1、施工概况
南京南站机场高速跨秦淮河大桥西集散车道引桥为现浇混凝土预应力连续箱梁,共20跨6联,桥梁走向为直线布置,梁底净空高度为1.2-5.3米,施工中满堂支架搭设全部采用门式脚手架支撑。在现场使用过程中,充分利用了门式脚手架如下优点:1)门式钢管脚手架几何尺寸标准化。2)结构合理,受力性能好,充分利用利用钢材强度,承载能力高。3)施工中装拆容易、架设效率高,省工省时、安全可靠、经济适用
2、门式脚手架的发展
门式脚手架是美国在五十年代末首先研制成功的一种施工工具,由于它具有装拆简单、移动方便、承载性好、使用安全可靠、经济效益好等优点,所以发展速度很快。至60年代初,欧洲、日本等发达国家先后应用并发展了这类脚手架。我国70年代末开始先后从日本、美国、英国等国家引进使用这类脚手架,由于其主架呈“门”字型,所以称门式或者门型脚手架。门式脚手架是以门架、交叉支撑、连接棒、挂扣式脚手板或水平架、锁臂等组成基本结构,再设置水平加固杆、剪刀撑、扫地杆、封口杆、托座与底座,并采用连墙件与建筑物主体结构相连的一种标准化钢管脚手架。门式钢管脚手架不仅可作为外脚手架,也可作为内脚手架或满堂脚手架 。
3、门式脚手架与碗扣式脚手架的比较
南京南站机场高速跨秦淮河大桥西集散车道引桥现浇箱梁满堂支架采用了门式脚手架支撑,而东集散车道引桥现浇箱梁满堂支架则采用了碗扣式脚手架。以本项目引桥现浇箱梁施工为例,门式脚手架和碗扣式脚手架之间的特点有:
1、施工进度比较
门式脚手架几何尺寸标准化,采用插、套、挂连接,根据搭设高度不同,可以用不同高度的门式脚手架组装,施工效率高。而碗扣式脚手架搭设过程中,由立杆、横杆、限位销之间连接组成,支架搭设工程量相对门式脚手架要多,施工效率相对较低。就本项目而言,工期较紧,为加快施工进度,门式脚手架具有优越性。
2、使用性能比较
碗扣式脚手架立杆连接是同轴心承插,横杆同立杆靠碗扣接头连接,接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能。而且各杆件轴心线交于一点,节点在框架平面内,而门式脚手架由立杆直接受承载,因此,相对门式脚手架,碗扣式脚手架结构稳固可靠,承载力大。根据施工组织设计,门式脚手架同样也能保证其结构稳固可靠,承载力强。
门式脚手架垂直度要就较高,且其顺桥向门式脚手架安装需钢管扣件连接,扣件使用量比碗扣式脚手架多。
门式脚手架构架尺寸无任何灵活性,构架尺寸的任何改变都要换用另一种型号的门架及其配件,而碗扣式脚手架能根据具体施工要求,组成不同组架尺寸、形状和承载能力的单、双排脚手架,支撑架,支撑柱,物料提升架,爬升脚手架,悬挑架等多种功能的施工装备。
门式脚手架交叉支撑易在中铰点处折断,损耗比碗扣式脚手架较大。
西集散车道引桥施工过程中,门式脚手架立杆外径为5.7cm,与普通扣件连接不上,在搭设剪刀撑过程中,钢管与门式脚手架立杆不能用扣件连接。而碗扣式脚手架主构件均采用普通的扣件式钢管,可用扣件同普通钢管连接,通用性比门式脚手架强。
从外观来比较,门式脚手比碗扣式架搭设整齐规范,外观标准美观,更满足文明施工要求。
四、搭设准备工作
1. 编制脚手架工程施工组织设计,要求及计算内容同扣件式脚手架。
2. 脚手架搭设前,项目部工程技术负责人刘从雷按《建筑施工门式脚手架安全技术规范》(JTJ-128-2000)和施工组这设计的要求向架设和使用人员作技术交底。
3. 对门架配件、加固件进行检查验收,禁止使用不合格的构配件。
五、搭设技术要求
(一) 地基处理
1. 为保证明地基具有足够的承载能力,立杆基础施工应满足施工组织设计的要求;对脚手架的搭设场地进行清理、平整,地表以下40分层回填夯实,承台周围部分用5%灰土分层回填,表面硬化10cmC20混凝土,并做好排水。
2. 在脚手架基础上应弹处门架立杆位置线,垫板、底座安放位置要准确。搭设宽度每边大于箱梁宽度20cm,每榀支架间距为80cm,纵桥向横梁端部4米范围内间距40cm,跨中间距为60cm.
