¶ 02422 鋼支撐架
¶ 1. 02422 鋼支保 V2012.10.doc
第02422章
鋼支保
1. 通則
1.1 本章概要
鋼支撐架一般稱之為鋼支保,以下本章均以鋼支保稱之。本章適用於隧道及地下開挖時所使用鋼支保(含H型、U型及桁型鋼支保)之製作安裝及檢驗,鋼支保應於開挖後立即安裝,作為開挖初期支撐,並於噴凝土完成後,作為支撐系統之一部分,共同承擔外在壓力。本章之各項規定,除特別說明外,均適用於各類型鋼支保。
1.2 工作範圍
包括隧道、施工橫坑及地下開挖時所需使用鋼支保之材料、加工、安裝及保護措施等相關工作。
1.3 相關章節
1.3.1 第02412章--隧道鑽炸法及非全斷面機械開挖
1.3.2 第02424章--隧道噴凝土
1.3.3 第05090章--金屬接合
1.4 相關準則
1.4.1 中華民國國家標準(CNS)
(1) CNS 560 A2006 鋼筋混凝土用鋼筋
(2) CNS 2056 G3030 低壓有縫鋼管
(3) CNS 2473 G3039 一般結構用軋鋼料
(4) CNS 2947 G3057 銲接結構用軋鋼料
(5) CNS 3124 B2123 六角頭螺栓(鋼結構用)
(6) CNS 4236 B2170 鋼結構用六角頭螺帽
(7) CNS 3828 G3086 機械構造用碳鋼鋼料(S35C類)
1.4.2 美國材料試驗協會(ASTM)
(1) ASTM 307 Standard Specification for Carbon Steel Bolts and Studs 碳鋼螺栓和雙頭螺栓的標準規範
(2) ASTM A36/A36M Standard Specification for Carbon Structural Steel 碳結構鋼標準規範
(3) ASTM A615/A615M Standard Specification for Deformed and Plain Billet-Steel Bars for Concrete 混凝土用之竹節與光面鋼筋標準規範
(4) ASTM A194/A194M Standard Specification for Carbon and Alloy steel Nuts for Bolts for High Pressure or High Temperature Service, or Both 高壓設備或高溫設備或高壓高溫設備的螺栓用碳鋼與合金鋼螺母的標準規範
1.4.3 美國電銲協會(AWS)
(1)AWS D1.1 Structural Welding Code-Steel 鋼結構銲接規範
(2)AWS D1.4 Structural Welding Code-Reinforcing Steel鋼筋銲接規範
1.5 資料送審
1.5.1 品質計畫
1.5.2 施工計畫
使用桁型鋼支保時,除品質計畫書外,另應提送下列文件送審:
(1) 材料產品出產證明、材質檢驗報告
(2) 施工計畫書、人員組織表、施工製造圖
(3) 銲接程序表及試驗報告、銲工名冊及證件
(4) 製作品質檢驗報告
2. 產品
2.1 材料
2.1.1 結構型鋼、鋼板:須符合CNS 2473 之 SS400、CNS 2947 之 SM400(H型或桁型), CNS 2473之 SS490(U形)規定。
2.1.2 桁型(Lattice Girder)鋼支保之主筋及連接筋:須為可銲性。
2.1.3 繫桿:須符合CNS 560之SR300規定。
2.1.4 螺栓:須符合CNS 3124規定。
2.1.5 螺帽:須符合CNS 4236規定。
2.1.6 套管:須符合CNS 2056重級鋼管規定。
2.1.7 可縮接頭夾片:須符合CNS 3828 S35C規定。
2.1.8 承包商可依設計圖之規定,採用桁型鋼支保、H型鋼支保或U型鋼支保作為隧道支撐。其中相同等級之桁型鋼支保或H型鋼支保均採相同之單價,並以相同之「桁型或H型鋼支保(註明規格)」工作項目計價。U型鋼支保則以「U型鋼支保」計價。設計圖所示之 H型鋼支保得經工程司核可後依下表相應尺度以桁型鋼支保或U型鋼支保代替,如表02422-1及表02422-2。惟仍按原設計之「桁型或H型鋼支保(註明規格)」以公尺計價,所增加之超挖土方及噴凝土不另計價。
