公路支架施工技術研究范文

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1概述

近些年來屢屢聽聞滿堂支架垮塌事故的發生,造成了嚴重的人員傷亡及巨大的經濟損失。本人多年從事高速公路施工及管理,認為高速公路滿堂支架施工具有以下特點:1)高速公路現澆梁具有離地高、幅面寬、梁體重,相應的滿堂支架即具有高度較高、幅面寬、荷載重的特點;2)滿堂支架所需桿件數量繁多、搭設時間較緊,對支架設計及搭設質量的要求較高;3)滿堂支架要求地基穩定、均衡;4)滿堂支架施工對支架的整體穩定性要求較高。從以上特點來看,高速公路橋梁的滿堂支架相對于一般支架更重要,一旦發生事故造成的損失將更嚴重。根據本人多年從事高速公路施工及管理的經驗,針對高速公路橋梁滿堂支架的上述特點,對支架施工的各個環節進行了詳細的分析和總結,現扼要說明如下。

常用的滿堂支架材料主要包括碗扣式腳手架及扣件式腳手架兩種,通過其主要性能對比建議滿堂支架采用碗扣式腳手架。

2滿堂支架的設計

2.1荷載的選擇

滿堂支架設計的關鍵在于荷載的選擇及組合,應充分考慮各種施工荷載,不可遺漏。

滿堂支架的荷載主要包括以下幾個方面。

2.1.1永久荷載

1)作用在模板支架上的結構荷載,包括:新澆筑混凝土、鋼筋、模板、支承梁(楞)等自重。普通鋼筋混凝土可采用25kN/m3,預應力鋼筋混凝土可采用26kN/m3。需要特別說明的是由于現澆梁的尺寸各不相同,荷載應選擇梁體自重最大的部位進行驗算。2)組成模板支架結構的桿系自重,包括:立桿、縱向及橫向水平桿、水平及垂直斜撐等自重。3)配件自重,根據工程情況,包括:腳手板、欄桿、擋腳板、安全網等防護設施及附加構件的自重。

2.1.2可變荷載

1)施工人員及施工設備荷載,按經驗可采用2.5kN/m2。2)振搗混凝土時產生的荷載,按經驗可取2kN/m2。3)風荷載,可查全國基本風壓圖選用。

2.2承載力計算

碗扣腳手架按JGJ166-2008建筑施工碗扣式腳手架安全技術規范進行計算,扣件式腳手架按JGJ130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范進行計算。

承載力計算主要包括單肢立桿承載力計算、橫桿承載力及撓度計算、碗扣節點或扣件節點承載力計算、斜桿內力計算等。

2.3構造要求

滿堂支架的構造要求除應符合規范要求外,尚應特別注意以下幾點:

1)每根立桿均設置標準底座,并加墊15cm×10cm方木。設置方木具有分散應力、防止應力集中的作用,同時可避免因單根立桿地基沉降過大導致支架整體失穩。2)碗扣式腳手架由于立桿間距的不均勻導致十字撐不能應用,因此其斜撐應予加強;規范中所采用的八字斜撐由于各層的不連貫導致整體穩定性和整體剛度降低,因此建議采用以往常用的剪刀撐。3)應確保支架在節點處受力,不宜在橫桿中間受力,如必須在橫桿中間受力時,應對扣件或碗扣節點的受力進行驗算。

3滿堂支架的地基處理

3.1一般地基處理

對于一般地質條件的地基處理,可采用鋪筑水泥穩定土或水泥穩定粒料層作為面層,頂面做好排水橫坡,順橋向兩側挖好排水溝,做到排水通暢。如采用一般土填筑,則應對頂面的平整度進行嚴格控制、做好橫向排水坡,且支架底部墊木寬度應盡量加大,對于必須跨越雨季進行施工的則應避免采用土填筑頂層,防止雨水浸泡造成地基沉陷。

3.2軟弱地基處理

對于深層淤泥質軟弱地基,應改變施工方案,滿堂支架方案已不適用,應采用較大跨度的梁式支架、管樁或鉆孔樁基礎。對于淺層軟弱地基或軟塑及硬塑狀態的不良地基,可采用拋填50cm~100cm厚片石或分層填筑150cm~200cm土,頂部澆筑10cm~15cm素混凝土作為墊層。

