某城际铁路车站钢支撑施工方案

某城际铁路车站钢支撑施工方案

目 录

1、编制说明 .............................................................. 2

1.1 编制依据 .......................................................... 2 1.2 编制目的 .......................................................... 2 2、工程概况 .............................................................. 2

2.1 工程位置 .......................................................... 2 2.2设计概况 ........................................................... 3 2.3钢支撑设计参数表 ................................................... 4 3、钢支撑、钢围檩构造组成 ................................................ 5

3.1钢支撑 ............................................................. 5 3.2钢围檩结构组成 ..................................................... 5 4、钢围檩施工 ............................................................ 6

4.1钢围檩、托架加工 ................................................... 6 4.2钢围檩安装 ......................................................... 7 5、钢支撑施工 ............................................................ 8

5.1钢支撑拼装 ......................................................... 9 5.2钢支撑架设流程 ..................................................... 9 5.3吊装施工 .......................................................... 10 5.4施加预应力 ........................................................ 10 5.5钢支撑架设要求 .................................................... 11 6、质量要求 ............................................................. 11

6.1质量控制 .......................................................... 11 6.2质量保证措施 ...................................................... 12 7、安全要求 ............................................................. 13

7.1基本要求 .......................................................... 13 7.2起重吊装要求 ...................................................... 13 8、钢支撑承载力计算书 ................................................... 14

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1、编制说明 1.1 编制依据

⑴XX城际铁路XX站车站主体围护结构设计施工图。 ⑵XX城际铁路XX站工程地质勘察报告。

⑶相关地下工程“技术规定”和“质量检验评定标准”,主要有： 《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003年版） 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002； 《施工现场安全生产保证体系》DBJ08-903-2003； 《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-93； 《建筑钢结构荷载规范》（GB50009－2001）； 《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ181－2002）； 《建筑机械安全技术规程》(JGJ33-2001)。 1.2 编制目的

为确保XX站车站基坑开挖安全可靠和经济合理，特针对钢支撑加工及架设编制本施工方案。 2、工程概况 2.1 工程位置

XX站位于XX市XX区银山路与杜鹃路交叉口，呈东西走向，具体车站位置详见图2-1。

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Ⅳ号出入口 2.2设计概况

XX站起止里程为WDK8+710～WDK8+960，全长250m，标准宽度为25m,基坑开挖深度为29.3m（标准段）、32.3m（扩大端）；车站线间距为18m，有效站台长度230m，设地下三层。

内支撑采用六道支撑（扩大端七道），其中第一道和第四道为混凝土支撑(砼等级C30、800×800mm、800×1000mm和1000×1000mm)；在标准段设4道钢支撑，扩大端为5道，在东、西扩大端处设置斜撑；斜撑、直撑均采用φ609mm，t=16mm钢管，钢围檩采用双拼“工45c”；其中第2、3、5、6各层钢支撑数均为94根（其中斜撑为22根）、第7层钢支撑（斜撑）数为22根。

XX站钢支撑平面布置图见附图2-2所示。 XX站标准段钢支撑横剖面见图2-3所示。

图2-1 XX站平面位置示意图

在建天骄府邸小区 市大院 Ⅱ号出入口 杜鹃路 枫林美景小区群楼 Ⅴ号疏散通加油站 Ⅲ号出入口 沐兰酒店 2号风亭 银山路

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图2-3 XX站标准段钢支撑横剖面图

2.3钢支撑设计参数表

表2-1 钢管支撑设计参数一览表 名称（规格型号） 第一道支撑（砼支撑，800*1000mm） 第二道支撑（φ609mm，t=16mm） 第三道支撑（φ609mm，t=16mm） 东、西端扩大段 第四道支撑（砼支撑，1000*1000mm） 第五道支撑（φ609mm，t=16mm） 第六道支撑（φ609mm，t=16mm） 第七道支撑（φ609mm，t=16mm） 第一道支撑（砼支撑，800*1000mm） 标准段 第二道支撑（φ609mm，t=16mm） 第三道支撑（φ609mm，t=16mm）

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设计值（KN） 1262.23 1209.43 1607.60 8128.90 2149.10 1913.08 1192.41 1277.78 1228.56 2320.01 标准值(KN) 1735.57 1662.97 2210.45 11177.24 2955.01 2630.49 1630.49 1756.95 16.27 3190.01

第四道支撑（砼支撑，1000*1000mm） 第五道支撑（φ609mm，t=16mm） 第六道支撑（φ609mm，t=16mm） 8748.47 2112.95 1168.84 12029.15 2905.31 1607.14 注：支撑的预加轴力为设计值的40%~60%，并应根据基坑变形情况复加预加力。

