新疆精河交通桥脚手架专项施工方案研究

中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州 450000

1 项目概况

精河二级枢纽电站厂房对外交通道路总长7.349km，按三级道路标准设计，路基宽7.5m，行车道宽6.5m，两侧路肩各宽0.5m。级配碎石路面，路肩与路面结构相同。路面采用20cm厚的级配碎石路面，基层采用20cm厚的水泥稳定碎石，其下采用碎石土或砂砾土回填。

交通桥位于道路桩号K1+031～k1+111段，横跨一小冲沟，沟宽约77m，沟深约10m。桥两侧分布第四系黄土，下伏石炭系下统阿恰勒河上亚组（Clab）凝灰质粉砂岩及华力西中期花岗岩岩脉；冲沟内分布第四系洪积（Q4pl）含砾中粗砂，厚度为2.3～4.8m，下伏石炭系下统阿恰勒河上亚组（Clab）凝灰质粉砂岩。冲沟内一般无流水，在雨季，冲沟内会形成规模较小的季节性水石流。钻孔揭露地下水高程为868.37～880.46m，地下水类型为第四系孔隙潜水。

交通桥工程施工内容主要包括梁桩基、承台、墩身、预应力混凝土空心板、防撞墙、铺装层、桥面排水工程等。

2 脚手架搭设工艺

2.1 墩身脚手架搭设

墩身施工脚手架采用Φ48mm×3.5mm扣件式钢管脚手架搭设，脚手架底板为河床高程，搭设高度为10m。采用双排外脚手架，脚手架立杆间排距为0.9m，根据实际情况部分排距为0.6m，横杆步距为1.2m。脚手架立杆下部采用厚度不小于5cm的木垫板，也可采用槽钢，脚手架搭设前，要将施工范围内的地面整平夯实。

剪刀撑的旋转扣件分别在离杆端不小于100mm处及中间位置进行加固。扣件的扭紧力矩应控制在40～65N·m。脚手架搭设立面图见图1。

图1 脚手架搭设立面图（单位：mm）

2.2 盘梯及施工平台搭设

墩身搭设上人坡道或施工盘梯1座，盘梯及施工平台搭设图见图2。采用“之”字形盘梯，盘梯或坡道搭设在脚手架长边一侧，采用钢管自下而上同时搭设，并随脚手架搭设同时进行。盘梯单幅宽度为0.75～0.9m，通道坡度为1∶3，每3m设1个转向平台，宽度不小于斜道宽度。坡道两侧设钢管护栏及木质踢脚板，栏杆高度为1.2m，并在0.6m处设置1道横杆，挡脚板高度不小于180mm。盘梯顶部与柱顶工作平台相通，柱顶工作平台是在脚手架顶部满铺马道板形成用于通行、放置施工器具和进行混凝土浇筑施工的施工作业场地。

图2 盘梯及施工平台搭设图（单位：cm）

3 脚手架搭设承载力计算

3.1 立杆的轴向力设计值

不组合风荷载时，立杆的轴向力设计值：

式中：∑NGK为自重及静荷载标准值产生的轴向力设计值；∑NQK为施工均布活荷载产生的轴向力设计值。

组合风荷载时，立杆的轴向力设计值：

（1）永久性荷载：立杆承受的结构自重为0.1384kN/m；立杆承受的混凝土重2.5×1×0.6×9.8=14.7kN/m。

（2）可变荷载：施工均布活荷载1kN/m2。

（3）风荷载：

式中：Wo为基本风压，取0.5kN/m2；Uz为风荷载高度变化系数，取1.38；Us为风荷载体型系数，取0.8。代入公式（3），计算得到风荷载Wk=0.7×1.38×0.8×0.5=0.3864kN/m2。

3.2 小横杆抗弯强度计算

小横杆的抗弯强度应满足下式要求：

式中：M为弯矩；W为荷载；f为钢材的抗压强度设计值。

小横杆的自重标准值为0.038kN/m，施工均布荷载（盖梁混凝土重）为0.6×1×2.5×9.8=14.7kN/m，活荷载（人员、材料、器具）为1×0.6=0.6kN/m，荷载计算值q=0.038+14.7=14.738kN/m。永久荷载对立杆产生的轴向力标准值MGK=14.738×0.6×0.6÷8=0.66321kN·m，可变荷载对立杆产生的轴向力标准值MQK=1×0.6×0.6÷8=0.045kN·m，小横杆的计算强度σ=（0.6632+0.045）×106÷5080=139.41N/mm2＜205.0N/mm2，满足要求。

