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碗扣式满堂支架施工安全技术要点
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现浇箱梁碗扣式满堂支架安全交底
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&&&&&&&&&&&&碗扣式满堂支架加载预压监测要点
碗扣式满堂支架加载预压监测要点
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&&& A、要严格按照《支撑施工方案》的要求，布置好支撑沉降观测点，在支撑预压加载前、加载后、卸载后等各个时段，观测支撑的沉降量。支撑平台搭设完毕后，在1/4、1/2、3/4、3个断面分左、中、右布设观测点，横向一般设在箱梁腹板下。观测过程中专人观测和扶标尺。水准仪不能更换，从始至终要用同一台水准仪。&&& B、预压时应首先布置好观测点，观测点布置在梁肋部位或其他承重较多部位，使观测点有代表性。观测用精密度较高的水准仪，保证观测值精确。观测点必须有布置详图，记录要有专用表格。&&& C、预压时的预压期计划为3天，预压中以8h为一个观测单位，若连续三次沉降值观测结果在2mm以内，则认为地基沉降基本稳定，即可进行卸载，卸载后再观测一次高程，根据观测结果确定预拱度。 &&& D、预压前，对支架进行全面检查，对所有点进行观测。&&& E、加载分三次进行，每次加载重量为总重量的l／3，每次加载完成后，均观测各点下沉量，在最后一次加载完成后观测一次。&&& F、以时间为横轴，以沉降量为纵轴，画出每一点的沉降曲线。&&& G、卸载：沉降量稳定后，即可测出所有点的标高，然后分层卸载。全部卸载完成后，测量各点的标高，支架的非弹性变形已经消除，计算出支架和地基的弹性变形量，以便确定模板准确的立模高度。在预压结束，模板调整完成后，再次检查支架和模板的扣件和螺丝是否牢固。地基是否下陷，脚手架是否有明显变形等，发现问题及时处理。&&& 根据预压得出的弹性变形量，调出底模的预拱度。根据预压施工全过程采集的数据整理出每孔梁的预压报告，经监理工程师审核同意后，再进行下道工序的施工。
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[桥梁工程]热门知识　　（中国中铁航空港建设集团有限公司，北京，海淀，100093）
　　【摘& 要】碗扣式脚手架具有拼拆迅速、省力，结构稳定可靠，通用性强，承载力大，安全可靠，便于管理，易于运输等特点，被广泛应用。但近年来也出现不少碗扣式脚手架坍塌失稳的安全事故。本文结合现浇箱梁施工实例，浅谈碗扣式脚手架满堂支架施工控制要点。
　　【关键词】碗扣式脚手架；满堂支架施工；控制要点；
　　一、工程实例
　　武黄城际铁路鄂州特大桥13&19号墩、50&56号墩设计为六孔一联的现浇连续箱梁，跨径布置形式为32.05+4*32.7+32.05m双线连续梁，梁全长196m，横截面形式为单箱双室,等高度结构，箱梁顶宽12.2m,顶板厚度34cm，腹板厚度40cm，底板厚度30cm，于支承处顶、底、腹板局部加厚。全桥共设7道横隔梁、边隔板厚1.2 m、中隔板厚1.5m。隔板设有孔洞，供检查人员通过。
　　箱梁为C50高性能混凝土，箱梁预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为fpk=1860 MPa、弹性模量为Ep=195Gpa，公称直径为&Pj15.20mm高强度、低松弛钢绞线。波纹管采用金属波纹管。
　　二、满堂支架的设计与检算
　　本段工程所处位置地势平缓，地质条件较好，桥位高度19m以下，采用碗扣式支架体系，侧模采用定型钢模板，底模采用木胶板，内模板采用组合钢模板或木胶板。
　　（一）满堂支架布置
　　支架布置应根据按梁体永久荷载分布情况进行相应布置。
　　1.箱梁横向荷载分块情况见下图：
　　翼缘板的位置梁体和模板自重最小&&采用0.9m*0.9m布置；