3、钢支撑、钢围檩构造组成 3.1钢支撑

本车站钢支撑由活络端、中间节、固定端组成，直撑与斜撑采用同种支撑构造型式。钢支撑活络端、中间节、固定端示意如图3-1所示。

图3-1 钢支撑构造大样图

3.2钢围檩结构组成

本车站第2、3、5~7道钢支撑架设于钢围檩上；钢围檩采用‘工45c’双拼工字钢并放，两围檩正面采用根据支撑对应位置焊接800*350*20mm厚钢板连接、背面采用通长20mm厚钢板进行连接；同时在围檩端部设置端封板。

钢围檩下部设置由L75*75*10角钢加工成的三角支座，三角支座通过M20、L=260膨胀螺栓与围护桩连接；钢围檩顶部及钢支撑两端部设钢绞线与围护桩主筋可靠连接，以防坠落，钢围檩部位钢绞线布置间距为2m。钢围檩构造大样见下图3-2所示。

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图3-2 钢围檩构造大样图

4、钢围檩施工 4.1钢围檩、托架加工

钢围檩焊接采用手工电弧焊，焊条采用E43系列，所有焊缝应满焊，加工图纸中未注明焊缝焊脚高度的均为8mm。

（1）钢围檩

钢围檩由两块I45c的工字钢和钢肋板及钢缀板焊接而成。斜撑处钢围檩上的剪力块角度与斜支撑角度对应；对应每个斜支撑处腰梁，上下设置两个抗剪支架，大样图见图4-1所示。

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图4-1 抗剪支架结构大样图

（2）三角托架

钢围檩托架由三块L75*10的等边角钢焊接而成，三脚架由两个间距为47cm的M20、L=260膨胀螺栓固定在桩身上，施工时根据现场实际情况对托架长度进行调整。 4.2钢围檩安装

（1）钢围檩安装流程见下图4-2： 测量放线、托架安装 材料检验 基坑开挖至支撑中心标高下1.5m 安装钢围檩、支撑托板 钢围檩加工 钢围檩与围护桩间隙填充 图4-2 钢围檩安装流程图

（2）施工说明及要求：

①现场采用PC200型挖机开挖，开挖到钢管支撑中心设计标高1.5后，在围护桩设计位置用冲击钻钻M20膨胀螺栓孔，打入膨胀螺栓。开挖时现

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场技术员提前在围护桩上测放支撑中心标高，并做好标识及现场交底，避免超挖。托架打孔位置根据支撑中心标高、钢围檩高度以及托架与钢围檩设计位置关系进行确定，现场技术员在打孔位置用红油漆做好标识。

②用门吊或汽车吊将加工好的三角托架运至基坑内，根据螺栓孔位置人工进行现场安装；然后打设M20膨胀螺栓并固定，螺栓锚入桩的长度必须满足设计要求的20cm。

③对加工好的钢围檩，采用门吊或汽车吊吊运至基坑内需架设位置；架设前，测量组应根据测放出支撑位置（含支撑中心标高、坐标），特别是带剪力块斜撑的位置。采用门吊、局部（如东扩大端拐角）采用PC200挖机进行吊装作业；将钢围檩安装至已安装好的三角托架上并固定，同时安装好防坠落花篮螺杆；两节钢围囹之间联接采用钢性连接（或焊接），钢围檩必须保证成环闭合。钢围檩中心应与钢支撑中心标高一致，与围护桩密贴。同时为保证施加预应力时，钢围檩不会水平移动，每层钢围檩须设置抗剪销钉。

抗剪销钉做法：在钢围檩与围护桩交接位置，围檩上预留孔洞；钢围檩架设完成后，通过预留孔洞在围护桩上打孔，打孔采用水钻；然后插入Φ25以上钢筋并固定。

④在对应支撑位置安装支撑托板，托板标高根据钢支撑活动端、固定端结构尺寸，以及与钢围檩标高关系确定。托板安装应严格按规范要求进行焊接，保证焊接质量。

⑤钢围檩背后回填采用C20喷射砼或砂浆，回填必须密实；对回填不密实的部分采用填塞钢性物体方式处理。 5、钢支撑施工

钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序，支撑架设极具时间性和协调性，支撑架设时间、位置及预加力的大小直接

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关系到深基坑稳定性的成败。支撑架设必须严格满足设计工况要求。 5.1钢支撑拼装

根据本车站开挖后基坑实际净空尺寸、钢支撑各类管节长度，现场技术提前进行配节，现场采用法兰盘和高强螺栓拼接，螺栓应交错紧固。拼装要求：

①钢支撑在拼装时，轴线偏差2cm之内，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须对称连接螺栓，按顺序紧固，要有钢支撑支托措施，同时用于微调的钢楔也要串联，防止坠落。

