专利名称：一种横竖承载的隧道混合式满堂支顶架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及隧道施工的支顶架，具体涉及一种横竖承载的隧道混合式满堂支顶架。
背景技术：
对于城市、公路、铁路明挖暗埋式隧道侧墙顶板施工，国内目前常用的方法有两种。第一种为侧墙、顶板一次浇注，要求侧墙模板采用对拉螺杆，满堂式支架采用扣件式钢管支架、碗扣支架或门架形式(门架由于整体稳定性及承载力较低，目前已较少使用)。其中侧墙混凝土水平荷载由对拉螺杆承担，顶板混凝土竖向荷载由满堂支架承担。但由于 采用对拉螺杆，极易使侧墙混凝土出现漏水隐患，且对拉螺杆加工、安装较复杂，施工时间较长。对于一些防水要求较高的地下结构，对拉螺杆已很少采用。第二种为侧墙、顶板分次浇注，即先进行侧墙混凝土施工，再进行顶板混凝土施工。其中侧墙混凝土施工时通常采用型钢构件或型钢骨架片加劲肋以增加侧墙模板刚度。模板支架成本较大，安装及拆除难度较高，需机械配合，且工期较长。待侧墙混凝土达到一定强度，拆除模板及加劲肋后，再进行满堂支架顶板施工。
实用新型内容本实用新型为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，用于在城市、公路、铁路明挖暗埋式隧道的混凝土施工，使得隧道混凝土结构的施工能在安全、经济、高效、保质的情况下进行。本实用新型的目的通过以下的技术方案实现本横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，所述支顶架安装于带中墙(16)的明挖暗埋式隧道内，中墙(16)两边的支顶架结构对称，其中左边的支顶架包括竖向立杆(I)、水平直杆(2)、水平横杆(3)以及依次连接的侧板
(17),左斜板(18)、顶板(19)、右斜板(20)，竖向立杆(I)、水平直杆(2)之间为碗扣支架式连接，水平横杆(3)为钢套管直通结构，水平横杆(3)与竖向立杆(I)之间为十字扣连接，竖向立杆(I)上端顶着左斜板(18)、顶板(19)、右斜板(20)，下端顶着地面，水平横杆(3)左端顶着侧板(17)、左斜板(18),水平横杆(3)右端顶着中墙(16)、右斜板(20)。所述侧板(17)与地面之间设置斜撑(8)，地面预埋钢筋(9)，斜撑(8)通过槽钢(10)或者木方顶着钢筋(9)。所述侧板(17)与地面之间设置钢丝绳风缆(7)，地面预埋拉钩(11)，钢丝绳风缆(7 )通过花篮螺栓勾着拉钩(11)。所述竖向立杆(I)顶部设托座(14)，底部设底座(15)，水平横杆(3)左端设托座(14)，右端设底座(15)。所述地面侧向预埋螺栓(13)，螺栓(13)通过M形块压着两条钢管(12)，两条钢管(12)压着侧板(17)。[0011]所述隧道的横截面设有横向剪刀撑(4)，隧道的纵截面设有纵向剪刀撑(5)，隧道的水平截面设有水平剪刀撑(6 )。下面列举一些优选的技术参数所述钢丝绳风缆(7)的直径为10mm，拉钩(11)直径为20mm。所述水平横杆(3)为6m长，小48mm,壁厚3mm ;螺栓(13)直径为14mm,钢管(12)直径为48mm。所述横向剪刀撑(4)、纵向剪刀撑(5)、水平剪刀撑(6)的直径为48mm，管厚度为3. Omm0所述钢筋(9)的直径为20mm，长20cm ;槽钢(10)为12#槽钢；木方的面积为IOcmX IOcm ;斜撑(8)的直径为48mm,管厚度为3. 0mm。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点本横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，采用双向承载混合支架体系，混合支架体系即采用传统的扣件式钢管支架与碗扣支架相互配合使用，竖向立杆承受竖向载荷，钢丝绳风缆拉紧侧板，水平横杆、斜撑承受横向载荷，三个方向的剪刀撑加强整体刚性，使支顶架能够同时承受顶板混凝土传来的竖向荷载和承担侧墙混凝土水平荷载。从而实现了隧道侧墙、顶板混凝土一次浇注，不但缩短了工期，而且更有利于隧道防水。解决了侧墙单边模板支撑体系复杂，安拆困难等问题。整个施工工艺简单易行、安全可靠、经济实用，大大降低了隧道模板支撑体系的成本费用，尤其对工期要求较紧的项目，缩短工期效果显著。
图I是本实用新型的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架的横断面布置示意图。图2是支顶架的纵断面布置示意图。图中L表示浇注段长度。图3是支顶架的水平断面的俯视图。图4是斜撑下端A放大图。图5是钢丝绳风缆下端B放大图。图6是侧板下端C放大图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。下面首先描述支顶架的结构,然后描述支顶架的施工工艺。