3.3 立杆稳定性计算

不组合风荷载时应满足下式要求：

式中：N为立杆的轴向力；φ为轴心受压构件稳定系数；A为立杆的截面面积，A=（4.89×102）mm2；f为钢材的抗压强度设计值，取205N/mm2。

其中，N由下列组成计算：

式中：∑NGK为永久荷载对立杆产生的轴向力标准值总和；∑NQK为可变荷载对立杆产生的轴向力标准值总和。

φ应根据长细比系数λ确定：

式中：L为截面回转半径，取1.58cm；L0为立杆计算长度。

L0的计算公式如下：

式中：K为计算长度附加系数，取1.185；μ为考虑满堂脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，取1.4；h为立杆步距，取1.2m。

代入上述公式，计算得到L0=1.185×1.4×120=199.08cm，λ=199.08÷1.58=126，φ=0.417，∑NGK=立杆承受的结构自重+立杆承受的混凝土重=0.1384×10+14.7×0.6=10.204kN，∑NQK=1×0.6×0.6=0.36kN，N=1.2∑NGK+1.4∑NQK=1.2×10.204+1.4×0.36=12.7488kN=12748.8N，N÷Aφ=12748.8÷（4.89×100×0.417）=62.52N/mm2＜f=205N/mm2。

由此可见，立杆稳定性满足要求。

4 脚手架搭设流程

（1）测量队放线定位，施工人员布设垫板。（2）按照设计要求在基础上用钢卷尺量出内、外立杆的距离，并用颜色喷漆喷出立杆标记。（3）在进行基坑内双排脚手架搭设时，在先浇筑的底板、壁板等处预埋钢筋头，用连接杆一端焊接固定在双排脚手架两根立杆上，一端焊接在预埋的钢筋头上，使两者成为一个整体。（4）双排脚手架规格为纵距1.2m、横距1m、步距1.8m。为保证施工的安全性，可根据实际情况，在1.2m纵距范围内增加1～2根横杆，但不增加立杆。

5 脚手架验收

先组织管理机构自检验收，再组织业主、监理按照相关规范要求进行验收，验收合格后方能使用。

（1）脚手架验收检查要求：①钢管、扣件出厂有合格证；②钢管有严重腐蚀、弯曲、裂纹不得使用；③扣件有脆裂、气孔、变形滑丝不得使用；④十字扣件扣紧，进行力矩扳手检测；⑤脚手架立杆下必须设置垫板；⑥验收人员持证上岗；⑦严格按照施工方案进行搭设。

（2）验收人员：项目总工、安全总监、技术质量部部长、测量队队长、安全环保部部长、物资设备部部长、监理工程部及安全部。

（3）验收程序：①验收钢管、扣件的质量；②验收绿色防护网及白色兜底网的质量；③验收底部基础的平整性、承载力和排水系统；④验收脚手架底部是否设置方木；⑤验收脚手架间的排距；⑥验收踢脚板；⑦验收马道板；⑧验收绿色防护网及白色兜底网的搭设；⑨验收扣件力矩。

验收检查项目见表1。

表1 脚手架验收表

6 脚手架拆除

拆除程序遵守自上而下、先搭后拆的原则，拆除顺序为安全网→拦杆→脚手板→剪刀撑→横向水平杆→纵向水平杆→立杆。不准分立面拆架或在上下两步同时进行拆架，做到一步一清、一杆一清。拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣。拆除纵向水平杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆中间扣件，然后托住中间，再解端头扣。所有连墙杆等必须随脚手架拆除同步下降，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架。分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。为保证拆除过程中架体的稳定性不被破坏，连墙杆被拆除前，加设临时支撑防止变形、失稳。当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度（约6m）时，先在适当位置搭临时抛撑加固后再拆连墙件。拆除脚手架时，地面应设围栏和警戒标志。

7 脚手架危险源辨识及控制措施

脚手架危险源辨识及控制措施见表2。

表2 脚手架危险源辨识及控制措施

8 结束语

精河二级枢纽电站厂房对外交通道路工程交通桥施工，经过前期脚手架的合理设计，以及科学合理的组织安排，高质量、高标准地完成了交通桥的施工。掌握脚手架的施工技术，做好事前控制和过程检查，从搭设到拆除全过程控制防止安全事故发生，对于顺利完成道路工程交通桥施工意义重大。