简易脚手架模板台车在排污泄洪箱涵中的应用吴钢

简易脚手架模板台车在排污泄洪箱涵中的应用吴钢

吴钢

甘肃建投隧道工程有限公司

摘要：脚手架是施工现场为人工操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。主要为了施工人员上下操作或外围安全网维护及高空安装构件等作业。脚手架的种类较多，其在施工中的应用也比较广泛。

经过多次研究及试验，形成了组合一体式可重复使用的行走满堂脚手架，相当于一个“简易脚手架模板台车”，简易模板台车采用传统的脚手架搭设，施工人员操作方便，能立即使用，行走系统采用小车轮，仅用2个人就能推动行走，升降系统采用液压千斤顶，方便操作。

关键词：脚手架；简易；模板台车

前言

脚手架是施工现场为人工操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架。主要为了施工人员上下操作或外围安全网维护及高空安装构件等作业。脚手架的种类较多，其在施工中的应用也比较广泛。

经过多次研究及试验，在实际施工中形成了组合一体式可重复使用的行走满堂脚手架的初形，相当于一个“简易脚手架模板台车”，简易模板台车采用传统的脚手架搭设，施工人员操作方便，能立即使用，行走系统采用小车轮，仅用2个人就能推动行走，升降系统采用液压千斤顶，方便操作。

一、施工中应解决的问题

1.1工程概况

甘肃省天水市麦积区渭河城区段防洪及环境治理工程位于天水市麦积区渭河城区段，上起藉渭两河交汇口，下至颍川河口，治理区河段全长约4.50km。排污泄洪箱涵为钢筋砼暗涵，全长890m，过水断面（B×H）为：2.5×2.0(m)，分89节浇筑。混凝土强度等级：垫层C15，箱涵C25抗冻等级F150，底板、墙身、顶板厚度均为30cm，抗渗等级W4；涵顶最小覆土厚度为1m,最大覆土厚度为３m。

1.2施工中应解决的问题

排污泄洪箱涵施工的主要难点在于工期非常紧，仅有一个半月。箱涵主体顶板、底板、墙身均为30cm的现浇钢筋混凝土结构，且箱涵总长达890m。就意味着在有限的一个半月的施工期限内完成箱涵主体的开挖、垫层、地板、墙身、顶板及回填的施工，扣除前期为顶板施工创造工作面的施工时间，最多有30天的有效时间完成箱涵顶板施工，平均每天必须完成30m，也就是3个标准节，假如使用传统的满堂脚手架搭设顶板模板的施工工艺，安排3个脚手架班组，每天重复的搭拆顶板满堂脚手架，势必将投入很大的人力、财力，加大周转材料的损耗率。

二、解决问题的方法

3.1方案选择

3.1.1在如此紧张的工期条件下，要达到白天搭拆、转运将近1000㎡的满堂脚手架，以保证白天顶板模板支设完成，晚上浇筑混凝土的目的，必须配备18个人左右，分为3个6人小组脚手架木工班组。

3.1.2与模板设计制作单位合作定制组合钢模板台车。

3.2方案比选：

3.2.1方案一：传统脚手架人工搭拆

3.2.1.1优点：传统施工工艺，操作人员熟练，工艺简单；

3.2.1.2缺点：传统排污箱涵施工工艺中，重复搭拆满堂脚手架是所有施工工序中最耗时、耗力的一道工序。按照传统施工工艺需要分3个班组共需要18个人左右，投入较多的人、材、机的情况下，重复搭拆满堂脚手架，很可能延误工期，而且材料周转率较大，导致周转材料损耗率过大。

3.2.2方案二：箱涵施工模板台车

3.2.2.1优点：机械自动化施工，可重复使用，避免重复搭设满堂脚手架的工序；

3.2.2.2缺点：由于本项目箱涵长度为890m，箱涵结构形式独特，定制类似于“隧道二衬台车”一类的箱涵模板台车需要经过设计、受力验算、构件生产组装、操作培训、调试运行等过程，不仅耗时长，而且在经济效益方面考虑投入大。按照施工工期要求，考虑顶板拆模时间，仅配备1台是不够的，须配备3台。加之箱涵具有自身结构的特殊性，即使采用台车后，无法在其他工程项目继续使用。在适用性和经济性方面考虑，无可行性。

