现浇桥梁支架施工安全控制要点分析

向 梅

(中铁十二局集团第一工程有限公司，陕西西安 710038)

近年来，大规模铁路、公路及市政建设中，由于材料使用、现场操作、施工安全管理等方面的原因，现浇桥梁满堂支架垮塌事故时有发生，造成重大人员伤亡和财产损失。

1 现浇梁支撑架事故原因分析

支架垮塌的原因归纳起来有三个方面，一是材料原因，钢管材质不合格或钢管锈蚀导致钢管受力能力削弱。二是搭设工艺和方法不合理，导致局部受力过大。三是现场管理不到位，施工组织方案及安全管理要求未有效落实到位。

1．1 材料原因

材料质量等原因对现浇梁支架有较大影响，满堂支撑架多米诺效应明显，某点出现问题，常常影响支架整体稳定。

1)钢管壁厚不够。JGJ 130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范规定“对新钢管允许偏差值的说明:《低压流体输送用焊接钢管》GB/T 3091、《直缝电焊钢管》GB/T 13793规定:φ48．3×3．6 mm的钢管，管体外径允许偏差 ±0．5 mm，壁厚允许偏差 ±10%(壁厚)，即 ±3．6 ×10%= ±0．36 mm，所以，外径允许范围为47．8mm ～48．8 mm，壁厚允许范围为3．24mm ～3．96 mm”。目前通用的 φ48×3．5(3．24～3．5)mm 钢管在允许偏差内(JGJ 130-2001规定钢管及壁厚允许偏差为-0．5 mm，即壁厚不小于3．0 mm，新规范标准提高)。目前市场上流通的φ48×3．5钢管，大多按负公差加工，钢管实测壁厚不符合规范要求，甚至小于3．0 mm，部分钢管经过多年使用，风吹雨淋锈蚀严重，局部壁厚变薄情况较多，规范规定使用旧钢管(已使用过的或长期放置已锈蚀的钢管)时主要应检查有无严重鳞皮锈。检查锈蚀深度时，应先除去锈皮再量深度，钢管内外锈蚀的厚度不能大于壁厚负偏差的一半。如按搭设步距1．8 m计算，钢管发生锈蚀后φ48×3．5变成了φ48×3．0的钢管，其承受荷载能力降低约12%;钢管因锈蚀 φ48×3．5变成 φ48×2．5，荷载支撑能力降低 25%左右;如果钢管生锈严重，锈蚀深度1 mm，钢管 φ48×3．5 变成 φ47×2．5，则荷载支撑能力会下降大约34%。可见钢管因为材料不合格或锈蚀减小壁厚对钢管受力产生影响较大。

2)钢管垂直度降低。经过反复使用，部分钢管可能产生弯曲和变形，垂直度变差，在模板支撑系统设计时不考虑钢管弯曲和变形对支撑能力的影响，所以利用旧钢管及钢管转运使用过程中磕碰弯曲造成钢管实际支撑能力有较大下降。

3)扣件合格率偏低。JGJ 130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范及GB 15831-95钢管脚手架扣件规范规定“对接扣件抗滑承载力为3．2 kN，直角与旋转扣件抗滑承载力为8 kN，扣件螺栓拧紧扭力矩值不应小于40 N·m且不应大于65 N·m”。目前我国各生产厂的扣件螺栓所采用的材质差异较大，检查表明，当螺栓扭力矩达到70 N·m时，大部分螺栓已滑丝不能使用。螺栓、垫圈为扣件的紧固件，规范要求在螺栓拧紧力矩达到65 N·m时，扣件本体、螺栓、垫圈均不得发生破坏，但现场部分扣件螺栓拧紧扭力矩很难达到规范规定要求，部分有裂缝、变形或螺栓出现滑丝的扣件仍在使用。