　　腹板位置梁体和模板自重最大&&采用0.3m*0.9m布置；
　　底板位置梁体和模板自重较大&&采用0.6m*0.9m布置；
　　立杆竖向步距全部采用1.2m。
　　2.箱梁纵向荷载分区，在梁体端部5m范围内纵距加密到60cm。（因箱梁结构尺寸基本一致及版面的原因，本文仅截取一跨支架布置图）支架具体布置见下图：
　　（二）满堂支架受力计算
　　支架受力计算应严格按《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ166-2008)的要求执行。
　　1．分项荷载
　　（1）箱梁自重
　　箱梁预应力钢筋混凝土容重26.5kN/m3。中部24.3t/m，端部39.4t/m。
　　（2）脚手架附属设备等自重
　　①脚手板自重标准值统一按0.35kN/m2取值；
　　②操作层的栏杆与挡脚板自重标准值按0.14kN/m2取值；
　　③脚手架上满挂密目安全网自重标准值按0.01kN/m2取值；
　　④模板支撑架的自重标准值（钢模）：内外模板50KN/m；按照模板的重量分配，腹板下脚手架承受腹板的内外模及部分底模重量，取10 kN/m2；底板下脚手架承受内外模板的重量，取5.0kN/m2；翼缘板下脚手架承担的模板重量，3.0 kN/m2；
　　⑤脚手架自重：立杆按照6.18 计算，按照19米高计算，横杆按照5.57 计算，按照16层计算。
　　立杆：
　　0.3m&0.9m：4.34kN/m2
　　0.6m&0.9m：2.17kN/m2
　　0.9m&0.9m：1.46 kN/m2
　　横杆：
　　0.3m&0.9m：3.92kN/m2
　　0.6m&0.9m：2.47kN/m2
　　0.9m&0.9m：1.96 kN/m2
　　则立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑、模板、支承梁（楞）、配件、脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重计算值：
　　0.3m&0.9m：18.76kN/m2
　　0.6m&0.9m：10.14kN/m2
　　0.9m&0.9m：6.92kN/m2
　　（3）施工活荷载
　　①施工人员、施工料具、运输荷载，按2.0kN/m2计；
　　②水平模板的砼振捣荷载，按2.0kN/m2计；
　　③倾倒混凝土冲击荷载，按2.0kN/m2计。
　　④水平风荷载
　　=0.7&1.0&0.8&0.5=0.28
　　式中：
　　Wk&&风荷载标准值（kN/m2）；
　　&z&&风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB）规定采用，取1.0；
　　&s&&风荷载体型系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB）规定的竖直面取0.8；
　　Wo&&基本风压（kN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB）规定采用，取0.5kN/m2（本地风压力0.35，计算时候为了安全取值偏高）。
　　2．荷载组合
　　永久荷载的分项系数，取1.2，可变荷载的分项系数，取1.4。
　　（1）腹板下支架
　　0.3m&0.9m支架：
　　=1.2&永久荷载+1.4&活荷载
　　=1.2&18.76+1.4&6.0=30.9kN/m2；
　　（2）底板下支架
　　0.6m&0.9m支架：
　　=1.2&永久荷载+1.4&活荷载
　　=1.2&10.14+1.4&6.0=20.57kN/m2；
　　（3）翼缘板下支架
　　0.9m&0.9m支架：
　　=1.2&永久荷载+1.4&活荷载
　　=1.2&6.92+1.4&6.0=16.7kN/m2。
　　3．立杆竖向承载力验算
　　根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（2001）表5.3.3，横杆步距1.2m，长细比的计算公式为：
　　式中： &计算长度附加系数，取1.155；
