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1、广州地铁金洲站架空支架应用摘 要：广州地铁四号线金洲站为解决交叉施工问题，缓解工期压力，采用架空支架施工方案，上下工程同步施工，取得了较好效果。笔者对架空支架的施工组织、设计、造价进行了简要介绍。关键词：架空 支架应用图1 车站结构简图1 工程概况广州地铁四号线金洲站位于广州市南沙区，四层高架车站。地下层为设备房，地上一层是市政道路，二层站厅层，三层站台层。车站梁部为预制简支梁，前后折返线为现浇梁结构。 由于用地限制及为最大限度减少对周边环境后期规划的影响，金洲站结构形式采用特殊设计，站厅层、站台层为“T”型结构，地下设备房设于站厅层（站后现浇梁）下方。图2 车站立体形象图及主体结构完工后照片
2、2 施工组织简述根据广州地铁四号线整体工期安排，金洲站共有3个关键节点工期需要予以保证。节点一：前后现浇梁张拉完成，提供车站架梁条件；节点二：车站主体结构完工，装修及钢结构安装单位进场；节点三：地下设备房结构完工，设备安装单位进场。站后现浇梁、车站主体与地下设备房空间上下交叉，施工组织难度大，经分析采用普通支架方案无法满足地下设备房工期要求，必须采用架空支架方案。普通支架方案：流水作业施工，现浇梁支架拆除后方可进行基坑围护结构施工；由于站厅层净空高度不够（低于钻机净高），站厅须在基坑围护结构完成后才能进行施工；基坑土方开挖待站厅支架拆除后进行。图3 普通支架方案双代号网络图架空支架方案：平行作
3、业施工，现浇梁与基坑围护结构同步施工，车站站厅与基坑土方开挖同步施工。图4 架空支架方案双代号网络图表1 主要工程完成时间对比 单位：月工程项目普通支架方案架空支架方案对比现浇梁22.50.5车站架梁2.530.5站厅层3.84.50.7站台层5.260.8设备房围护结构4.53-1.5设备房土方开挖7.34.5-2.8 各分项工程在不同支架方案下完工时间对比可发现，架空支架方案有效解决了工期短板问题，车站主体工程、现浇梁完工时间虽有所推后，但设备房开工及完成时间较大提前，各分部工程竣工时间较均衡，基本能满足工期要求。由此选择架空支架方案作为现浇梁、站厅层支架方案。3 架空支架方案简述3.1
4、总体方案架空支架总面积约500平米，分站后现浇梁和站厅两个独立部分，均采用钢管立柱（600、壁厚12mm）+工字钢横梁（梁-I36b、厅-I25b）+贝雷片拼装梁（单排单层不加强型）搭设方案。图5 架空支架总体平面布置图图5 现浇梁支架横向布置图3.2 现浇梁支架方案现浇梁架空支架的目的是为了实现现浇梁与地下设备房围护结构、第一道支撑能够同步施工；基坑土方开挖前，现浇梁施工完成，支架可以拆除。 施工工序组织：现浇梁范围内搅拌桩架空支架搭设现浇梁上部工程施工（与钻孔桩、第一道支撑施工同步进行）支架拆除基坑土方开挖。支架总长24m，贝雷共设置10排，每排8片，共80片。为提高稳定性，每2排联成1组
5、。上部铺设方木和槽钢,形成模板支撑体系。横梁采用两根工字钢并排，中间进行间隔焊接，每根长9m。临时支墩：每个墩设置4根钢管立柱，间距2.5m。为防止立柱产生变形，立柱横向间用系梁（20b型槽钢）连接，纵向加设斜撑。中间墩（B、C墩，基坑内）基础采用600预应力管桩，A墩位于既有承台上 ，D墩为扩大基础（地基经过搅拌桩加固）。图6图7 支架搭设过程及使用过程照片3.3 站厅层及盖梁支架方案站厅层架空支架目的是为保证车站主体施工与设备方土方开挖同步进行。施工组织顺序为：盖梁施工站厅范围内搅拌桩、钻孔桩施工架空支架搭设站厅层施工（基坑土方开挖）站台梁施工（基坑土方开挖）支架拆除设备房主体。图8站厅层