1．2 现场搭设工艺不合理

1)立杆接长不到位。满堂支撑架搭设高度较高时，大多需要将立杆的钢管接长使用，但在计算立杆受力时，没有考虑立杆连接接点的存在，模板支撑系统立杆通常按立杆中心受压杆件进行设计。规范JGJ 130-2011规定“当纵向或横向水平杆的轴线对立杆轴线的偏心距不大于55 mm时，立杆稳定性计算可不考虑此偏心距的影响”。此钢管立杆连接部位是支架体系立杆的薄弱环节，如果立杆连接不好将发生偏心受力，受力后连接点变形最明显，很容易发生失稳，进而造成支撑体系的连锁反应，导致整个支撑系统破坏。实际施工中，用扣件连接的钢管模板支架，纵横向水平杆的轴线及立杆轴线常常存在偏心，立杆受力时，会产生附加弯矩。

2)地基基础处理不到位。模板支架的基础需要进行加固处理，达到地基承载力要求，一般采取夯实、浇筑混凝土垫层等措施进行加固处理，如果地基承载力不足，混凝土浇筑过程中在薄弱部位将产生沉降，进而导致整体失稳。

3)纵、横向扫地杆缺失。设置纵、横向扫地杆可以增强支架底部稳定性并且缩短立杆受力长度，保证支架整体稳定。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距地面不大于20 cm处的立杆上。横向扫地杆要用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

支架立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨并与立杆固定连接，高低差不应大于1 m。靠边坡上方的立杆轴线到坡边缘的距离不应小于50 cm，如图1所示。

图1 纵、横向扫地杆构造图

实际在模板满堂支撑架搭设过程中，纵、横向扫地杆未按规范设置，缺少纵横向扫地杆将使立杆的计算长度增加，极易造成安全隐患。

4)主节点处纵、横向水平杆缺失。纵横向水平杆是满堂支撑架必不可少的构件，规范规定主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。

实际施作过程中往往忽视顶部水平杆设置，常常不设顶部水平杆或顶部水平杆设置不到位，部分支架在中间只设一个方向水平杆。纵横向水平杆设置不到位会导致立杆的计算长度大大增加，承载力会极大下降。

5)梁底支撑方式不合理。部分满堂支架搭设立杆设置不合理，个别梁底立杆间距存在过大情况，增强设计时，现场简单在梁底增加一根立杆支撑，错误的认为梁底立杆承受的荷载为全部荷载的1/3，实际检算中，满堂支撑架现浇梁混凝土施工中，梁底部分立杆受力占总荷载的60%以上，受力后易在此部位发生破坏。

6)剪刀撑设置不合理。JGJ 162-2008建筑施工模板安全技术规范规定:“满堂模板和共享空间模板支架立柱，在外侧周圈应设由下至上的竖向连续式剪刀撑;中间在纵横向应每隔10 m左右设由下至上的竖向连续式的剪刀撑，其宽度宜为4 m～6 m，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，夹角宜为45°～60°。当建筑层高在8 m～20 m时，除应满足上述规定外，还应在纵横向相邻的两竖向连续式剪刀撑之间增加之字斜撑，在有水平剪刀撑的部位，应在每个剪刀撑中间处增加一道水平剪刀撑。当建筑层高超过20 m时，在满足以上规定的基础上，应将所有之字斜撑全部改为连续式剪刀撑。”满堂支撑架整体稳定试验证明，增加竖向、水平剪刀撑，可增加架体刚度，提高脚手架承载力。在竖向剪刀撑顶部交点平面设置一道水平连续剪刀撑，可使架体结构稳固。

剪刀撑布置见图2。

设置剪刀撑比不设置临界荷载提高26% ～64%(不同工况)，剪刀撑不同设置，临界荷载发生变化，所以根据剪刀撑的不同设置满足不同的承载力要求。施工现场满堂支撑架，经常不设剪刀撑或只是支架外围设置竖向剪刀撑，这种结构不合理，所以要求满堂支撑架在纵、横向间隔一定距离设置竖向剪刀撑，在竖向剪刀撑顶部交点平面、扫地杆的设置层设置水平剪刀撑，保证支架结构稳定。