②钢支撑安装前一定要检查钢管的垂直度，若不垂直必须校正，然后将钢支撑安装在托板上。必要时可在钢支撑中部架设临时支撑，确保钢支撑吊装上就只有很小的自重挠度，便于加预应力固定。

③所有钢支撑装配件的钢板加工及钢管焊接加工必须双面满焊，在有内肋板焊接过程中无法双面焊的，宜采用坡口焊接方式。 5.2钢支撑架设流程

钢支撑架设安装流程见图5-1。

图5-1 钢支撑架设安装流程图

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钢支撑拼装 钢支撑检验 钢支撑吊装 钢支撑加工、运输 施加预应力 插入钢楔子 拆除千斤顶

5.3吊装施工

吊装施工时，拟采用汽车吊配合龙门吊（16t）进行吊装。先用汽车吊吊至龙门吊一端下方，换钩后，门吊与汽车吊同步平行移动，至基坑另一端，再换另一端吊钩，然后用龙门吊在基坑内架设，如图5-2所示。

图5-2 龙门吊吊装钢支撑示意图 吊起下放两端托板上，活动端微调采用施加预加力及用特制楔块加塞。根据现场所吊装的构件均为细长结构体，吊点的选择应采用二点起吊，二点起吊每个吊点分别距构件各端0.21L,即以0.21乘以构件的全长。

对于两扩大端或其它吊机不能垂直吊放处，采用两台手拉葫芦进行吊装。吊装时先用吊机吊放至安装位置最近处，待放稳后采用人工撬棍顶或强拉至安装位置正下方，然后用两台手拉葫芦分别位于构件两端同步吊装，手拉葫芦分别距构件两端0.21L。此类部位吊装时强调严禁超挖，即开挖至钢支撑下1.5m时及时架设支撑。 5.4施加预应力

预加力施加方法：直撑段和斜撑段分别采用2台150t的油压千斤顶施加钢支撑预加力，在活动端沿支撑轴线逐级加压。预加力分四次进行施加，第1次施加为设计预加力的50%，后面以20%逐级分别施加，直至压力表

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读数达到设计预加力为止，最后采用特制铸铁楔子塞紧。 5.5钢支撑架设要求

①支撑架设安装应与土方开挖密切配合，当土方开挖到设计要求（即支撑中心下1.5m）位置后，应及时架设钢支撑，控制在16小时内完成。

②为了减少温度应力对预加轴力的影响，在气温接近当天平均气温的时候对钢管支撑预加轴力。

③钢支撑架设时，现场技术人员严格进行过程控制，按下表5-1要求，填写施工记录，特别是预加轴力过程控制。

表5-1 钢支撑架设允许偏差和检查办法

允许偏差 编号 检查项目 数量 1 2 3 4 5 支撑平面位置 支撑标高 预加压力 安装前支撑两端支点中心线偏心 安装后支撑两端支点中心线总偏心 100 30 50 20 50 单位 mm mm kN mm mm 用钢尺量 水准仪 油泵读数或传感器 用钢尺量 用钢尺量 检查方法

6、质量要求 6.1质量控制

①钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时需分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。

②千斤顶预加轴力分4次施加到位，第1次施加至设计预加轴力值的50%～70%，第2~4次施加至设计预加轴力值，减少轴力损失。

③预加轴力完成后，应将伸缩腿与支撑头后座之间的空隙采用钢板楔

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块垫塞紧密，锁定钢支撑预加轴力后再拆除千斤顶。

④钢管横撑应对称间隔拆除，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。

⑤施工中须加强桩体位移、变形及支撑轴力的监控量测，通过信息反馈指导支撑体系施工。 6.2质量保证措施

①实行创优目标管理，强化质量意识，确保工程质量。

②认真执行、实施质量保证体系，实行架子队长、技术主管质量负责制，施工技术员岗位责任制。

③施工前参与本工程施工的现场的施工技术人员、作业队长、班组长直至班组成员进行层层技术交底和质量交底，明确各道工序的施工要领及质量要求。

④严格执行材料验收制度和原材料取样封存管理办法，保证各种型钢的质量。

⑤技术资料管理归档必须做到及时、齐全、正确、规范。 ⑥严格控制钢结构加工、安装误差，确保支撑体系的质量和安全。 ⑦围檩与桩间细石混凝土的填充须及时、密实，避免桩体发生较大位移。

序项目 号 1 2 3 4 5

围囹标高 开挖超深 支撑安装时间 同一支撑中间及两段顶面任意两点高差 横撑对定位轴线的整体偏差 12

表6-1 钢支撑架设允许偏差和检

检查办法 允许偏差 ±30mm ＜20mm ＜14h 5mm 50mm 水准测量 水准测量 记时法 水准测量 经纬仪观测

6 7 横撑整体直线度 横撑预应力施加后轴线偏移 ±20mm 5mm 经纬仪观测 经纬仪观测 7、安全要求 7.1基本要求

①加强作业人员的安全规章制度的学习，提高安全防范意识。进入现场人员一律“两穿一带”

