1、嚎乳傲、,气熟赶俄入协、年第卷第期桥梁工程满堂脚手架的施工组织设计孙策王跃深圳高速公路股份有限公司摘要满堂脚手架在桥梁施工中已被广泛地使用,但由于满堂脚手架设计与施工的不规范,国内已发生多起桥梁支架坍塌安全事故。结合深训 市盐坝高速公路桥梁工程满堂脚手架设计及施工经脸,对桥梁工程满堂脚手架的施工组织设计进行较系统的分析和阐迷。关健词桥梁满堂脚手架施工设计工程概况深圳市盐田至坝岗高速公路位于深圳市东部沿海地区,全长约。是深圳市东部路网的重要组成部分,是深圳市的重点建设项目。盐田至 坝岗高速公路段的葵涌西互 通式 立交桥 为钢筋硅连续箱梁按满堂支架现浇一次落架设计,为确保结构竣工后 尺寸准确及结构2、安全,要严格控制支架 的沉降,在 浇筑箱梁硅 之前必 须按施工规范要求对支架进行预压。箱梁横断面,左右幅第二联为单箱双室,桥 面宽,左 幅第一联 由单箱单室和单箱双室组成,桥面宽从“台至“墩由变 为,右幅第一联为单箱 五 室,桥 面宽从台至墩 由变为,梁高,顶板和底板的横向坡度均为写。一匝道和一匝道箱梁横断面为单箱单室,桥面宽为,中线处梁高为,桥 面横坡由腹板高度来调整,底板横向坡度为。该桥跨越葵 涌至南澳现有公路和葵 涌镇 的金业路一级公路,同时还跨越两个软泥塘和一条污水沟。调查结果表 明该软泥塘是因当地 开采大理石而形成的,在现浇箱梁施工地基处理时软基的处理尤为重要。满堂脚手架的支架选型扣3、件式钢管脚手架扣件式脚手架主要 由钢管和扣件组成。其特点是装拆方便,搭设灵活,能适应建筑 物平 立 面 的变化。缺点脚手架节点强度受扣件的抗滑力 的制约。试验表明,直角扣件由摩 阻力 而产生 的抗滑能力仅为左右,因此脚手架的整体稳定性不足立杆节点偏心距大。中钢管节点处 的偏心距为,降低了立杆的稳定性 与轴向抗压能力。钢管按轴心受压强度条件计算的承载力为,而 在偏心施工荷载作用下,立杆的安全荷载仅为,限制了扣件式钢管脚手架的承载能力扣件螺栓全部由人工操作,其承载力和整体稳 定性受安装质量的影 响很 大,而这种影 响随脚手架 安装高度 的增高而增大,因此部分城市已对扣件式钢管脚 手架 的使用做出了4、强制规定,扣件式钢管脚手架用做桥梁满堂脚手架 时,其最大搭设高度不能大于。深圳市盐坝高速公路段项目技术规范 中,明确规定禁止采用扣件式钢管脚手架作结构物的承重支架。门式脚手 架式 钢管脚手架是 一种多功能脚手架,其特点是几何尺寸标准 化,己形成系列产 品 结构合理、承载力高施工装拆方便,效 率 高,安 全可靠,省工省时。缺点构件尺寸无任何灵活性,构架尺寸 的任何改变都要换用另一种型号的门架及其配件门式脚手架的整体稳定性和刚度主要靠斜杆及剪刀撑,因此限制了其搭设高度,一般情况下 门式钢管脚手架搭设的最大高度为个 门架高度,即左右。碗扣式脚手架多功能。能根据具体施工要求,组成不 同组架尺寸、形状和5、承载能力的脚手架。高功效。拼装快速省力,用一把铁锤即可完成全部作业,完全避免螺栓作业。承载力大。立杆连接为同轴心承插,横杆 同立杆靠碗扣接头连接,各杆件轴心线交于一点,接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能。因此,结构稳 固可靠,承载力大。1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/奄巨先,气匆赶失入协、年第卷第期缺点横杆为几何尺寸的定型杆,使构架尺寸受到 限制。