【脚手架】满堂脚手架的施工组织技术指导

【脚手架】满堂脚手架的施工组织技术指导,满堂脚手架,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。为有效地杜绝重大安全事故的发生，对工程临时设施的构造方案必须进行严格细致和科学地分析和设计，并编制可行性施工技术要求和措施。下面结合深圳市盐坝高速公路桥梁工程满堂脚手架设计及施工经验，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述。,2 满堂脚手架的支架选型3.1 扣件式钢管脚手架 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。,满堂脚手架,缺点：a. 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10KN左右，因此脚手架的整体稳定性不足；b. 立杆节点偏心距大。48mm钢管节点处的偏心距为53mm，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72KN，而在偏心施工荷载作用下，立杆的安全荷载仅为5KN，限制了扣件式钢管脚手架的承载能力；,c. 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10米。本项目技术规范中，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。,3.2 门式脚手架,门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，已形成系列产品；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4个门架高度，即8米左右。,3.3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。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,4.1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设方法；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。,4.2 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4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。当整架高宽比（最窄边）小于3：1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，,单肢立杆的稳定验算方法,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。,4.3 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34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（这种变形严重影响脚手架的承载能力）；,剪刀撑的设计,加强脚手架整体、或局部、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。,4.4 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5榀支架），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。,4.6 满堂脚手架的检查验收内容及质量标准,4.6.1 质量控制a. 进场的杆件、扣件、底撑、顶托等材质是否满足要求；b. 杆件的数量、形式及位置是否符合设计要求；c. 顶托是否与方木顶紧，底撑是否与砼垫层密贴顶紧；d. 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；e. 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；f. 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。,地基承载力计算,根据单杆受力大小，计算地基设计承载力施工前需对进行地基承载力检测。如不能满足设计要求，需对地基进行处理。,4.6.1 质量控制,d. 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；e. 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；f. 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。,4.6.2 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。,7 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9090120（纵向横向高度），腹板和横隔梁下支架加密布置，腹板下9060120，横隔梁下6060120。脚手架的横断面布置如下图所示。,脚手架横断面布置图,脚手架横断面布置图,满堂脚手架施工方法,7.2.1 基础处理7.2.1.1 一般地段首先清理处理范围内的软泥，并找平；其次在处理范围内铺一层50cm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、先封闭后摆放砼块，满铺一层厚6cm的砼面或10cm厚的水稳层，要求设成的坡度，以便排水；,基础处理,其四、按划线铺好预制的棱台形砼垫块。底面尺寸30cm30cm，顶面尺寸15cm15cm，厚度为15cm；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、砼铺面在每跨内其宽度要大于结构物投影尺寸，每侧各1.0米。,基础处理,并在每跨范围内设置好横向排水坡（或排水沟），其流水汇入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，边沟应有足够的排水断面；其七、砼面一经处理完毕，不得有车辆通行，等强7天后即可搭拼支架；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。,特殊地段的地基处理,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5米，并且拉运走，然后用大片石回填2米，且用挖掘机压实，再用小片石回填3米，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1：1.5的坡度。,支架搭拼,碗扣支架的布置为：底板下采用横纵高=6090120cm，翼缘板下采用横纵高=9090120cm，墩顶横隔梁下采用横纵高=6060120cm的格构式。碗扣支架搭设前，先按技术放线布置好砼预制块，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30厘米，自由端超过30厘米长的杆件要增加水平杆锁定；,进度季度目标,砼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35厘米，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4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60厘米，接头卡不少于两个，与水平横杆的夹角为4560，两剪刀撑不允许自相交，要求布置在立杆两侧