图2 剪刀撑布置图

1．3 施工安全管理

1)施工方案不合理。满堂支撑架现浇梁混凝土施工未编制专项施工组织方案，技术要求较复杂的方案没有经过专家论证。编制的技术方案及安全质量控制措施缺乏指导性，缺少详细的平面图、立面图、细部构造图，不能有效指导现场施工。

2)安全技术交底不到位。未按规定对施工作业人员进行安全技术交底，或安全技术交底内容不到位，交底中缺少搭设参数、构造措施和安全注意事项。

3)安全培训不到位。施工作业人员安全教育培训不到位，素质较低，架子工等特殊工种未按规定培训考试合格取得特种作业人员资格证。

4)检验检测不到位。钢管、扣件的抽样检测缺少代表性，检测的批次和数量不足，JGJ 130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范规定:扣件进入施工现场应检查产品合格证，并应进行抽样复试，技术性能应符合现行国家标准GB 15831-2006钢管脚手架扣件的规定。要求扣件使用前应逐个仔细检查，对破损、变形、滑丝的不得使用。但在实际施工中，作业队对扣件螺栓拧紧扭力矩检查较少，抽检数量不足，不能反映扣件总体质量情况。施工过程中未对模板支架进行总体检查验收，未对支架的整体稳定性进行确认。

2 预防及加强措施

为了保证桥梁支架和移动模架的安全使用，必须重点做好以下技术管理工作:

1)方案科学合理。按规定编制专项施工方案，方案科学合理，必要时经专家论证，专项施工方案要对支撑系统整体稳定及支架地基承载力要求进行计算，明确材料种类、规格及连接措施，支撑系统具备足够的强度、刚度和稳定性满足要求，同时充分考虑现场气候、地形条件等各种影响因素。专项施工方案还应包括接头方法、纵横向剪刀撑设置、水平横杆布置方式以及支架安装、拆卸的安全措施。

2)严格落实安全管理制度。严格按照确定的技术方案组织施工，落实安全技术交底制度，操作人员按要求持证上岗。细化施工组织及作业方案，编制作业指导书及技术交底，严格控制立杆间距、水平杆步距，设置扫地杆和剪刀撑，不准随意更改。在使用过程中，不得随意拆除杆件。

3)加强检查验收。a．坚持使用合格材料，对进场材料严格检查，凡是变形的钢管应调直，符合要求方能使用，过度变形和严重损坏的钢管不得使用，扣件要达到锁扣能力。b．严格检查支架地基承载力，地基基础土体按要求采取压实、换填或浇筑混凝土垫层等措施，采取措施后地基承载力是否满足要求。c．混凝土浇筑前，相关单位必须对支架进行验收，对扣件螺栓拧紧扭力矩进行抽查，保证支架按要求搭设。d．浇筑过程中应派专人对模板及支架观测，发现异常必须停止作业，经检查和加固后方可重新使用，浇筑时应均匀对称浇捣，控制浇筑速度，防止混凝土超高堆置和偏载造成支架失稳。

4)强化搭设工艺。a．尽量采用对接扣件接长立杆，减少立杆钢管接长不正产生偏心荷载，一般除顶部可采用搭接外，其他位置必须采用对接接长，提高支架的承载能力。相关试验数据表明，对接扣件的承载能力比搭接的承载能力能大2倍左右。b．剪刀撑设计及施作到位，通常情况下立杆与水平横杆连接扣件的节点构造属于铰接，结构是不稳定的，适当增加剪刀撑布置数量，提高支模架和脚手架的抗变形能力。

3 结语

支架现浇梁在桥梁施工中广泛应用，支架现浇要充分考虑地形地势影响，满堂支撑架高度建议不超过30 m。

［1］JGJ 130-2011，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范［S］．

［2］GB 50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范［S］．

［3］段 锋．市政工程现浇箱梁支架验算及施工技术［J］．山西建筑，2012，38(14):183-184．

［4］JGJ 162-2008，建筑施工模板安全技术规范［S］．