(二) 门式脚手架搭设程序
1. 脚手架的组装:应自左端延伸向右端,自下而上按步架设,并逐层改变搭设方向,减少误差积累,不可自两端相向搭设或相间进行,以避免结合处错位,难于连接。
2. 脚手架搭设的顺序:
安放底座→自一端起立门架并随即装交叉支撑→安装水平架(或脚手板)→安装钢梯→安装水平加固杆→照上述步骤,逐层向上安装→按规定位置安装剪刀撑→装配顶步栏杆。
3. 脚手架的搭设必须配合施工监督,一次搭设高度小于6m,以保证脚手架稳定。
(三) 架设门架及配件安装注意事项
1. 交叉支撑、水平架、脚手板、连接棒、锁臂的设置应符合构造规定。
2. 不同产品的门架与配件不得混合使用于同一脚手架。
3. 交叉支撑、水平架及脚手板应紧随门架的安装及时设置。
4. 各部件的锁臂、搭钩必须处于锁柱状态。
(四) 水平加固杆、剪刀撑的安装
1. 水平加固杆、剪刀撑安装应符合构造要求,并与脚手架的搭设同步进行。
2. 水平加固杆应采用扣件与门架在立杆内侧连牢,剪刀撑应采用扣件与门架立杆外侧连牢。
(五) 纵向剪刀撑的安装
1. 剪刀撑应在满堂脚手架外侧周边和内部每隔15米间距设置,剪刀撑宽度不应大于个跨距或间距斜杆与地面倾角宜为45°—60°。
2. 剪刀撑钢管与所经过立杆用扣件连接。
3. 剪刀撑搭设需布满支架通长,钢管搭接处至少用3个扣件连接,距离末端需大于10cm。
(六) 门架采用扣件连接时应满足的要求
1. 扣件规格应与所连钢管外径相匹配。
2. 扣件螺栓拧紧扭力矩值为45N•m~60N•m,并不得小于40N•m。
3. 各杆件端头伸出扣件盖板边缘长度应不小于100mm.
(七)防坠落措施
1.通道用的端口必须设封口横杆。
2.作业面平台下方,爬梯部位及其他需要的部位必须张挂防坠网。
六、 验收
1. 脚手架搭设完毕或分段搭设完毕时应对脚手架工程质量进行检查,经检查合格后方可交付使用。
2. 搭设完成的脚手架,由项目部负责人组织技术安全人员及分段负责施工员进行检查验收,并报相关资料与现场监理共同完成。
(1) 验收时应具备下列文件:
1) 必要的施工设计文件及组装图;
2) 脚手架的部件出厂合格证或质量分级合格标志;
3) 脚手架工程的施工记录及质量检查记录;
4) 脚手架工程的施工验收报告。
(2) 脚手架工程的验收,除查验有关文件外,还应进行现场抽查。抽查应着重以下各项,并记入施工验收报告。
1) 安全措施的杆件是否齐全,扣件是否紧固、合格;
2) 安全网的张挂及扶手的设置是否齐全;
3) 基础是否平整坚实;
4) 剪刀杆的设置是否有遗漏,是否齐全并合格要求;
5) 垂直度及水平度是否合格。
(3) 脚手架搭设尺寸允许偏差:
1) 脚手架的垂直度:脚手架沿墙面纵向的垂直偏差应≤H/400及50mm(H为脚手架高度);脚手架的横向垂直偏差应≤H/600及50mm;每步架的纵向与横向垂直度偏差应≤h0/600.
2) 脚手架的水平度:
底步脚手架沿墙的纵向水平偏差应≤L/600(L为脚手架长度)。
七、使用
1. 脚手架使用过程中应避免产生偏心荷载。如泵送混凝土时,应随浇、随捣、随平整,混凝土不可推在输送道出口处,以免产生较大的堆积荷载,使架子偏心受荷;装卸其它物料时亦防止对模板支撑或脚手架产生偏心、振动和冲击。
2. 水平加固杆、交叉支撑等不得随意拆卸,施工要求拆卸时,应待施工完毕后马上补齐。
3. 模板支撑及满堂脚手架下方,施工人员不得经常出入。
八、拆除
工程施工完毕,应经单位工程负责人检查验证确认不再需要脚手架时,方可拆除。拆除脚手架应制订方案,经工程负责人核准后,方可进行。拆除脚手架应符合下列规定:
1. 拆除脚手架前,应清除脚手架上的材料,工具和杂物。
2. 拆除脚手架时,应设置警戒区,设立警戒标志,并由专人负责警戒。
3. 脚手架的拆除,应按后装先拆的原则,按下列程序进行:
(1) 从跨边起先拆顶部扶手与栏杆柱,然后拆脚手板(或水平架)与扶梯段,再卸下水平杆加固杆和剪刀撑。
(2) 自顶层跨边开始拆卸交叉支撑,同步拆下顶撑连墙杆与顶层门架。
(3) 继续相下同步拆除第二步门架与配件。脚手架的自由悬臂高度不得超过三步,否则应加设临时拉结。
(4) 连续同步往下拆卸。对于连墙杆、长水平杆、剪刀撑,必须在脚手架拆卸到相关跨门架后,方可拆除。
(5) 拆除扫地杆、底层门架及封口杆。
(6) 拆除基座,运走垫板和垫块。
4. 脚手架的拆卸必须遵守下列安全要求:
(1) 工人必须站在临时设置的脚手板上进行拆除作业。