如图I、图2、图3所示的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，支顶架安装于带中墙16的明挖暗埋式隧道内，中墙16两边的支顶架结构对称，其中左边的支顶架包括竖向立杆I、水平直杆2、水平横杆3以及依次连接的侧板17、左斜板18、顶板19、右斜板20，竖向立杆I、水平直杆2之间为碗扣支架式连接，水平横杆3为钢套管直通结构，水平横杆3与竖向立杆I之间为十字扣连接，竖向立杆I上端顶着左斜板18、顶板19、右斜板20,下端顶着地面，水平横杆3左端顶着侧板17、左斜板18,水平横杆3右端顶着中墙16、右斜板20,以中墙16作为支顶架横向传力端和固定端。侧板17与地面之间设置斜撑8，地面预埋钢筋9 ( O 20mm@60cm)，斜撑8通过槽钢10顶着钢筋9。隧道底板混凝土浇筑前，预埋钢筋9作为斜撑8端部支撑。侧板17与地面之间设置钢丝绳风缆7，地面预埋拉钩11 ( 0 20mm@200Cm)，钢丝绳风缆7通过花篮螺栓勾着拉钩11。竖向立杆I顶部设托座14，底部设底座15，水平横杆3左端设托座14，右端设底座15。地面侧向预埋螺栓13，螺栓13通过M形块压着两条钢管12，两条钢管12压着侧板17。隧道的横截面设有横向剪刀撑4，隧道的纵截面设有纵向剪刀撑5，隧道的水平截面设有水平剪刀撑6。下面列举一些优选的技术参数钢丝绳风缆7的直径为10mm，拉钩11直径为20mm。水平横杆3为6m长，小48mm,壁厚3mm ;螺栓13直径为14mm，钢管12直径为48mm。横向剪刀撑4、纵向剪刀撑5、水平剪 刀撑6的直径为48mm，管厚度为3. 0mm。钢筋9的直径为20mm，长20cm ;槽钢10为12#槽钢；木方的面积为IOcmX IOcm ;斜撑8的直径为48mm,管厚度为3. 0mm。下面描述支顶架的施工工艺本施工方法主要包括支顶架设计、支顶架及地基承载力验算、支架搭设、支架预压、混凝土浇注、支架拆除等几个步骤。I、支顶架设计(I)、支顶架布置满堂式支顶架竖向立杆、水平直杆钢管规格为小48\3.0111111，纵向间距@60(^、横向间距@90cm (顶板混凝土厚度h < I. 2m时)或@60cm (顶板混凝土厚度I. 2m < h < I. 6m时)、竖向步距120cm ;水平横杆采用钢套管直通连接，水平横杆竖向步距120cm ;靠侧墙位置设置￠48 X 3. Omm斜撑，斜撑沿竖向步距120cm (与水平横杆间隔布置，间距60cm)，纵向间距60cm，侧墙顶部设I排0 10mmi200cm钢丝绳风缆(收紧)。为确保隧道净高，考虑支顶架压缩量，顶板底模标高比设计标高高0. 5cm，顶板跨中设预拱度为1cm，侧墙内缩f 2cm。(2)、加固件布置纵向、横向、水平剪刀撑<3548X3. 0mm，纵向剪刀撑采用除支架两侧布置外，纵向剪刀撑间距@2. 8^4. 5m，横向剪刀撑间距@3. 6m ;水平剪刀撑在支顶架顶部、底部各设一道。[0041 ] 2、支顶架及地基承载力验算(I)、确定基本计算资料，包括混凝土容重、支顶架、模板材料参数等。(2)、计算荷载及荷载组合，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130- 2001 J84-2001及《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 166 — 2008，确定计算荷载及荷载组合值。(3)、按荷载及支顶架布置形式的不同，分别对不同形式下的支顶架进行验算，包括顶板及侧板强度、刚度、稳定性验算，以及地基承载力验算。(4)、经过验算支顶架布置形式如不满足荷载及规范要求，需对支顶架布置进行调整，直至验算符合规范要求。3、支顶架搭设(I)、支顶架搭设流程基础准备一安放垫板一安放底座一安装竖向立杆、水平横杆组成方框一纵向安装水平横杆和竖向立杆至需要长度一安装斜撑一铺脚手板一安装挡脚板护拦一设联接节点。(2)、搭设工作至少两人配合操作。在平整、夯实的基础上铺设垫木，垫木宽度不宜小于200mm,厚度不得小于50mm。(3)、拉线，安放底座。同一侧底座应在一条直线上，应保持底座在同一水平线上，少量高差用可调支座调整。4、支顶架预压(I)、安装模板前，要对支顶架进行压预。支顶架预压的目的1、检查支顶架的安全性，确保施工安全。2、消除地基非弹性变形和支顶架非弹性变形的影响，有利于结构线形控制。预压荷载为单位面积最大重量的1.0倍。施工前，准确计算好需用材料。预压可采用堆砂包或水箱预压等形式。(2)、为了解支顶架沉降及弹性压缩情况，在预压之前测出各测量控制点标高，在加载50%和100%后及施工过程中均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可直接卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支顶架沉降到位方可卸载。5、混凝土浇注(I)、侧墙、顶面混凝土采取连续浇注，先进行侧墙混凝土浇注至左右斜板位置。进行侧墙混凝土浇注时，两侧侧墙需对称浇注，并严格控制浇注速度(V < IOmVh)及每层浇注厚度(h ^ 30cm)。(2)、顶部混凝土必须分层烧筑,厚度12(Tl60cm,分层烧筑厚度约30cm。在顶部所有部位全部烧筑30cm厚后,才进行下一层混凝土的烧筑。