　　根据经验， 取1.50。
　　满足《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》5.1.8条规定, &250。
　　（1）腹板下立杆检算
　　①中腹板下支架检算
　　按照支架布置图，0.4m中厚腹板下支架布置为0.3&0.9m。横桥向1.8m范围内共布置5排；梁体截面2.0m2。
　　每根立杆承受的混凝土自重为：
　　=2.0&26.5&0.9&5=9.54kN
　　立杆轴力为：
　　=1.2&9.54+30.9&0.3&0.9=19.79kN
　　立杆轴心受压稳定系数： =0.386；立杆应力为：
　　=13.73/489/10-6=40.5MPa& =0.386&205=79.13 MPa，0.4m厚腹板下立杆强度及稳定满足要求。
　　②边腹板下支架检算
　　按照支架布置图，0.4m边厚腹板下支架布置为0.6&0.9m和0.3&0.9m混用。横桥向1.5m范围内共布置3排；梁体截面1.9m2。
　　每根立杆承受的混凝土自重为：
　　=1.9&26.5&0.9&3=15.1kN
　　立杆轴力为：
　　=1.2&15.1+30.9&0.3&0.9=26.46kN
　　立杆轴心受压稳定系数： =0.386；立杆应力为：
　　=26.46/489/10-6=48.9MPa& =0.386&205=79.13 MPa，0.4m厚边腹板下立杆强度及稳定满足要求。
　　（2）底板下立杆检算
　　底板下支架间距为0.6m（横向）&0.9m（纵向），横杆层距(即立杆步距)120cm。
　　底板厚度按照0.3m计算，顶板厚度按照0.34m计算，则支架承担的混凝土自重为：
　　=1.8&（0.3+0.34）&26.5&0.9&3=9.15kN
　　立杆轴力为：
　　=1.2&9.15+20.57&0.6&0.9=22.1kN
　　立杆轴心受压稳定系数： =0.386；立杆应力为：
　　=22.1/489/10-6=45MPa& =0.386&205=79.13 MPa，
　　底板下立杆强度及稳定满足要求。
　　（3）翼缘板下立杆检算
　　翼缘板下支架间距为0.9m（横向）&0.9m（纵向）,由于翼缘板较薄，面积0.6m2，立杆受力较腹板下和底板下立杆受力小，翼缘板下立杆强度及稳定满足要求。
　　4．立杆组合风荷载时承载力验算
　　由于边腹板下立杆受力较大，故选取边腹板下立杆进行组合风荷载时的承载力验算。
　　风荷载对立杆产生弯矩：
　　=1.4&0.6&2./10=0.1016 kN?m
　　式中：Mw&&单肢立杆弯矩（kN?m）；
　　a&&立杆纵距（m）；
　　Wk&&风荷载标准值（kN/m2）；
　　l0&&立杆计算长度（m）。
　　为安全起见单肢立杆轴向力按照恒载和活载分别取1.2和1.4的分项系数后的计算结果（不考虑活载0.9的折减系数）。
　　底板下单根立杆承受的荷载为：26.5kN。
　　立杆压弯强度计算：
　　式中：&&&有效弯矩系数，采用1.0；
　　&&&截面塑性发展系数，钢管截面为1.15；
　　W&&立杆截面模量；
　　&&欧拉临界力；
　　（E为材料弹性模量，&为压杆长细比）。
　　组合风荷载时，底板下立杆强度满足要求。
　　5．地基承载力计算：
　　最大荷载每平米93.9KN /m2，则要求处理后的地基承载力大于150kpa，才能满足施工要求。
　　6．支架整体在风力作用下的稳定检算
　　鄂州地区抗风等级按大风计算，风向垂直箱梁，动能全部被吸。空气密度1.29kg/m3，风速20m/秒。单位面积风压有:
　　F=mv/t=1.29*20*20=0.516KN
　　箱梁侧面和支架过风面积
　　S=（2.59+0.5）*1.0m=3.09m2
　　总压力=0.516&3.09=1.59KN/m
　　此风压对梁体产生的弯矩很小,所以此支架系统能够支撑此风压,满足要求。
　　7．检算结论
　　所有构件均按最不利条件检算，此支架和基础，不论强度、刚度和稳定性都能满足施工要求。
　　三、满堂支架搭设
　　（一）地基处理
　　地基处理是支架搭设最为重要的环节，地基处理的好坏直接关系到整个支架的稳定和安全。
