刘威
中国核工业华兴建设有限公司,南京210000
摘要:研究“华龙一号”常规岛运转层平台支撑体系,对各类脚手架进行比对分析,选中60型重型盘扣式脚手架作为支撑,选取运转层平台受力最不利处进行力学指标验算,验证其可行性,进而进行支撑体系的设计及施工方法研究,为类似工程的施工提供参考。
关键词:重型盘扣架、运转层平台、支撑
0、引言
重型盘扣架是60系列承插型盘扣架,立杆直径为60.3mm,水平杆直径为48mm,斜杠直径为48mm,立杆与立杆内连接,水平杆和斜杆杆端接头卡入连接盘,用楔形插销连接,配合可调底座及可调托座等配件可形成支撑高度可微调的支撑体系,具有承载能力高、节点稳定、整体稳定性好、施工工效高、架体灵活的特点。
1、工程概况
华龙一号常规岛运转层平台为汽机基座顶部结构是汽轮发电机的直接承载基础,须现场一次性浇筑完成,混凝土方量约为2800m3。平台长58.596m,宽20.00m由5道横梁,2道纵梁组成,框架梁为不规则形状,梁总体高度4.5m,局部7.2m。
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2、工程难点、特点
运转层平台平面尺寸大,框架梁截面尺寸大(最大梁高达7.2m)、对支撑架的承载能力要求较高;梁底形状非规则状,架体的支撑加固难度较大;汽机基础底板顶标高为-17.50m,平台梁底最高处标高为+5.00m,支撑体系支撑高度达22.50m,属于超危工程,安全风险较大;支撑架搭设在汽机基础底板上,底板上有大量标高不一的凝气器支墩架体搭设前应提前考虑。
3、运转层平台支撑架体选型分析
由于运转层平台内埋有大量铁件、对销螺栓套管,以及安装精度极高的直埋螺栓;平台框架梁部分梁高达7.2m处,1㎡支撑体系承载重量高达17.28吨等因素,运转层平台支撑体系对承载能力、架体的偏移量及整体稳定性有较严的要求。
为满足运转层平台支撑体系要求,对扣件式脚手架、碗扣式脚手架、塔架、盘扣式脚手架(48系列和60系列)进行综合性能比选。
1)扣件式脚手架
扣件式脚手架是通过扣件将立杆、水平杆连接而成,是目前工程中应用最广的支撑架体,通用性强、成本较低、有成熟的行业规范,但施工工效低、劳动需求大,扣件须人工拧紧,事后须安排质检人员持力矩扳手复检,在施工过程中,扣件受荷载作用易松脱,架体的承载依靠立杆强度及扣件抗滑移承载力,支撑架体传力模式下产出的偏心荷载是不可避免的,安全保证性差。
2)碗扣式脚手架
碗扣式脚手架由立杆、横杆、碗扣接头组成,与扣件式脚手架相似,不同之处在于碗扣接头,架体以轴心受压为主,承载力较高,有相关行业标准,施工也较为便捷,但在现场仓储管理中常存在杆件、碗扣件混杂堆放在一起的现象,后续架体搭设中时不可避免地会出现水平杆件长度和立杆上碗扣间距的误差与上下碗内齿痕的宽度和深度及横杆接头上的齿痕误差不能很好匹配的情况,导致碗扣节点紧固力不足,架体整体稳定差等问题。
3)塔架
塔架是由标准架、交叉斜撑、连接棒、可调底座和顶托等主要构件组成,架体搭设快捷,但受标准架模数限制不适用于运转层平台框架梁,且架体承载力不高,国内又无相关规格标准。
4)盘扣式脚手架
盘扣式脚手架由立杆、水平杆、斜杆、可调底座及可调托座等构件组成,该类架体整体稳定性好,承载力高、安全灵活、搭拆便捷、杆件有多种模数可供选择工程的适用性也较强,国内已有相关的行业标准,但购买或租赁价格较高,目前市场上根据立杆管径分为48系列盘扣式脚手架、60系列盘扣式脚手架(重型盘扣架)两类,运转层平台部分梁段每平方米重量高达17.28吨,使用60系列盘扣架与48系列盘扣架相比,立杆间距可适当放大利于施工,材料用量更少,综合劳动强度相较较低,且安全性更高。
针对扣件式脚手架、碗扣式脚手架、塔架、盘扣式脚手架(48系列和60系列)在运转层平台支撑体系应用中的特点,对其在适用性、安全性、合规性、施工便捷性、承载能力、材料用量、经济性等关键指标的满足性进行打分,形成下表:
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从上表可以看出,60系列盘扣式脚手架综合性能评分最高,最适用于常规岛运转层平台支撑架体。
4、运转层平台支撑体系设计
1)受力最不利处力学指标验算
运用某专业施工安全计算软件对运转层平台支撑体系受力最不利处(7.2m高梁段)进行分析,该处梁底模拟采用18厚覆膜胶合板,模板主龙骨采用[12.6双槽钢、次龙骨采用80×200mm的木方,支撑体系纵横间距0.6m×0.6m,步距1.0m(见图2),具体计算结果详见表2。
从表2的验算结果可以得出支撑体系满足受力要求。
2) 支撑体系设计
运转层平台采用满堂脚手架作为对运转平台的支撑,在平台中空处设置卸料平台,卸料平台支撑体系纵横间距0.9m×0.9m,步距1.0m,沿基础周围搭设操作架,立杆间距1.2m,水平杆步距1.0m,要求每两步与内支模架相连;步道外侧设栏杆,高度为1.0m,挂安全立网,并设踢脚板(见图3)。
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5、运转层平台支撑体系施工
施工流程: 检査准备、材料配备→场地清理→基础放线→摆放槽钢→放置底托→安装立杆→安装横杆→安装竖向斜杆→放置上调托座→验收
架体严格按照验算得出的纵横间距及步距搭设。搭设中应通过吊锤线等方式尽量保证转换立杆垂直度,且保证扣件数量不得小于设计值。每根转换立杆均应搭设2根斜杆。斜杆的一端应扣接在转换立杆底部,另一端扣接在盘扣架主节点处。
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6、结语
采用60型重型盘扣式脚手架作为“华龙一号”常规岛运转层平台的支撑体系,施工空间安全宽敞,满足受力要求,经济性、施工便捷性显著,具有良好的社会效益和经济效益,为该类工程支撑脚手架的选用提供了研究应用基础。
参考文献:
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