碗扣式钢管模板支撑架施工工法目录1前言 (2)2工法特点 (2)3适用方位 (3)4工艺原理 (3)5工艺流程及操作要点 (3)6材料及施工机具 (8)7质量控制 (9)8安全措施 (12)9文明环保措施 (13)10效益分析 (13)11应用实例 (13)碗扣式钢管模板支撑架施工工法1前言近年来,国内发生多起由于模板支撑架倒塌造成的安全事故,专家对扣件式钢管脚手架在高大模板支撑承重架的应用上的适用性提出了质疑。
建设部、省市主管部门也出台了相关管理办法和文件。
碗扣式钢管脚手架是我国科技人员在20世纪80年代中期,根据国外先进经验研制的一种多功能脚手架。
其杆件节点处采用碗扣连接(见图1.1),由于碗扣是固定在钢管上的,构件全部轴向连接,力学性能好,其连接可靠,组成的脚手架整体性好,安全可靠。
在我国近年来发展较快,现已广泛用于房屋、桥梁、涵洞、隧道、烟囱、水塔、大坝、大跨度棚架等多种工程施工中,取得了显著的经济效益。
图1.1碗扣节点构成图2工法特点2.1节点结构合理,承载能力大。
立杆、横杆和斜杆轴心线交于一点,节点在框架平面内,接头处于抗弯、抗剪、抗扭的力学性能状态下,架体结构的整体稳定性,以及架体的承载能力比扣件式钢管脚手架有明显的改善和提高。
2.2使用安全可靠。
接头处的碗扣螺旋摩擦力和横杆自重力使接头具有可靠的自锁能力,可防止横杆接头脱出。
2.3装拆方便,作业强度低。
由于碗扣接头具有无螺栓、销轴等零配件安装的特点,操作人员只需一把锤子即可完成全部作业.安装、拆除速度比扣件式钢管脚手架大约要快5倍以上。
脚手架零部件自重较轻,常用杆件中最长的立杆为3.13m,重17.07kg,大量的横杆单件重量都不超过10kg,操作人员的装拆作业劳动强度要远低于扣件式钢管脚手架。
2.4配套齐全,使用方便。
碗扣式钢管脚手架还配套设计有钢脚手板、斜道板、架梯、悬挑架以及安全网支架等多种功用的辅助构件,能满足现场各种施工要求,可为现场文明施工创造有利的条件。
2.5施工现场管理方便。
碗扣式钢管脚手架的构配件轻便、牢固,尤零散的连接件,可堆放整齐,不易丢失,便于现场的材料管理,较大程度地减少了材料的损耗。
3适用范围碗扣式钢管模板支撑架的适用于立交桥梁、涵洞、隧道、建筑等工程施工中,混凝土结构施工用的模板支撑架和支撑柱。
4工艺原理碗扣式钢管脚手架由钢管立杆、横杆、碗扣接头等组成。
其基本构造和搭设要求与扣件式钢管脚手架类似,不同之处主要在于碗扣接头。
碗扣接头是由上碗扣、下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成。
在立杆上焊接下碗扣和上碗扣的限位销,将上碗扣套入立杆内。
在横杆和斜杆上焊接插头。
组装时,将横杆和斜杆插入下碗扣内,压紧和旋转上碗扣,利用限位销固定上碗扣。
碗扣处可同时连接多根横杆,可以互相垂直或偏转一定角度。
可组成直线形、曲线形、直角交叉形式等多种形式。
5施工工艺及操作要点5.1工艺流程5.1.1碗扣式钢管模板支撑架搭设工艺流程架体基础处理→安放立杆底座或立杆可调底座→竖立杆、安放扫地杆→安装底层(第一步)横杆→安装斜杆→接头销紧→安装上层立杆→销紧立杆连接销→安装横杆→重复下层安装工序→安装立杆顶部可调托座→设置剪刀撑、缆风绳→安装托梁(主龙骨)→安装次楞(次龙骨)→安装模板。
5.1.2碗扣式钢管模板支撑架拆除工艺流程碗扣式钢管模板支撑架拆除工艺流程与搭设顺序逆方向5.2操作要点5.2.1架体基础处理1模板支架的地基与基础处理措施应满足设计计算要求,并应清除搭设场地杂物,确保排水畅通。
当模板支架设在楼板、挑台等结构上部时,应对该结构承载力进行验算。
2一般架体基础可采用以下方法处理:1)回填土分层夯实夯实;2)150㎜碎石;3)100㎜C15细石混凝土。
5.2.2安放立杆底座或立杆可调底座1架体基础经验收合格后,按照施工设计或专项方案的要求在基础面上放线定位;2立杆底座可以采用规定或可调底座,可调底座的调节高度应≤200㎜,回填土地基上的立杆必须采用可调底座;3同一侧底座应在一条直线上,并保持底座在同一水平线上,少量高差用可调支座调整。
5.2.2竖立杆、安放扫地杆1立杆应采用不同长度交错放置,底部扫地杆严禁拆除。
2模板支架必须设置纵、横向扫地杆。
纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上,横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应大于1m。
靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。
详见图5.2.2图5.2.2纵横向扫地杆设置方法5.2.3安装底层(第一步)横杆1底层纵横向横杆作为扫地杆时,距地面高度应不大于350mm,严禁拆除;2第一步纵向水平杆应拉线或用水准仪找平;3横杆水平杆叶片插入立管下碗扣时应使叶片紧贴立管,而后将上碗扣套入所有的叶片。
5.2.4安装斜杆1模板支撑架高度超过4m时,应在四周拐角处设置专用斜杆或四面设置八字斜杆,并在每排每列设置一组通高斜杆或八字形斜杆(图5.2.4-1)。
图5.2.4-1模板支撑架斜杆设置示意图2模板支撑架高度超过4m时,每增加3.6m应增设一道水平斜杆。
水平斜杆宜采用四周封闭式几何不变结构(图5.2.4-2)。
图5.2.4-2封闭式几何不变结构结构图3采用钢管扣件作斜撑时应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130—2001)的有关规定。
5.2.5接头销紧1横用手锤将上碗扣顺时针方向打击,使上碗扣螺栓台阶在定位销下固定。
5.2.6安装上层立杆1接立杆时必须用吊线锤检查其垂直度,防止立杆偏心受力。