②将在工作场地设立围栏并设立醒目标志，防止闲杂人员进入。 ③严禁酒后作业，严禁在施工现场嬉戏打闹。

④空中作业要系安全带，定期检查安全用具的完好情况。特种工作人员持证上岗；施工中要求工人头戴安全帽，脚穿绝缘鞋。

⑤施工中严防重物的坠落，以防砸伤他人；在工人中切实贯彻好“三不伤害”原则；施工中工人应穿工作服，袖口扎紧、扣子扣好。

⑥所有施工机械必须由专业人员进行操作，坚决禁止无证驾驶和操作，确保安全施工。

⑦施工现场必须有足够的照明设施和安全警示标志，保证夜间施工安全。

⑧在变压器、配电箱、加工机械等处悬挂安全标志及警示标志，提醒施工人员注意操作安全，保证施工顺利进行。

⑨在工地值班室或医务室配备医药箱，储备常用药品作为急用。 7.2起重吊装要求

①门吊司机、指挥和起吊人员必须经过培训，经有关部门考核合格后，持有效操作证方能上岗作业。

②吊装前检查：起吊用具和防护设施，辅助用具，吊物回转半径的范围，吊物的落点等。对吊装作业区域内的不安全环境，也要进行检查、清除或采取保护措施，如：输电线路的妨碍，高压线路的距离，主要通道，

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场地的平整等。

③龙门吊启动前，应对门吊进行各项规定的检查，安全装置要完好，灵敏。启动后，注意各种仪表指示是否正常，正常才可开始工作；

④操作人员对起吊的构件重量不明时要进行核时，不能盲目起吊。 ⑤操作人员对于无指挥或指挥信号不清时不准起吊。而且操作人员要对指挥发的信号、吊物的捆绑情况，运行通道、起降的空间，准确无误后才能进行起吊。严格做到“十不吊”的规定。

⑥操作人员在六级或以上强风时不准起吊； ⑦龙门吊在满负荷作业时，不得行车。

⑧龙门吊在吊起重物行走时，所吊的负荷不得超过允许起重量的70%。 ⑨龙门吊在吊运过程中操作人员应做起降平稳，不得忽快忽慢和突然制动。已起吊的构件不准长时间在空中停留。

⑩起吊指挥人员必须坚守岗位，准确、及时传递信号。 8、钢支撑承载力计算书

考虑车站深基坑内支撑最不利条件，以东扩大端第四道直撑（长度27.38m，预加轴力4877.34KN）进行验算。 （1）计算参数

钢支撑直径D＝609mm 钢支撑壁厚 t=16mm

钢构件自重 g=7.85E+03kg/m^3 钢弹性模量 E= 2.06E+05N/mm^2 钢支撑内空直径DN=

577 mm

钢支撑长度L0=27.38m

钢支撑轴力N=4877.34kN 塑性发展系数γx＝1.15

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等效弯矩系数βmx＝1.00 （2）支撑面积计算

A=[(D/2)^2-(D/2-t)^2]*3.142=29811.296mm^2

（3）转动惯量I

I=(D^4-DN^4)*3.142/=1.31E+09mm^4

（4）截面抵抗矩

W= 0.0982*[(D^4-(DN)^4]/D =4.31E+06 mm^3 （5）钢支撑单位长度重量

GA=A*g*1/1E6=2.34E+02kg＝2.340 KN

（6）钢管的截面类型

根据《钢结构设计规范》GBJ17-88表5.1.2 ，按b类构件考虑。（7）钢支撑初偏心

根据<建筑基坑支护技术规程>JGJ120-99，LP=L0/1000=0.02738 （8）钢管引起跨中最大弯矩

MZ= qGA*L^2/8+N*LP=352.8 KNm

（9）求λ

i＝ SQRT(I/A) ＝210 mm

λ＝L0*1000/i=131

（10）查《规范》φ＝0.561

（11）求稳定1

σ1＝ N*1000/(φA) ＝ 291.6 Mpa > f= 215 Mpa （12）欧拉临界力

NEX=π^2×EA/λx2 N＝3.56E+06

（13）考虑受弯作用稳定性

σ2＝ βmx×MZ/〔γx×W1x（1-0.8×N/NEX）＝ -735.6Mpa （14）稳定计算 （考虑钢支撑自重影响）

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m

σ＝σ1＋σ2＝ -443.9 Mpa根据以上计算，本车站基坑钢支撑稳定性满足要求!

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附图2-2：

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