高橋墩托盤式提升腳手架施工技術

朱永學 劉 英 徐中穩

（中鐵隧道集團二處有限公司，北京 065201）

高橋墩托盤式提升腳手架施工技術

朱永學 劉 英 徐中穩

（中鐵隧道集團二處有限公司，北京 065201）

隨著現代橋梁施工技術的進步，高橋墩大跨度橋梁設計呈上升趨勢。多數高橋墩所處地理環境較為復雜，安全維護及施工平臺按常規方法施工難度較大，投入高安全風險大。為此，施工技術人員借鑒房建腳手架搭設技術，設計研發了托盤式提升腳手架，試點使用并對其安全經濟性進行分析對比，考察其施工可行性。經試點施工安全風險明顯降低，經濟成本投入明顯減少，施工進度大大加快，取得了良好的經濟效益。

高橋墩；托盤式提升腳手架；施工技術

1 前言

廣西六寨至河池高速公路№4標摩岜二號高架大橋，位于廣西南丹縣西南側，橋梁所處地形環境較為復雜，山勢陡峭，施工便道極差，是項目的控制性工程。左幅橋長約428米；右幅434米，上構為2×30+6×40+4×30先簡支后連續預應力砼T梁，下構橋墩設計2～8#墩為空心薄壁墩，其余為圓柱式橋墩。空心薄壁墩截面尺寸為570cm×310cm，壁厚55cm，雙腔室或三腔室鋼筋混凝土方墩。最高墩柱6#墩左幅為65.5米，加蓋梁高度2.8米，總高度達68.3米。為確保該橋安全快速施工，減少投入，項目經學習及試驗采用高墩托盤式提升腳手架施工技術。

腳手架施工方案現場對比

2 施工方案的確定

由于摩岜二號高架大橋所處地理環境復雜，橋墩高度較高，若采用常規的落地腳手架的搭設已經超出腳手架搭設規范規定的不大于50m的要求。若強行采用落地腳手架方案，施工必須在腳手架35米以下位置加設雙副桿等采取特殊處理措施，以滿足腳手架應力驗算的要求，而且附加成本投入及安全風險大大增加，施工進度緩慢，給項目安全、成本控制和合同履約帶來了非常大的壓力。

為了確保安全，實現項目成本控制目標，項目領導及全體技術人員充分學習、借鑒房建腳手架搭設相關資料文件，學習兄弟單位成功經驗，現場結合摩岜二號高架大橋墩身尺寸規則（體型簡單，單體施工工期較長）等施工特點，設計托盤式提升腳手架。先在左幅6#墩進行試點性施工，與右幅6#墩落地腳手架進行對比，積累相關設計施工第一手數據，然后總結改進，完善方案后在全橋推廣使用。

3 托盤式提升腳手架設計參數及可行性驗算

3.1 腳手架的搭設結構

基本構件：托盤、立桿、大橫桿、小橫桿、手拉葫蘆（10T）、Φ70圓鋼。

加強構件：剪刀撐。

作業平臺構件：腳手板（兩步一設）、踏步梯段。

安全防護桿部件：欄桿、防護網、擋腳板。

3.2 托盤設計

抱柱框梁為2×［22槽鋼對拼焊接，懸挑梁為［14槽鋼焊接于框梁上組成托架，腳手架立于挑梁上，六根Φ70圓鋼置于墩身Φ80鋼管預埋孔內支承整個爬升腳手架，墩身預埋管4米預埋一次，每4米提升一次（根據配備模板情況確定）。設計墩身預埋角鋼作為提升支點，手拉葫蘆作為提升設備提升托架。

3.3 托架設計尺寸

托架長8.6m，寬6m，由兩片長8.6m框梁和兩片3.2m框梁，用48根M24高強螺栓拼接組成托架（共計8個拼接點，每拼接點由6根M24高強螺栓連接）。挑梁間距1.4m滿焊于框梁上，挑梁上焊接雙排鋼筋定位樁作為腳手架立管樁座，分別距框梁0.6m，1.4m；4個φ32吊環焊接于框梁上作為提升持力點。