3.3方案确定

根据现场施工条件，考虑各方面因素，多次研究探讨施工方案，最终决定采用组合一体式可重复使用的行走满堂脚手架，相当于一个“简易脚手架模板台车”，简易模板台车采用传统的脚手架搭设，施工人员操作方便，能立即使用，行走系统采用小车轮，仅用2个人就能推动行走，升降系统采用液压千斤顶，方便操作，这样可重复性使用的模板台车，结合了上述两种方案的优点，去除了两种方案的不合宜性。而且即使在以后相似箱涵施工过程中，可根据箱涵尺寸的大小配备不同长度的脚手架管，适用性很强。

3.4简易脚手架模板台车的优点

3.4.1可重复使用，去除了传统施工工艺中重复搭拆脚手架这一道最耗时、耗力的工序；

3.4.2组装简易，投入使用快，仅用市场上常见的小车轮、千斤顶以及满堂脚手架拼装，无需投入大量资金及时间研制定型组合钢模板台车；

3.4.3工程结束后，拆卸方便，脚手架、小车轮、千斤顶能够在后续其他施工工程继续使用，可多次周转，若有其他相似箱涵，可根据箱涵断面尺寸的大小，使用不同长度的架管，适用性强。

三、组合行走支撑设计

箱涵根据沉降缝设置分节浇筑，每节长度10米，模板支撑架设计总长10米，顶模支设时搭设钢管支撑架，双向间距100cm，顶板模板采用δ=2cm、厚9层防水胶合模板拼装而成，以10cm×10cm木枋作背楞，间距25cm，φ48脚手架作支撑体系。

4.1系统构造

整个移动脚手架分为支撑系统、行走系统、升降系统三部分（细部构造见下图）。

支撑系统主要以传统的满堂脚手架形式构成，主要包括立杆、横杆、顶丝等；高度由立杆上方顶丝调节；

行走系统主要由固定在脚手架下方的8个小车轮，纵向每侧布置4个，主要负责整个支撑系统的行走转移；

升降系统主要由固定在脚手架下方的4个1t液压千斤顶组成，纵向每侧布置2个；

4.2组装原理

首次组装支撑系统在已浇筑底板及墙身的箱涵内搭设，组装时需要考虑立杆上方顶丝的可调节范围、立杆下方小车轮的丝杆的调节范围以及液压千斤顶的调节范围。

由于液压千斤顶的举升高度为130mm，顶托的丝杆调节范围为450mm，小车轮的丝杆调节范围为300mm，故立杆选择1.5m的立杆。箱涵净高2.0m，故立杆上下均有0.25m的自由长度，扣除木方以及竹胶板0.05m的厚度，故支撑系统的升降最大值为0.2m。

当支撑系统移动就位后，打起千斤顶，调节所有小车轮丝杆至0cm,然后将千斤顶泄压，保证小车轮悬空不受力，经过高度计算以及现场试验，行走系统的立杆应比支撑系统的立杆下端高出20cm。

升降系统中液压千斤顶最低高度235MM、最高高度365MM、举升高度130MM，为保证支撑系统行走顺利，千斤顶升降高度最少10cm，千斤顶底部应于支撑系统立杆底部高3cm，固定千斤顶的小横杆应位于支撑系统立杆底面以上25cm处，在这个位置固定千斤顶，即确保了千斤顶能够举升10cm,当千斤顶泄压时，也能保证千斤顶不受压力。

4.4顶板支架及模板力学计算

支架均架设在底板上，使用φ48×2.5扣结式钢管支架，横向间距为100cm，顺箱涵方向间距为100cm，支架计算高度取1.5m，共1步。在支架顶顺箱涵方向用10cm×10cm方木作为纵梁，跨度100cm，间距25cm。纵梁下用10cm×10cm方木作为横梁，横梁跨度为100cm，间距为100cm，其上铺2cm厚胶合板作为盖梁底模。

为便于计算，方木纵梁和横梁自重均忽略不计。

顶板混凝土自重产生的荷载为7.35kN/m2，查施工手册，施工人员荷载取1.0KN/m2，倾倒混凝土冲击荷载为2.0KN/m2，混凝土振捣荷载为2.0KN/m2。纵梁、横梁木材均使用鱼鳞云杉，抗弯刚度E=9000×106N/m2，容许应力[σw]=13.0MPa。胶合板的抗弯刚度E=4860×106N/m2，容许应力[σw]=9.68MPa。