5.2.7销紧立杆连接销1立杆连接销必须用专用的连接销子;并应销紧到位。
5.2.8安装横杆1横杆水平杆叶片插入立管下碗扣时应使叶片紧贴立管,而后将上碗扣套入所有的叶片;2施工中应及时检查水平杆的水平度,及时调整。
5.2.9安装立杆顶部可调托座1应采用与立杆直径配套的可调托座;螺母应与螺纹杆直径配套;2可调托座插入立杆的长度不得小于150㎜,伸出长度不宜大于200㎜。
可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于4扣。
3可调顶托设在调节杆上部,可用于微调梁底下托梁标高以及大跨度梁底起拱度。
5.2.10设置剪刀撑、缆风绳1模板支架高度超过4m的模板支架应按下列规定设置剪刀撑,可以采用扣件式钢管做为剪刀撑:1)模板支架四边满布竖向剪刀撑,中间每隔四排立杆设置一道纵、横向竖向剪刀撑,由底至顶连续设置;2)模板支架四边与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。
2剪刀撑的构造应符合下列规定:1)每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6m,剪刀撑斜杆与地面倾角宜在45°~60°之间。
倾角为45°时,剪刀撑跨越立杆的根数不应超过7根;倾角为60°时,则不应超过5根;2)剪刀撑斜杆的接长应采用搭接,接长宜采用三个旋转扣件搭接接长,接长长度不宜小于1000㎜,外侧扣件盖板外缘距钢管端部不小于100㎜;3)剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm;4)设置水平剪刀撑时,有剪刀撑斜杆的框格数量应大于框格总数的1/3。
3当支架高度超过10米时,架子四周应设置抛撑或钢丝缆风绳。
缆风钢丝绳的直径、数量、间距根据专项方案抗风载计算确定,一般可采用每隔6m对称设置一道。
缆风与地面夹角45°~60°,地锚用双钢管打入地面坪2m以上。
5.2.11安装托梁(主龙骨)1托梁(主龙骨)可采用工字钢、槽钢、钢管或方木;2托梁(主龙骨)应在托座中居中放置。
5.2.12安装梁(板)底小楞(次龙骨)1梁(板)底小楞(次龙骨)可采用槽钢、钢管或方木;2梁(板)底小楞(次龙骨)布置方向、间距应符合专项施工方案要求。
5.2.13安装模板1模板安装应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的规定,模板的拼缝应严密。
5.2.14碗扣式钢管模板支架拆除1拆除应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)中混凝土强度的有关规定。
2架体拆除时应按施工方案设计的拆除顺序进行。
3拆除前应全面检查脚手架的连接、支撑体系等是否符合构造要求,按技术管理程序批准后方可实施拆除作业。
4拆除前,现场工程技术人员应对在岗操作人员进行有针对性的安全技术交底。
5拆除时必须划出安全区,设置警戒标志,派专人看管。
6拆除前应清理脚手架上的器具及多余的材料和杂物。
7拆除作业应从顶层开始,逐层向下进行,严禁上下层同时拆除。
8拆除的构配件应成捆用起重设备吊运或人工传递到地面,严禁抛掷。
9脚手架采取分段拆除时,必须事先确定分界处的技术处理方案。
10拆除的构配件应分类堆放,以便于运输、维护和保管。
5.2.15碗扣式钢管模板支架构造要求1模板支撑架高宽比不宜超过3,否则应扩大下部架体尺寸(图5.2.10-1),或者采取加固措施。
图5.2.10-1扩大下部架体示意图2门洞设置要求1)当模板支架需设置门洞时,应在门洞上部架设专用梁,门洞两侧脚手架应加设斜杆,详见图5.2.10-3。
图5.2.10-3双排外脚手架门洞设置图3模板支撑架人行通道设置应符合下列规定:1)通道上部应架设专用横梁,横梁结构应经过设计计算确定。
2)通道两侧支撑横梁的立杆应加密,通道周围脚手架应组成一体。
3)通道宽度不应大于4.8m(图5.2.10-4)图5.2.10-4模板支撑架人行洞口设置图4)门洞及通道顶部必须设置封闭的覆盖物,两侧设置安全网。
5)通行机动车的洞口,必须设置防撞设施。
4模板支架应与施工区域内及周边已具备一定强度的构件(墙、柱等)通过连墙件进行可靠连接。
5后浇带、结构缝、施工缝处的模板与支架处理应有针对性措施,并在专项施工方案中明确。
梁板后浇带模板及支架必须与原有梁板支架及模板体系分开实施。
6材料和施工机具6.1材料6.1.1碗扣式脚手架用钢管应采用符合现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793-92)《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中的Q235A级普通钢管,其材质性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)的规定。
碗扣架用钢管规格为Φ48×3.5mm,钢管壁厚应为25.005.3+mm。
6.1.2上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造,其材料机械性能应符合GB9440中KTH330-08及GB11352中ZG270-500的规定。
6.1.3下碗扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造,其材料机械性能应符合GB11352中ZG230-450的规定。
6.1.4采用钢板热冲压整体成形的下碗扣,钢板应符合GB700标准中Q235A级钢的要求,板材厚度不得小于6mm。