6、支架与现浇梁类似，不同点为：（1）、基础永临结合，一侧利用设备房钻孔桩（原桩顶加灌至地面），一侧利用桥梁承台。（2）、站台梁支架站厅以下部分要与站厅施工同步搭设，站厅层浇注完成后支架不拆除。站台梁施工完成并拆除其支架后方可拆除基坑第一道支撑。3.4施工工艺及注意事项（1）、施工工艺要点由于为软弱地基，基础预应力管桩、钻孔桩桩底需深入中风化岩。基础（系梁）底标高须高于设备房第一道支撑顶标高，防止相互冲突。砼系梁与钢立柱连接采用螺栓连接，法兰焊接及预埋件埋设质量要严格控制。立柱安装一定要保证垂直度，根据承台顶面标高进行配杆，顶面采用钢垫片进行调平，接长用锚拴连接。横梁采用工字钢，中间焊接。在柱头两
7、侧焊接限位钢板，防止位移。柱头、柱脚采用30mm厚钢板，焊好斜撑，保证正常受力角。为方便拆模，支架与模板间设置对口木楔，应保证易拆除，且在受压后不失稳。支架完成后进行等载预压。（2）、注意事项软土地基层厚，要严格控制地基沉降，加强监测，确保支架的稳定性。支架搭设完成后要进行全面检查验收，应将柱头、柱脚、贝雷片拼装质量、立柱垂直度等关键点重点检查。基坑开挖过程中，要防止对桩基偏压，造成倾斜失稳；加强支撑，防止地基出现位移。机械操作过程中切勿碰撞立柱。施工过程中应做好上部防护，防止高空坠落。做好应急预案，备好各类抢险材料，进行事故处理演练。4 架空支架设计过程简述为保证方案的适用性、安全性，支架方
8、案由项目部结合现场进行初步设计，设计院检算出图。4.1设计要点1、 方案以实现施工组织意图，保证工期为中心，目标是确保站后7-8号墩间现浇梁、车站主体与地下设备房最大限度的同步施工，减少相互施工干扰；2、 确保支架安全，支架必须具有足够的竖向承载能力、稳定性，能有效抵御上部荷载、碰撞冲击及基坑开挖造成的变形影响；3、 支架沉降、变形应满足车站主体、现浇梁工程要求；4、 由于工期紧张，支架应搭拆方便，施工速度快；5、 在满足上述要求的情况下，尽量减少造价，控制成本；立柱、横梁尽量选用现场已有材料。4.2方案设计过程4.2.1 确定支架净高 钻孔桩机高度约10m，支架净高至少需满足11m。现浇梁底
9、距地面高度为13.5m，梁模板组合高度为：贝雷片（1.5m）+垫块(0.1m)+槽钢(0.1m)+模板(0.1m)=1.8m，净空约11.7m 11m,可以满足钻孔桩施工要求。受高度限制，钢筋笼吊装无法采用起重机，需人工分节安装。4.2.2 确定跨距及墩柱位置基坑全宽15.75m，考虑两侧钻孔围护桩施工场地及贝雷片模数，支架总长度确定为24m。钻机直径约7m，工作长度约8m，墩柱跨距需保证不小于钻机工程长度。根据现场情况，初步制定2联（12m+12m）、3联（8.275+7.725+8m）方案。经综合比选，采纳3联方案，其较2联方案优点为：梁面重量轻，稳定性、抗冲击能力好，对基础承载力要求降低
10、。每排墩柱共设4根立柱，间距2.5m。4.2.3 贝雷片计算1、荷载分析序号荷载名称荷载（ KN /m）说 明1砼自重136.25 现浇梁断面积为5.45m2, 钢筋砼容重：25kN/m32模板自重27.9考虑上层方木、模板、支架重量，每平米3 KN3支架自重10 按10榀考虑，每榀8片，每榀重量约300kg（长3m）4施工荷载27.9每平米3 kN（梁宽9.3m）5砼冲击力18.6每平米2 kN合计282考虑不确定因素，永久荷载系数取1.2，临时荷载系数取1.4。则 最大荷载Gk=136.251.2+（27.9+10+27.9+18.6）1.4全桥荷载6760 KN 282KN/m24m2、