价格较贵。满堂脚手架的设计脚手架的设计 内容脚手架的设计包括 根据经验和杆件的标准规格假定脚手架的架方法6、脚手架的强度和稳定验算剪刀撑的布置及构造 脚手架通道处构造 脚手架的基础承载力计算 脚手架检查验收内容及质量标准。脚手架的强度和稳定验算满堂脚手架属 多次超静定结构,但采用荷载平均分布法比用超静定结构计算方法计算杆件的作用力相对较安全,因此用荷载平 均分布法来计算各单肢立杆的轴向力。纵横向水平杆 主要起对立 杆 的约束作用,作用于水平杆 的力较小,且水平杆 一般不会导致整个脚手架的破坏,因此在进行杆件强度验算时,可只进行单肢立杆的强度验算。单肢立杆 的稳定验算方法对于满堂脚手架,因立杆在个方 向都装有横杆,而横杆又处 于框架平 面 内,没有偏心,因此在横杆层,立杆在水平方向受横杆限位约束。当整7、架高宽比最窄边 小于时,可以认 为,整架承载力决定于立杆 的局部稳定,即水平横杆布距,因此可将复杂的脚手架结构稳定计算问题简化为只计算脚手架在平面内的稳定问题,即将整个结构稳定性验算 简化为单肢立杆的稳定性验算。对纵坡和横坡较 大的桥梁,在进行脚手架稳定性验算时,应考虑混凝土在初凝前因纵坡和横坡产生的水平荷载对支 架稳定性 的影 响,并采取加强措施。剪刀撑的设计剪刀撑根据构造设计,纵向和横向布置,一般情况下在纵、横向每间隔一排立杆设 一道剪刀撑。剪刀撑 的作用 在 于确保脚手架结构的几何不变性,形成稳定的构架以防止 杆 件 间的位移变形 这种变形严重影喻脚手架的承载能力加强脚手架整体、或局部、8、或某一方向的刚度 加强脚手架抵抗水平荷载的能力。在水平力作用下,剪刀撑 的两根交叉斜杆一为受拉,一为受压,其应力 一般较小,因此一般不需进行强度及稳定验算。脚手架通道处构造设计因通道处脚手架断开布置,形成一个空洞,削弱了脚手架的整体稳定性。特别 当通道轴线和桥梁纵向斜交时,锐角处的脚手架受力条件最差,在受横坡引起的水平推力作用下,脚手架极易失稳,因此通道处特别在斜交情况下 的脚手架必须加宽加密设置如在桥梁投影线外再加福支架,剪刀撑也应加密布设,确保通道处 的脚手架能成为独立的稳定体系。满堂脚手架的检查验收内容及质,标准质量控制进场的杆件、扣件、底撑、顶托等材质是否满足要求杆件的数量、形式及位置9、是否符合设计要求顶托是否与方木顶紧,底撑是否与硷垫层密贴顶紧立杆是否垂直,立杆上下端的 自由长度是否合适,扣件扣 紧程度是否均匀相邻两立杆接头是否错开布置在不 同的步距内,剪刀撑、横杆是否采取搭接连接剪刀撑是否紧扣于立杆、横杆上,交叉剪刀撑是否位于立杆的两侧。满堂脚手架检查验收内容及质量标准为有效地控制脚手架 的施工质量,在满堂脚手架施工组织设计中应包括脚手架各杆件检查验收内容及质量检验标准。满堂脚手架的施工经技术经济比较,该桥支架形式采用碗扣式脚手架。根据脚手架搭设高度和施工荷载,假定脚手架的组架方法为义纵向横向高度,腹 板和横隔梁 下支架 加密布置,腹板下,横隔梁下。脚手架的横断面布置如图10、所示。召召召两两研币弓弓召召两两田田玉 月月召召饭 玩玩币夕代代洲洲洲 权权权州州洲洲阴阴阴阴川川习口口日日日介介入入入翎翎翎翎洲洲玉玉洲洲珊珊、目目日日、相相相相阶阶飞飞目目相相相相卜卜门门 洲洲、月月月了了了川川 日日日门川川玉玉】二二口口 二】厂】日日目 以口口 厂 占 口口二二【二 口口图脚手架横断面布置图横向分配梁。方木纵梁。方木腹板下架管。