表02422-1 H型鋼、U型鋼與桁型鋼相應尺度表
H型鋼 |
桁型鋼 |
U型鋼 |
H100 |
G100或同等品 (Fy‧A≧50公噸) |
- |
H125 |
G125或同等品 (Fy‧A≧75公噸) |
MU21或TH21或同等品 |
H150 |
G150或同等品 (Fy‧A≧100公噸) |
MU29或TH29或同等品 |
註:表中Fy為鋼材降伏強度,A為主構材斷面積。
表02422-2 桁型鋼及U型鋼支撐架相應斷面性質表
型號 |
G105/H150 |
G125/H125 |
G100/H100 |
||||
桁型 |
U型 |
桁型 |
U型 |
桁型 |
U型 |
||
斷面模數(cm3) |
Wx |
≧70 |
≧90 |
≧65 |
≧55 |
≧40 |
- |
Wy |
≧50 |
≧90 |
≧40 |
≧55 |
≧25 |
- |
|
3. 施工
3.1 加工
3.1.1 鋼支保應按設計圖以規定之型鋼冷彎製成,不得熱彎,亦不得以片段鋼料併接使用。
3.1.2 若因地質條件需要分段開挖時,應將鋼支保分段銜接,若須改變原設計與鋼支保型式時,應依設計圖有關之標準自行設計,送請工程司核可。
3.1.3 鋼支保之銲接應符合相關章節規定辦理。
3.1.4 鋼支保之彎製須有適當設備,俾使彎製後之鋼支保無皺曲或扭曲現象,凡加工發生皺曲或扭曲之鋼支撐架均不得使用。
3.1.5 鋼支保之製作容許誤差,剪切與裝配為2mm,冷彎後之半徑方向為10mm。
3.1.6 需分段銜接之鋼支保應於整支鋼支保彎製後再予切開,以保持正確之弧度。
3.1.7 詳細價目表所列之鋼支保數量係根據地質資料所作之估計,承包商應依其經驗及施工進度辦理進料,不得因備料不足或不及而造成開挖面解壓變形或延誤工期,但剩餘而未安裝之鋼料不予計量。
3.1.8 桁型鋼支保依設計圖示以3桿或4桿具可焊性之高拉力鋼筋或鋼棒為主體材料,並配合足夠勁度連接筋焊接成為3角型或4角型斷面之良好穿透性鋼支保,以作為隧道開挖之支撐構件,可與噴凝土包裹成一體,發揮複合構材之良好支撐抗力。承包商應於施工前30天提出符合設計圖及規範規定之施工計畫書,經工程司核可同意後據以施工。施工計畫書應包括各種類型桁型鋼支保之尺寸、材料強度、焊接、相關配件之詳細施工圖。
3.1.9 桁型鋼支保之主筋及連接筋為光面鋼筋或鋼棒,其材質應符合ASTM A615/A615M之規定,降伏強度應分別達到480 MPa及420 MPa以上,惟其材質之可焊性亦需符合AWS D1.4之規定。連接筋之直徑應不小於10 mm,連接筋之間距不得大於桁型鋼支保斷面高度之三倍,以防挫曲變形。在相鄰之連接筋間,連接筋之平均慣性矩應達到主筋慣性矩之5 %以上。
3.1.10 桁型鋼支保之單位長度重量、斷面高度、主筋極限承載力及主筋極限塑性彎矩應符合設計圖之規定。
3.1.11 桁型鋼支保除經許可之點焊外,所有焊接應沿接觸線連續電焊,所有焊接長度不得少於2.54 cm,焊接位置應設計適當配置,使焊接引起之變形及殘留應力減至最小。
3.1.12 桁型鋼支保焊接時應設置頂棚等設施使作業環境不受天侯因素影響,且所有電焊外露部分、焊珠及焊渣應磨平,鋼筋溫度低於10°C時,若無適當預熱不得電焊。
3.1.13 桁型鋼支保各處之焊接應由經驗豐富之合格電焊工焊牢(焊工須具有優良技術,其於最近二年內曾從事鋼結構工程焊接作業,並於最近半年內曾從事與本工程同類性質之焊接工作之資歷,其資歷、檢定合格證書或電焊技術合格證明應提報工程司備查)。
3.1.14 桁型鋼支保製作前,承包商應將焊接使用之焊藥、焊蕊及焊條種類以及焊接設備、焊接程序、接頭開槽形狀、焊接方法、焊接引起之變形對策及焊接實驗計畫等,連同電焊工名冊送請工程司審查核定後,始可施工。
3.2 安裝