(2) 拆除工作中,严禁使用榔头等硬物击打、撬挖。拆下的连接棒应放入袋内,锁臂应先传递至地面并放入室内堆存。
(3) 拆卸连接部件时,应先将锁座上的锁板与搭钩上的锁片转至开启位置,然后开始拆卸,不准硬拉,严禁敲击。
(4) 拆除的门架、钢管与配件,应成捆用机械吊运或井架传送至地面,防止碰撞,严禁抛掷。
九、计算书
1.计算依据
(1)《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范)《JGJ128-2000》
(2)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
2.、门架的计算参数
搭设高度H=5.3米(取最大高度),搭设尺寸为:门架的宽带b=0.95米,门架的高度h0=1.70米,步距0.8米,跨距0.6米,门架h1=1.2米,h2=0.1米,b1=0.6米。水平杆、斜撑杆材质选用48*3.5钢管,截面面积A=4mm2,截面模量W=5.08*103mm2,回转半径i=15.8mm,抗压、抗弯强度设计值f=205N/mm2,基本风压值=0.7kN/m2,计算时忽略相关临时荷载等。
3、荷载参数
风荷载标准值:
式中----风压高度变化系数,查《建筑结构荷载规范》
------脚手架风荷载体型系数,敞开式为1.20
-----基本风压值,为0.45 kN/m2
则=0.7xl.00xl.2x0.45=0.378 kN/m
4、立杆的稳定性计算
作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式(不组合风荷载)
其中NG ----每米高门架的静荷载标准值,NG=0.483 kN/m;
-------脚于架的活荷载标准值,= 11. 154 kN;
H------脚手架的搭设高度,II=11. 250 m。
经计算得到,N= 22. 136 kN。
作用于一榀门架的轴向力设计值计算公式(组合风荷载)
其中qk -----风荷载标准伉,qk =0. 692 kN/m;
H1-----门架的竖向问距,H1=3. 90m;
经计算得到,N =21. 848 kN。
门式钢管脚手架的稳定性按照下列公式计算
其中N----作用于一榀门架的轴向力设计值,取以上两式的较大者,N= 22. 136 kN;
Nd----一榀门架的稳定承载力设计值(kN);
一榀门架的稳定承载力设计值公式计算
其中----门架立杆的稳定系数,由长细比kh。/i查表得到,=0.95;
k------调整系数,k=l. 170;
i------门架立杆的换算截面同转半径,i=2. 0622 cm;
I------门架立杆的换算截面惯性矩,I=20. 79 cm4;
h。-----门架的高度,h。=1.70m;
I。------门架赢杆的截面惯性矩,I。=12. 19 cm4;
A1-----门架立杆的截面面积,A.=4. cm2;
H1-----门架加强杆的高度,hi=l. 20m;
I1-----门架加强杆的截而惯性矩,I1=12. 19 cm4;
A-----榀门架立杆的截面面积,A=9. 78 cm2;
f----门架钢材的强度设计值,f=205. 00 N/mm2。
经计算得到,Nd= 193. 3734 kN。
立杆的稳定性计算N 1.进场作业前,所有参建人员必须在项日部备案登记,并接受项日部组织的安全教育与学习培训; 2.所有参建人员必须衣装整齐,不得赤膊、短裤、拖鞋等装束进入施工区域; 3.进入施工区域前,必须检查安伞帽是否正确佩戴,帽带须系于下颚,宽松适合; 4.登高作业者,必须身体健康,无恐高、贫血等疾患,作业时必须使用双钩安全带,安全带挂靠点必须是无端点的坚固牢靠点; 5.严禁酒后上岗。凡岗前饮洒者一律不得进入施工区域; 6.参建人员不得擅自拆除现场安全防护设施及相关安全标语、标牌等,如遇有须拆除施工的应先告知项目部安管人员; 7.施工现场禁止吸食游玩,不得在现场造成任何垃圾,不得在现场随意随地大小便; 8.施工作业区.必须整齐、干净,无任何显眼垃圾、积水等,原材料、废弃料等必须有序、合理堆存,不得占用施工通道和安全通道, 现场落手清工作必须要及时有效。 十一、总结 门式脚手架具有拆装简单、承载性能好、使用安全可靠等特点。通过南京南站机场高速跨秦淮河大桥西集散车道引桥现浇箱梁的成功应用,与碗扣式脚手架相比,其拆装方便,施工效率高,工人劳动强度低,综合经济效益好,且门式脚手架组装标准化,排列整齐,美观,施工现场文明程度较高。