硅势块基础首先清理处理范围内的软泥,并找平其次在处一一 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/嚎亘六、早气墉俄11、 入协、年第卷第期理 范 围 内铺一层砂砾 石土,大 面积用压路机压实,小面积用 打夯机夯实。并测试土压力使其达到基地 承载力要求 其三、先封闭后摆放硅块,满铺 一层 厚的硷面或。厚的水稳 层,要求设成的坡 度,以便排水其四、按划线铺好预制的棱台形硅垫块。底面尺寸。义。,顶面尺寸只。,厚度 为。其五、桥 台护坡要搭拼膺架或作成台阶基础大拼碗扣支架以消除高差其六、硅铺面在每跨内其宽度要 大 于结构物投影尺寸,每侧各。并在每跨范 围内设置好横向排水坡 或排水 沟,其流水 汇人纵向排水边沟 中排走,边 沟与垫层 间用砂浆 防护,以防雨水冲刷砂砾垫层 见 图,边 沟应有 足够的排水 断面其七、硅面 一12、 经 处理 完毕,不得有车辆通 行,等强后 即可搭拼支架其八、因本桥每跨纵横 向高差较大,根据碗扣支架搭设要求,在地基处理时可分段设成 台阶状。硷垫块横向排水沟、头卜尘兰日女丫一一万了间预制块立体图图示意图在现浇梁施工 时,为确保工程质量,对软泥塘采取用 片石换填、压实处理。软泥塘 的换填处理为 先将软泥挖至地面以下,并且拉运走,然后用大片石回填,且 用挖掘 机 压 实,再用 小 片石回填,用压路机分层压实,最后用砂砾碎石回填至控制标高,顶面铺一层 水稳 层,因软泥 塘 面 积大而深,为防止 片石受力后被挤压滑移形成地基下沉,在 片石换填 时要在外侧设成的坡度。碗扣支架的布置为 底板下采用横纵13、只高,翼缘板下采用横纵高又,墩顶横隔梁下采用横又纵高。只。的格构式。碗扣支架搭设前,先按技术放线 布置好硅预制块,然后搭拼碗扣支架。第一层拼好之后,必须由工程技术人员抄平检查平整度,如高差太大,必须用底托调平。拼立杆时必须用 吊线锤检查其垂直度,防止立杆偏心受力。接头部位必须连接牢 固。支架搭拼时应挂线以控制调平和线型。顶托和底托外露部分不超过,自由端超过。长的杆件要增加水平杆锁定硅预制块与地面铺装层之间要密贴,达到面受力,严禁形成点受力。顶托螺扣伸出长度不大于,纵 向方木 接头不 能有空隙,且不 能悬空,若有空隙用扒钉十字交叉连接,方木 间用木楔塞紧,且用钉子钉牢。横向钢管间若有空隙,用粗钢14、筋焊接或用直扣件将两钢管连成一体。碗扣支架搭拼完之后,用 扣件式钢管在立杆上沿纵横向每隔排设置一道剪刀撑,剪刀撑设置时从顶到底要连续,搭接头保证不小于,接头卡不少 于个,与水平横杆的夹角为“一俨,两剪刀撑不允许自相交,要求布置在立杆两侧。每拼好一孔,及时安排支架预压,预压需逐孔进行,以消 除支架的非 弹性 变形,并监测弹性变形 情况,掌握资料,进行数据分析。同一类型的结构最多预压三跨,其余根据预压测设的资料设置相应 的预拱度,即可进行下道工序的施工,加快施工进度。混凝土浇筑顺序应该从如何加大脚手架整体稳定性和均布受力方面考虑,减少 由于混凝土分布 的不均衡引起的倾覆或下滑力距。混凝土浇筑方 向一般从高处 向底处方向浇筑,对脚手架整体稳定有利。另为减少杆件的作用力,对钢筋混凝土箱梁可采取分层浇筑的施工方案。收稿日期一一孙策男,年生,工程 师 深圳,深圳高速公路股份有限公司一一 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/