11、贝雷架强度计算为简化计算及保证计算准确，荷载计算借助中望结构软件进行。贝雷梁受力简图表3 贝雷梁应力计算简表(中望结构截屏)（1）、最大应力计算：最大弯矩发生B墩支座处：Mmax=1.847103 KNM。最大正剪力发生在C号墩右侧：Qmax+=1344 KN最大负剪力发生在B号墩左侧：Qmax-=-1390 KN（2）、贝雷梁榀数计算根据桥涵手册查得：单片单层贝雷架几何特性及内力特性表如下：特性截面积(cm2)W(cm3)J(cm4)容许弯矩(kNm)容许剪力(kN)数值25.483578.5250497.2788.2245.2梁部安全系数按1.5进行考虑，则需配置贝雷架数量为：弯矩计算：1
12、.847103 /788.21.5=3.5排剪力计算：1.39103/245.251.5=8.5排最终确定搭设方案：共设置10排，5组排设，每组两排。（3）、挠度检算 按3跨简支梁梁计算，产生最大挠度变形：fmax=5qL4/384EI=（528210382704）/（384210105250497.210410）=3.3mm447.29 满足要求。4.2.5 钢管临时支墩计算立柱拟采用直径600、壁厚12mm钢管，按轴心受压结构进行检算。由表4可知，B墩、号立柱受力受力最大，为：RC=711.3KN（447.3+264），墩柱自重：21KN，合计 711.3+211.2=736.5KN。立柱
13、截面几何特性：截面积：A=3.14*585*12=2.2104mm2惯性矩: I=3.14/64(0.64-0.5764)=0.9610-3m4截面抵抗矩W=3.14/32(0.64-0.5764)/0.6=3.1910-3m3回转半径：i=（0.62+0.5762）1/2/4=0.168m长细比：=l0/i=11/0.168=71,查表得：=0.75则最大容许受压承载力：N=0.90.752102.2=3142KN/736=4.3,满足竖向承载力要求。4.2.6 地基与基础设计由于为软弱地基，基础方案由设计院进行设计。A墩：直接支撑于桥梁承台上。B、C墩：采用550预应力管桩做基础，中间墩设
14、2桩，两侧墩为1桩，要求将中风化花岗岩作为桩端持力层。D墩：原地基搅拌桩进行处理过，采用扩大基础。5 经济分析架空支架方案较普通支架方案共增加费用约25万元，较原方案费用增加102%，每立方米约折合费用为106元。费用较高的主要原因为：1、 地基为流塑性淤泥，且土方开挖过程中支架仍不能拆除，因此基础采用预应力管桩和钻孔桩，费用较高；2、 由于为上下同步进行施工，对安全性要求极高，且车站为T 形结构，变形须严格控制，因此设计较保守，安全系数高，钢结构较重；3、 贝雷片及钢立柱均为租赁，费用较高。普通支架与架空支架费用对比表序号项目名称单位数量单价合价序号项目名称单位数量单价合价（一）现浇梁部分1
15、10404（二）站厅层部分142940一原支架方案161216一原支架方案877001地基处理(软基)m22405001200001地基处理m2550100550002支架搭设与拆除m3257616412162支架搭设与拆除m321801532700二架空方案271620二架空方案2306401600mm管桩m368265975201增加钻孔桩m336940338402钢管立柱安拆t421850777002钢管立柱安拆t281850518003安装贝雷桁架t242100504003安拆贝雷桁架t5021001050004承台钢筋砼m3461000460004承台钢筋砼m3401000400006 结束语金洲站采用架空支架方案，将分部工程间的流水作业转化为平行作业，有效的解决了空间交叉与工期间的矛盾，实现了较好的整体效益。贝雷片+钢管立柱支架模式技术简单, 施工方便, 速度快捷,能有效地解决交叉施工、跨沟、跨道、跨路、软弱地基等问题，应用广泛。随着大范围的采用，成本会逐步降低，技术经济的优越性会愈加突出，值得大力推广。11