澆筑素混凝土墊層,不僅可增加應力擴散面積、加強地基的整體穩定性,而且由于素混凝土本身的抗剪切強度,即使局部地基處理不到位,仍可保證地基的安全;對于雨季施工的支架,可確保地基不受雨水浸泡,從而避免地基沉陷。

可以說素混凝土墊層對于地基的安全穩定是極其重要的,因此建議軟弱地基及雨季施工的支架地基均澆筑素混凝土墊層。

4滿堂支架的搭設及預壓

4.1滿堂支架搭設

1)支架搭設應嚴格按要求分階段驗收:支架搭設前進行構配件質量驗收;首段以高度為6m進行第一階段(撂底階段)的檢查與驗收;架體應隨施工進度定期進行檢查,達到設計高度后進行全面的檢查與驗收;遇6級以上大風、大雨、大雪后特殊情況的檢查;停工超過一個月恢復使用前進行檢查。

2)對于滿堂支架應重點檢查以下內容:保證架體幾何不變性的斜桿等設置是否完善;基礎是否有不均勻沉降,立桿底座與基礎面的接觸有無松動或懸空情況;立桿上碗扣是否可靠鎖緊;立桿連接銷是否安裝、斜桿扣接點是否符合要求、扣件擰緊程度。

4.2滿堂支架預壓

1)預壓荷載。滿堂支架預壓荷載一般按梁體自重的120%進行控制。預壓荷載應分級進行,一般可按0→25%→50%→100%→120%→100%→50%→25%→0的順序進行加載和卸載,如有必要可減少分級次數,但仍需分級進行。2)加載順序。加載順序為從跨中開始,按從中間到兩邊的順序逐級加載。3)加載材料。支架預壓加載材料可采用砂袋或水袋。一般情況下,采用水袋加載更均勻,但水袋重量一般均不能滿足加載要求,因此仍需配合砂袋或其他材料以滿足預壓荷載要求。4)預壓觀測。加載前、每級荷載加載完成后、加載12h、加載24h、加載48h和卸載完畢后均應對支架及地基進行觀測。變形不收斂時應延長觀測時間。

觀測點的布設要上下對應,目的是既要觀測地基的沉降量,又要觀測支架、方木的變形量。支架預壓前應在跨中斷面、1/4跨中斷面、墩位斷面設置預壓沉降觀測點,在橫斷面上一般布置在兩側翼緣板、箱梁底板兩側及中間,共5個觀測點。當連續3d累計沉降量不大于5mm時觀測結束。

5滿堂支架施工安全要點

5.1支架搭設

支架搭設的安全及文明施工應符合有關規范的要求,需要特別注意的是支架的防電避雷措施:1)在架設和使用期間,要嚴防與帶電體接觸;2)對支架采取接地處理,如電力線路垂直穿過或靠近鋼管腳手架時,應將電力線路周圍至少2m以內的鋼管腳手架水平連接,并將線路下方的鋼管腳手架垂直連接進行接地;3)在架上使用電焊機,混凝土振動器等,要放在干燥的木板上,操作者要戴絕緣手套,且電焊機和混凝土振動器機殼要采取保護性接地接零措施;4)雷雨天不得上架操作。

5.2支架預壓

從支架發生垮塌的事故分析來看,有很多事故是發生在加載過程中,因此對超載預壓應進行嚴格控制,應特別注意不能集中堆載,所有預壓材料應按加載要求直接放置到加載部位,防止堆載集中而超過支架承載能力造成垮塌。

5.3應急處置措施

施工過程中發現支架變形過大時,人員應立即撤離,并對支架進行觀測,待變形穩定后對支架上的荷載進行逐步、均衡卸載,最后對支架進行加固或拆除處理。已發生的多起事故的教訓,告訴我們應急處置措施必須首先確保人的安全,然后才是支架的處理。

6結語

根據筆者多年從事高速公路施工及管理的經驗,簡明扼要的介紹了滿堂支架施工各個環節關鍵技術要點,為支架的安全施工提供了有益的參考。