（5）小车轮承重验算

模板支撑脚手架总重：总重按照架管总长度的理论重量乘以1.2的系数，扣件、顶丝、小车轮、方木以及竹胶板的重量由于乘了1.2的系数，可以忽略不计。

G=Lx3.85xi=（10x6+1.5x3x15+22x2+8x1）x3.85x1.2=829.36Kg

G：脚手架支撑系统整体总重量Kg；

L：架管总长度；

I：额外重量系数；

小车轮选用6寸脚轮，轮子丝杆直径32mm，丝杆长度300mm，单轮承重200Kg，本支撑系统共设置8个小车轮：

W=8x200x0.9=1440Kg

W：小车轮总承重能力；

0.9为承重安全系数；

结论：W＞G

小车轮承重能力符合要求。

4.5效果评价

通过验算和在实际中应用模板及其支架的结构设计安全可靠，造价经济合理能够充分满足预期的安全性和耐久性；可周转利用，结构受力明确，升降搭拆移动方便；模板及模板支架的搭设，符合JCJ59-99检查标准要求，并符合文明标准化工地的有关标准。

第五章移动脚手架的安装

5.1制作组合行走模板支撑脚手架时，必须严格按照脚手架设计要求规范制作，必须使用符合国家规范标准的扣件和架管，严禁使用有明显裂痕或者破损的扣件及架管。

5.2脚手架移动时，先松开立杆上方顶丝，顶托下降高度必须在15-20cm以内。然后同时匀速升起4个千斤，举升高度大于10cm，使立杆下部离底板砼面10cm以上，顶调节小车轮顶托，保证所有小车轮均着地，然后千斤顶泄压，保证千斤顶底面悬空不受力，使整个支撑体系平稳前行。

5.3组合行走模板支撑脚手架定位前必须检查各个扣件是否牢固，扣件是否损坏，应及时检查整个支撑体系的稳定性，及时更换损坏的扣件。

5.4组合行走模板支撑脚手架定位用人力推行，推行必须均匀平稳，定位前测量人员必须在底板砼面上用墨斗弹出底板中心线，以底板中心线为参照，对脚手架进行平面位置的定位，待平面位置确定后，同时匀速升起4个千斤，待小车轮离地悬空后，调节小车轮顶托，使小车轮丝杆外露长度为0cm，然后千斤顶泄压归零，整个支撑体系由立杆受力。然后调节立杆上方顶丝，使顶托到预定标高。

5.5顶托到预定标高后，安放木方以及预制好的竹胶板。

第六章效益分析

6.1效益分析

由于简易箱涵脚手架模板台车的可行性，在进行排污箱涵施工时，由于这项施工技术去除了传统箱涵施工中重复搭拆脚手架这个最耗时耗力的工序，不仅满足了工期要求和工程质量要求，同事也减少了很大一部分的人、材、机的措施投入，大大降低了工程成本。

6.2应用实例数据

6.2.1满堂脚手架方案费用计算表

6.2.2行走脚手架模板台车方案费用计算表

第七章总结

通过实践和多次计算相应作用力，行走脚手架模板台车可重复使用，去除了传统施工工艺中重复搭拆脚手架这一道最耗时、耗力的工序，且脚手架模板台车组装简易，投入使用快，仅用市场上常见的小车轮、千斤顶以及满堂脚手架拼装，无需投入大量资金及时间研制定型组合钢模板台车；在工程结束后，行走脚手架模板台车拆卸方便，脚手架、小车轮、千斤顶能够在后续其他施工工程继续使用，可多次周转，若有其他相似箱涵，可根据箱涵断面尺寸的大小，使用不同长度的架管，适用性强。

参考文献

[1]王珮云.《建筑施工手册》（1）[S].2012

[2]《施工单位机械设备安全操作规程》[S].2002

[3]《液压升降整体脚手架安全技术规范》[J].2002

[4]《安全规范和施工现场安全技术交底大全》[N].2012

[5]《脚手架施工规范》[J].2002

[6]《建筑工程脚手架施工技术及脚手架规范解读》

[7]《脚手架搭设规范》[S].2002

[8]《扣件式脚手架计算手册》[J].2002

[9]《脚手架安装规范》[J].2010

[10]《结构力学（第五版）》.2014