公路工程桥梁高空作业平台设计浅析

王宪强

中交一公局第二工程有限公司(龙湾项目)

公路工程桥梁高空作业平台设计浅析

王宪强

中交一公局第二工程有限公司(龙湾项目)

在一般性公路工程桥梁工程中往往需要设计高空作业平台，用来作为高空作业的承重、安全保障设施。在常规施工中，根据不同情况可以选择不同形式的高空作业平台，但高空作业危险系数非常高，合适的选择可以节约资本，提高施工进度，保证施工人员安全。

公路工程；桥梁工程；高空作业平台；经济性；安全性

1.前言

高空作业一直是危险系数极高的作业方式，在施工技术不断改革的今天，高空作业平台的施工方法也趋于多样性。高空作业平台的结构大致可分为基础(预埋构件)部分，承重部分及构造部分。不同的高空作业平台，其各个构造差别很大。

基础(预埋构建)主要是高空作业平台的着力点，因此在设计基础部分时，需考虑基础部分的承载能力，及承载构造。最简单的有地面硬化处理、高墩墩身摩擦受力等方法。

2.脚手架搭设施工平台

在公路工程施工中，主要利用利用碗扣钢管或单纯钢管拼接搭建，可以根据需要改变施工平台的大小及承载能力，无需其他辅助措施，适用于作业高度25m以下环境，过高的作业高度往往带来搭接变慢，抗倾覆能力变弱，沉降严重等问题。

根据所承受施工荷载不同，碗扣支架可以灵活的调整支架间距，以提高支架整体承载能力，单纯性的钢管支架，间距可变动范围较大，一般为1.5m～0.5m。碗扣支架支架间距主要分为60cm及80cm，根据荷载分布不同，亦可分布不同的支架间距组合，分为单排、双排、满堂红等。（见表1）

图1 碗扣支架简图

作用在脚手架上的荷载，一般有施工荷载(操作人员和材料及设备等重力)和脚手架自重力。各种荷载的作用部位和分布可按实际情况采用。脚手架用小横杆附在结构物上(单排)或用拉撑件与建筑物拉结。荷载的传递程序是：脚手板→小横杆→大横杆→立杆→底座→地基。

扣件是构成架子的连接件和传力件，它通过与立杆之间形成的摩擦阻力将横杆的荷载传给立杆。碗扣支架一般自成体系，通过与结构物的横向连接增加稳定性。试验资料表明，由摩擦阻力产生的抗滑能力约10KN，考虑施工中的一些不利因素，可采用安全系数K=2，取5KN。表为扣件性能试验规定的合格标准。

具体碗扣支架内力计算可参考《建筑施工计算手册》。

3.抱箍法搭建施工平台

抱箍法搭建高空工作平台在公路工程中主要适用于圆柱墩，且作业面较小的盖梁及系梁施工(图1)。该工法有构造简单，利用原有结构体承重，并可承受较大的施工荷载，拆卸简单，重复利用率极高等特点。缺点是无法提供大跨径施工作业平台，且仅仅适用于原型结构物造型为圆柱墩的情况，适用范围较窄。

抱箍法的结构主要为圆形钢板制作成的抱箍圈，钢板加劲肋作抱箍牛腿，工字钢作主承重梁，小型工字钢作分布梁，钢筋做安全栏杆。根据荷载的不同，结构形式及钢板、工字钢型号可做改变，但必须进行结构受力验算。

抱箍法施工平台承受荷载主要分为永久性荷载、风载及施工产生荷载。永久性荷载包括承载结构物自重、平台自重；施工生产荷载包括浇注砼产生的水平力及震动。新浇筑混凝土自重标准值，对普通混凝土可采用24kN/m3。钢筋自重标准值应根据工程设计图确定。对一般梁体结构每立方米钢筋混凝土的钢筋自重标准值梁可取1.5 KN。施工人员及设备荷载标准值，均布活荷载可取2.5KN/m2，再用集中荷载2.5 KN 进行验算，比较两者所得的弯矩值取其大值；当计算直接支承小梁的主梁时，均布活荷载标准值可取1.5 KN/m2；当计算支架立柱及其它支承结构构件时，均布活荷载标准值可取1.0 KN/m2。

风荷载利用下面公式计算：

表1 碗扣式支架主要构造参数(单位m)

规范》GB50009规定采用；

在实际施工过程中，每次施工前应严格检查抱箍焊接质量，使用过程中也需定期检查有无脱焊、开裂、锈蚀严重、变形等影响施工安全的问题存在。

4.墩身预埋法搭建施工平台

在公路工程施工应用中，墩身预埋法是在墩身浇注施工中，预埋构件，在墩身模板拆除后，形成预留孔洞，用符合要求的钢管从预留孔穿过墩身，以留在墩身外部部分受力，形成支撑的一种施工方式。预埋法简单可靠，操作性强，构造简单，应用广泛。

预埋法在施工中需要注意在施加横向荷载时需时刻注意工作平台的水平位移，如发现较大的水平震动或位移，需立刻采取措施，保证施工安全。

5.墩身预埋牛腿托架法搭建施工平台

墩身预埋构件，并预留孔洞，砼强度达到一定强度后，采用工字钢焊接、栓接等方式，形成牛腿样式支撑结构，相邻两个墩身的支撑结构采用贝雷片或其他承力梁相连接，形成高空作业平台承力结构。牛腿法主要用于地质情况复杂，且需跨径较大的施工作业平台时，或施工平台作业高度较高，其他方法不适宜的情况。牛腿法施工使作业平台下部悬空，可以大大节省参与平台搭设的结构数量。

6.临时支墩法搭建施工平台

临时支墩法，是在实际施工中，设立临时型的支撑结构，主要以钢管墩为主，临时支墩做主承力结构，上面分布贝雷片或其他结构，形成施工平台。临时支墩法简单高效，应用广泛，并可应用于跨海跨河等特殊情况的施工作业平台。受力可按照简支梁受力进行分析。

7.机械施工平台

一般为特种车辆，可以在一定程度上将施工人员及设备缓慢进行抬升，操作简单，无需其他辅助设施，移动便捷，可以在施工完成后迅速转入下一个施工点。缺点是造价高昂，不可能长时间停留在一个施工作业点，且仅仅可以作为人员操作平台，无法为结构物提供必要的支撑平台，在公路工程施工中应用较少，在桥梁检修施工中应用较为广泛，故在此不详细讨论。

8.结束语

通过以上分析比较，可以发现对于不同的作业环境，不同的高空作业需求已经不同的地址基础条件，可以选择合适的高空作业施工平台。高空作业危险系数高，施工作业难度大，过程控制尤为重要，不论哪一种高空作业平台的搭设及使用过程中，需积极采取必要的施工安全措施，为顺利施工提供有力保障。

[1] 中国建筑工业出版社，建筑施工计算手册，2001.

王宪强，男，1989年4月生，本科，助理工程师，项目工程部长。