3.4 腳手架設計

橫向排距：0.9米，立桿置于托盤樁座上。

步距：1.8米。縱距：1.4米。

內排架距離墩距：0.6米

采用小橫桿在上，搭在大橫桿上的小橫桿根數為3根。

具體參見圖3-1托架模型圖。

圖3 -1托架模型圖

3.5 方案可行性驗算

根據現場施工需要，以及腳手架設計布設參數，結合實際進行建立計算模型如圖3-2。

托架各部受力情況如圖3-3彎矩圖、3-4剪力圖、3-5位移圖示。

經驗算：

鋼結構焊縫驗算：

焊縫驗算簡圖

檢算結果

截面：普槽14a

焊縫高度取 hf=6mm

由鋼號Q235查得焊縫強度 fwt=160MPa

受荷載F=9.82KNN=0KNe=1050mm

由于承受靜力荷載或間接動力荷載，βf=1.22

A點：上部翼緣內側與腹板相交處

由彎矩在A點產生的正應力 σM_A=M/Ix x(H/2-T-hf/2)=113.346MPa

綜上所述，影響煤礦巷道掘進的因素眾多，為保證煤礦開采的安全性，提高作業效率，應分析影響煤礦巷道掘進的因素，降低工程的安全風險。在掘進作業中應該合理解決地質條件、掘進工藝和機械設備、施工技術等問題，制定合理的優化方案，從而提高煤礦巷道掘進的效率和質量。

B點：下部翼緣內側與腹板相交處

由彎矩在B點產生的正應力 σM_B=M/Ix x(H/2-T-hf/2)=113.346MPa

A點折算應力

σA=sqrt{[(σN+σM_A)/Bf]^2+τV^2}=93.3377 MPa<=fwt 滿足!

B點折算應力

σB=sqrt{[(σN+σM_B)/Bf]^2+τV^2}=93.3377 MPa<=fwt 滿足!

結論：設計各項參數滿足受力要求 !

4 托盤式提升腳手架的操作性要點

4.1 嚴格按照設計圖各項參數施工，不得隨意更改腳手架結構設計；

4.2 嚴格控制預埋管的標高、位置，保證六個預留孔嚴格在同一水平面上，平面部位不得隨意挪動，以避免托盤產生應力集中，出現安全隱患；

4.3 經常檢查托底鋼棒、手拉葫蘆是否發生松動、變形、損壞，發現問題及時修理更換，確保托架升降安全；

4.4 定期檢查腳手架立管站樁的焊縫是否完好，拼接螺栓是否松動變形，發現問題及時加固，避免出現托盤變形及立管移位產生架體應力集中出現架體垮塌事故；

4.5 托盤式提升腳手架的最大安全隱患在于提升過程中。因此，在提升過程中必須專人指揮，協同工作，要求8只手拉葫蘆均衡提升或降落，不得出現快慢不勻現象的發生，避免托盤卡住墩身出現應力集中及架體嚴重傾斜。提升之前確保各構件完好，受力均勻方可抽出托底鋼棒勻速緩慢提升。提升到位后立即將托底鋼棒插入預埋孔內，緩慢落下托盤確保各著力點受力均勻，若發現鋼棒未受力及時用木墊塊墊實；

4.6 托底鋼棒的按拆安全隱患較大，高空作業時必須佩戴好安全帶、安全帽，架體離開鋼棒10cm左右即拆除鋼棒，架體升降至高于預埋孔10cm左右時即安裝鋼棒，確保人員操作安全。

5 經濟效能分析

為客觀反映托盤式提升腳手架的使用效能，特別在摩岜二號高架大橋具有代表性的6#墩左右線墩柱做試驗點，從安全性（包括安全投入）、經濟性、施工進度、操作難度四方面做對比分析，以期得到比較客觀真實的數據。

通過上述現場采集的數據，經過整理分析，該方案真實的反映了施工成本流向，及安全風險點。施工難度的可控性方面取得良好的效果，施工工期大大壓縮，緩解了施工工期壓力，保證了合同履約。經濟成本投入方面，僅6#右墩工期壓縮10天，材料、機械、人工、安全投入等成本投入節約11.27萬元，測算全橋工期壓縮56天，成本投入節約67.64萬元，具有良好的推廣價值。

6 總結。

托盤式提升腳手架切實解決了材料用量大，占用周期長，成本投入大的問題。經濟效益明顯，能大量的節約施工成本。托盤式提升腳手架升降施工工序少、工法簡單易于操作，施工周期明顯優于常規落地腳手架，有利于壓縮施工周期，減輕工期壓力。

安全性能及適用性方面更顯其優越性，托盤提升腳手架以墩身作為持力支座無需考慮地基承載力問題，及地形影響，尤其適用于高橋墩等形體結構規則、單體高度較高的構筑物，適用范圍更廣，便于推廣使用。安全性方面，安裝搭拆簡單方便，不存在超規范高度搭設，及人員高空搭設架體作業問題，安全風險大大降低。托盤式提升腳手架雖然在專業的橋梁施工單位已應用廣泛，其配合翻模施工具有操作簡便，經濟可行的優點。但其還有許多待優化的方面，比如考慮引入機械助動提升，提高勞動資源使用效率，優化施工工序提高使用效能問題。施工中將進一步優

化設計，以期該施工技術日臻完善。

[1]《公路橋涵施工技術規范》人民交通出版社.

[2]《橋梁施工工程師手冊》人民交通出版社.

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