　　承台基坑、泥浆池位置：将泥浆池位置的泥浆全部挖除，基坑、泥浆池原地面1.0m以下部分可采用普通土填筑，但需严格按分层填筑夯实进行施工，分层厚度不得大于20cm，压实度&85%，否则改用改良土进行填筑。地面以下1.0m范围内采用灰土(白灰参量5-8％)或碎石土进行分层填筑，松铺厚度不宜超过20cm，顶部2层最好采用大型振动压路机振动碾压（松铺厚度30cm）。其承载力满足不了施工要求，容易形成不均匀沉降，带来安全和质量隐患。
　　箱梁下方15m宽度范围内：场地采用推土机平整后（可向两侧留2%的横坡），用振动压路机振动碾压不少于三遍，压实度&90%，并采用动力触探进行承载力检测，计算出相应的承载力，确保地基承载力不小于150KPa。填筑碎石土或三七灰土50cm，分两层用18T振动压路机碾压密实，表面平整无轮迹，高出原地面10cm以上，采用灌砂法检测压实度&95％，并设置双向横坡排水，坡度控制&1.5％，便于及时排除雨水。浇注10cm厚c20混凝土，平整度控制在1.0cm之内。根据满堂红立杆布置5cm*15cm木板作为支架的基础。
　　支架基础两侧顺桥方向设临时排水沟，排水沟截面尺寸上口40cm，下口20cm，深25cm。
　　对基础有代表性的区域进行预压：要求72小时各观测的沉降平均值小于5mm，基础合格。
　　（二）支架搭设
　　支架搭设应严格按支架设计(支架受力计算)的要求执行，同时满足规范的构造要求。
　　1．支架设计要求
　　满堂支架采用&48mm碗扣式脚手架，脚手架壁厚3.5mm。脚手架布置原则：箱梁腹板范围内为30cm（横距）&90cm（纵距），底板部位采用60cm（横距）&90cm（纵距），翼缘板和非承重部位采用90cm（横距）&90cm（纵距），在梁体端部5m范围内纵距加密到60cm；水平横杆步距首层为60cm，中间水平杆步距为120cm，距顶托两层时步距采用60cm。支架高19m。
　　2．构造要求
　　（1）采用KTZ-60及KTC-60可调式底座和顶托。摆放底座及搭设首层立杆和横杆时需放线、挂线及找平，首层立杆纵横向偏差需控制在5mm之内，顶层立杆控制在15mm之内，首层横杆高差需控制在5mm之内。底座调整高度不宜超过30cm。底座与木板面要完全密贴。
　　（2）采用&P48脚手架钢管，设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆采用直角扣件固定在距钢管底端不大于200mm的立杆上。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆的下方的立杆上。
　　（3）剪刀撑采用&P48脚手架钢管。支架横、纵桥方向每5排设一道剪力撑，两侧设通长剪力撑，倾角控制在45&-60&之间。
　　（4）每跨支架端部利用浇筑桥墩固定模板留下的拉筋孔，设置连墙件与支架端部拉接。
　　（5）满堂支架的可调底座、可调托撑螺杆伸出长度不超过300，插入立杆内的长度不小于150mm。
　　3．支架搭设要求
　　（1）支架立杆有弯曲变形的不得使用，底座钢板有变形时，校正后使用。
　　（2）安放可调底座及首层立杆时需挂线摆放，对于支墩立杆间距为30&30cm时，其下部偏差（纵、横向）控制在5mm以内。调整可调底座丝扣时需抄平、拉线，确保同一支墩的首层水平横杆基本处于同一水平面上，相对高度控制在5mm以内。其它间距的支架其首层立杆轴线偏差及首层横杆相对高差均应控制在10mm以内。顶部应控制在15mm以内，防止支架水平框偏扭过大。立杆垂直度偏差应小于0.2％。
　　（3）支架碗扣必须用手锤打紧，支架全部搭设完毕后浇筑混凝土前需按排专人对碗扣进行检查和复打。
　　（4）横联&48脚手架钢管接长处需用三个卡扣搭接，立杆及斜杆需用十字及万向卡卡牢。
　　（5）剪刀斜撑及外侧通长斜拉杆，可在支架搭设后再施工，6m长斜拉杆联接点不少于5个，2m长时不少于3个。
　　四、支架预压
　　通过超载支架预压以减少和消除支架的非弹性变形和地基不均匀沉降，实测出支架及地基弹性变形及塑性变形，以便指导后续现浇梁的施工。（根据预压结果，预留支梁和底模的沉降量）。