( 3 )、顶部混凝土的浇筑顺序是先跨中，后两边。(4)、混凝土灌注过程中应随时观测模板、支顶架、钢筋、预埋件和预留孔洞等情况，发现问题，及时处理。(5)、在浇筑顶部混凝土过程中，进行全过程的支顶架监测与检查。因砼的浇筑是不规律的，荷载的传递也是不规律的，因此有必要在施工过程中对支顶架进行实时监测，以及时预防不安全事故的发生。监测采用预压过程中的点。在施工过程中一旦发现监测点变形超过2cm需要立即停止施工，检查支顶架系统变形产生原因及其他不利因素。6、支顶架拆除支顶架拆除按搭设时相反顺序进行，S卩“先搭后拆、后搭先拆”的原则，必须由上而下逐层进行，同一步距内先进行水平横杆拆除，再进行水平直杆拆除，最后拆除竖向立杆，严禁上下同时作业；所有杆件严禁抛掷，应用绳索吊下，轻卸、平放，分类堆齐。上述具体实施方式
为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述支顶架安装于带中墙(16)的明挖暗埋式隧道内，中墙(16)两边的支顶架结构对称，其中左边的支顶架包括竖向立杆(I)、水平直杆(2)、水平横杆(3)以及依次连接的侧板(17)、左斜板(18)、顶板(19)、右斜板(20)，竖向立杆(I)、水平直杆(2)之间为碗扣支架式连接，水平横杆(3)为钢套管直通结构，水平横杆(3)与竖向立杆(I)之间为十字扣连接，竖向立杆(I)上端顶着左斜板(18)、顶板(19)、右斜板(20)，下端顶着地面，水平横杆(3)左端顶着侧板(17)、左斜板(18),水平横杆(3)右端顶着中墙(16)、右斜板(20)。
2.根据权利要求I所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述侧板(17 )与地面之间设置斜撑(8 )，地面预埋钢筋(9 )，斜撑(8 )通过槽钢(10 )或者木方顶着钢筋(9)。
3.根据权利要求I所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述侧板(17)与地面之间设置钢丝绳风缆(7)，地面预埋拉钩(11)，钢丝绳风缆(7)通过花篮螺栓勾着拉钩(11)。
4.根据权利要求I所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述竖向立杆(I)顶部设托座(14)，底部设底座(15)，水平横杆(3)左端设托座(14)，右端设底座(15)。
5.根据权利要求I所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述地面侧向预埋螺栓(13)，螺栓(13)通过M形块压着两条钢管(12)，两条钢管(12)压着侧板(17)。
6.根据权利要求I所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述隧道的横截面设有横向剪刀撑(4)，隧道的纵截面设有纵向剪刀撑(5)，隧道的水平截面设有水平剪刀撑(6)。
7.根据权利要求3所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述钢丝绳风缆(7)的直径为10mm，拉钩(11)直径为20mm。
8.根据权利要求5所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述水平横杆(3)为6m长，48mm,壁厚3mm ;螺栓(13)直径为14mm,钢管(12)直径为48mm。
9.根据权利要求6所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述横向剪刀撑(4)、纵向剪刀撑(5)、水平剪刀撑(6)的直径为48mm，管厚度为3. 0mm。
10.根据权利要求2所述的横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，其特征在于所述钢筋(9)的直径为20mm，长20cm ;槽钢(10)为12#槽钢；木方的面积为IOcmX IOcm ;斜撑(8)的直径为48mm,管厚度为3. 0mm。
专利摘要本实用新型公开了一种横竖承载的隧道混合式满堂支顶架，所述支顶架安装于带中墙的明挖暗埋式隧道内，中墙两边的支顶架结构对称，其中左边的支顶架包括竖向立杆、水平直杆、水平横杆以及依次连接的侧板、左斜板、顶板、右斜板，竖向立杆、水平直杆之间为碗扣支架式连接，水平横杆为钢套管直通结构，水平横杆与竖向立杆之间为十字扣连接，竖向立杆上端顶着左斜板、顶板、右斜板，下端顶着地面，水平横杆左端顶着侧板、左斜板，水平横杆右端顶着中墙、右斜板。本实用新型用于在城市、公路、铁路明挖暗埋式隧道的混凝土施工，使得隧道混凝土结构的施工能在安全、经济、高效、保质的情况下进行。
文档编号E21D15/00GK202788877SQ20122030064
公开日2013年3月13日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者刘政, 杨斌, 黄映南, 杨森, 李福强, 黎汉坤 申请人:广州市市政集团有限公司