3.2.1 鋼支保應依設計圖所示之高程和位置組立,組立時得以適當材料墊襯,使鋼支保組立時能達所需之高程,而於施噴噴凝土前用繫桿固定所組立之鋼支保。繫桿如設計圖所示,如設計圖未予註明,承包商應於施工前提出擬使用之鋼筋或鋼管,送請工程司核可後方可使用。任何組立不當之鋼支保,經工程司通知後,承包商應立即調整正確。
3.2.2 因地質條件需要分割斷面開挖時,應將鋼支撐架分段銜接。
3.2.3 須加裝鋼護板或支撐鋼管之處,鋼支保應依設計圖說所示組立在正確位置和高程,不需要加裝鋼護板或支撐鋼管之處,鋼支保組立應儘量貼緊地盤或只留少許間隙。
3.3 施工方法
3.3.1 鋼支保組立時可使用混凝土塊、鋼楔、硬木塊或楔形木,使鋼支保組立時能達所需之高程,而於施噴噴凝土前應用繫桿固定所組立之鋼支保。
3.3.2 所有鋼支保應完全以噴凝土包覆,並以噴凝土填充空隙,使開挖面、噴凝土及鋼支保完全結合為一。
3.4 鋼支保安裝容許誤差
3.4.1 頂部中心位置之偏移為2cm,底寬為向外10cm,向內0cm。
3.4.2 可高於設計高度,但不得超出O線(須符合相關章節O線規定),O線以外用噴凝土回填。
3.4.3 各組鋼支保間沿開挖方向之縱向間距與輪進長度之偏移為 ±5cm。
3.5 檢驗
3.5.1 任何架設不當之鋼支保,經工程司通知後,承包商應立即調整正確。
3.5.2 桁型鋼支保焊接施工應符合美國電焊協會(AWS)公佈之CO2焊接標準規則並依規範第05091章規定辦理。焊接完成之桁型鋼支保應依下列規定取樣進行焊接點可靠性試驗如表02422-1,確認其製作品質符合要求後方得使用。
(1) 每批產品進場取樣頻率:同型之桁型鋼支保每250組檢驗一次,不足250組者檢驗一次。
(2) 試驗方法:單組桁型鋼支保成品中任取完整一段(長度大於1.5m,無端鈑)利用抗彎試驗機進行單點抗彎試驗,將試樣簡支在1.5m跨距之兩支點上,於兩支點中心持續加壓至試驗機油壓表讀數不再上升為止,詳如圖02422-1。如測試3桿式桁型鋼支保時,1桿在上,2桿在下。
(3) 試驗要求:各種類型桁型鋼支保試樣受壓縮至連接筋挫曲變形後,各焊接點原則上不可脫落或開裂,若焊接點脫落則該型式之桁型鋼支保應再任取五組送試,且試驗結果不得有一組以上之試樣發生焊接點脫落或開裂。
表02422-1 桁型鋼支保焊接點可靠性試驗表
種類 |
試驗依據 |
檢驗項目 |
規範要求 |
檢驗頻率 |
桁型鋼支保 |
詳3.5.2節之(2) |
焊接點可靠性試驗 |
詳3.5.2節之(3) |
同型之桁型鋼支保每250組檢驗一次,不足250組者檢驗一次 |
圖02422-1 桁型鋼支保焊接點可靠性試驗圖
4. 計量與計價
4.1 計量
4.1.1 本章工作依使用之類型及實際安裝並經檢驗合格之數量,以斷面中心線長度依「桁型或H型鋼支保(註明規格)」以「公尺」、「公斤」或其他單位計量。若契約項目未列者,則各項工作視為已包括於契約總價內。
4.1.2 工程司同意施作之臨時施工橫坑、側導坑等之臨時鋼支保之計量,其型式與設計圖相同者,依實際安裝並經檢查合格之數量,按本章節之「桁型或H型鋼支保(註明規格)」工作項目計量。依工程司指示安裝,其型式與設計圖不同者,依實際安裝並經檢查合格之型鋼以「公斤」計量。
4.1.3 U型鋼支保主要使用於隧道遭遇擠壓變形時依工程司指示採用,按「U型鋼支保」以「公斤」為單位計量。
4.2 計價
4.2.1 本章工作依契約詳細價目表所列項目單價計價,該項單價已包括所需之一切人工、材料、機具、設備、動力、運輸及其他為完成本項工作所必需之費用在內。若契約項目未列者,則各項工作視為已包括於契約總價內。
4.2.2 不論H型、U型或桁型鋼支保已包括結構鋼件、接頭、墊板、螺栓、螺帽、繫桿等及其他明示於設計圖上,或雖未明示於設計圖上,但為施工所必須之附屬零件費用。此外亦包含加工焊接製作、檢驗試驗、運輸、安裝、臨時支撐及維護所需之人工、材料、機具及為完成本項工作所需之一切費用。
4.2.3 本章工作項目名稱及計價單位例舉如下。
-
-
工作項目名稱
計價單位
桁型或H型鋼支保 (註明規格)
「公尺」或「公斤」
U型鋼支保
「公斤」
-
〈本章結束〉
02422-5 2012/10