　　需对全部支架进行预压，搭设第一节段现浇梁支架时，根据施工经验，预留15mm的沉降量，设计未见反拱要求。
　　1．预压荷载及加载布置形式
　　预压荷载按梁体重量1.2倍进行加载，按梁体的大致等效荷载进行布载。其中：翼缘板位置q1=12KN/m2；边腹板位置q2=40.9KN/m2；底板位置q3=25KN/m2；中腹板位置q4=35KN/m2；
　　2．预压堆载材料
　　堆载材料采用袋装砂、石、土或钢筋，堆载高度根据荷载大小及分布情况计算。在铺底模前对支架预压时，需铺设5cm厚板材或8&10cm方木（纵铺），也可在铺设底、侧模后进行预压（更符合实际情况，但调整底模标高较困难），为防止损伤模板面板，需在底模上满铺彩条布，铺模后预压宜全部采用袋装土预压。
　　3．沉降变形观测点的设置
　　顺桥方向在梁端支撑中心，墩外缘处及1/4跨和跨中布设5道变形观测断面。横桥向根据荷载分布情况，每横断面设5个沉降变形观测点。如图所示。
　　4．观测周期（阶段）记录
　　（1）加载前首次做好标号（或记录好起始标高）；
　　（2）加载重量80%&沉降稳定&100%&沉降稳定&120%&沉降稳定
　　（沉降稳定是指顶部支架监测点12小时沉降量小于2mm）
　　（3）加载后，第一天每间隔6h，以后每间隔12 h，初步拟定预压期为7天，（若沉降量不再变化，可提前结束预压）；
　　（4）卸载后，计算出其弹性变形和塑性变形，据此调整支架式底模标高。
　　（5）支架预压是否合格的判定
　　荷载全部加载完毕后，各监测点24小时内沉降量平均值小于1mm，72小时内平均沉降量小于5mm。则支架预压合格。
　　（6）预压后的调整
　　预压过程中进行精确的测量，可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值，将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。
　　预压完成后卸载，根据设计重新放样，调整立杆高度。
　　五、满堂支架拆除
　　（1）满堂支架拆除时，必须按专项施工方案，在专人统指挥下进行。
　　（2）拆除作业前，施工管理人员应对操作人员进行安全技术交底。
　　（3）满堂支架拆除拆除时必须划出安全区，并设咒警戒标志，派专人看守。
　　（4）拆除前应清理脚手架上的器具及多余的材料和杂物。
　　（5）拆除作业应从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。
　　（6）连墙件必须在双排脚手架拆到该层时方可拆除，严禁提前拆除。
　　（7）拆除的构配件应采用起重设备吊运或人工传递到地面，严禁抛掷。
　　（8）满堂支架采取分段、分立面拆除时，必须事先确定分界处的技术处理方案。
　　（9）架体拆除作业应设专人指挥，当有多人同时操作时，应明确分工、统一行动，且应具有足够的操作面。
　　（10）拆除的构配件应分类堆放，以便于运输、维护和保管。
　　六、结语
　　安全和稳定的支架体系是确保现浇箱梁施工的基础和前提，本文从满堂支架的设计与检算、支架搭设、支架预压、支架拆除的施工流程，详细说明满堂支架施工的控制要点。本文来源于工程实例，满堂支架体系经过了施工验证，无论从支架的安全性及稳定性都能满足施工的需要，对采用碗扣式脚手架满堂支架施工现浇箱梁的工程，具有一定的指导意义。
　　参考文献：
　　[1]《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ166-2008)
　　[2]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130-2001)
　　[3]《钢管满堂支架预压技术规程》（JGJ/T 194-2009）
　　[4]《建筑地基基础设计规范》GB
　　[5]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012
　　[6]《建筑施工安全技术统一规范》GB
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