线车站主体结构施工中使用该脚手架所积累的宝贵的经验和数据，在以后的工程中得以推广和应用，并为地铁车站主体结构施工提供参考。参考文献［１］谢其盛，高君，王月灿．我国建筑脚手架现状及其发展方向，［Ｊ／ＯＬ］．［２］天津地铁６号线调整及新建延伸线工程天泰路站施工图设计［Ｐ］．上海：上海市城市建设设计研究总院，２０１３．［３］南通新华建筑集团有限公司．无锡市锡山三建实业有限公司．ＪＧＪ２３ｌ一２０１０建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１０．［４］建筑结构静力计算手册第二版［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００１．［５］沈阳建筑大学．ＪＧＪ—１６２２００８建筑施工模板安全技术规范［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００８：２２．［６］张奉超．浅谈承插型盘扣式钢管支架在上盖地铁车辆铁道建翁技术段工程中的施工优势［Ｊ］．城市建筑，２０１３：５５．ＲＡ儿ＷＡｙＣＯＮＳ丁开Ｌ『ｃ刀０～丁￡－ＨＮ０正＿０Ｇｙ２０，４ｒ６Ｊ¨勿列钔列叫＂引ｒ｝ｒｊｒｌｒｌ万方数据