現澆橋梁支架施工安全控制要點分析

向 梅

(中鐵十二局集團第一工程有限公司，陜西西安 710038)

近年來，大規模鐵路、公路及市政建設中，由于材料使用、現場操作、施工安全管理等方面的原因，現澆橋梁滿堂支架垮塌事故時有發生，造成重大人員傷亡和財產損失。

1 現澆梁支撐架事故原因分析

支架垮塌的原因歸納起來有三個方面，一是材料原因，鋼管材質不合格或鋼管銹蝕導致鋼管受力能力削弱。二是搭設工藝和方法不合理，導致局部受力過大。三是現場管理不到位，施工組織方案及安全管理要求未有效落實到位。

1．1 材料原因

材料質量等原因對現澆梁支架有較大影響，滿堂支撐架多米諾效應明顯，某點出現問題，常常影響支架整體穩定。

1)鋼管壁厚不夠。JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范規定“對新鋼管允許偏差值的說明:《低壓流體輸送用焊接鋼管》GB/T 3091、《直縫電焊鋼管》GB/T 13793規定:φ48．3×3．6 mm的鋼管，管體外徑允許偏差 ±0．5 mm，壁厚允許偏差 ±10%(壁厚)，即 ±3．6 ×10%= ±0．36 mm，所以，外徑允許范圍為47．8mm ～48．8 mm，壁厚允許范圍為3．24mm ～3．96 mm”。目前通用的 φ48×3．5(3．24～3．5)mm 鋼管在允許偏差內(JGJ 130-2001規定鋼管及壁厚允許偏差為-0．5 mm，即壁厚不小于3．0 mm，新規范標準提高)。目前市場上流通的φ48×3．5鋼管，大多按負公差加工，鋼管實測壁厚不符合規范要求，甚至小于3．0 mm，部分鋼管經過多年使用，風吹雨淋銹蝕嚴重，局部壁厚變薄情況較多，規范規定使用舊鋼管(已使用過的或長期放置已銹蝕的鋼管)時主要應檢查有無嚴重鱗皮銹。檢查銹蝕深度時，應先除去銹皮再量深度，鋼管內外銹蝕的厚度不能大于壁厚負偏差的一半。如按搭設步距1．8 m計算，鋼管發生銹蝕后φ48×3．5變成了φ48×3．0的鋼管，其承受荷載能力降低約12%;鋼管因銹蝕 φ48×3．5變成 φ48×2．5，荷載支撐能力降低 25%左右;如果鋼管生銹嚴重，銹蝕深度1 mm，鋼管 φ48×3．5 變成 φ47×2．5，則荷載支撐能力會下降大約34%。可見鋼管因為材料不合格或銹蝕減小壁厚對鋼管受力產生影響較大。

2)鋼管垂直度降低。經過反復使用，部分鋼管可能產生彎曲和變形，垂直度變差，在模板支撐系統設計時不考慮鋼管彎曲和變形對支撐能力的影響，所以利用舊鋼管及鋼管轉運使用過程中磕碰彎曲造成鋼管實際支撐能力有較大下降。

3)扣件合格率偏低。JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范及GB 15831-95鋼管腳手架扣件規范規定“對接扣件抗滑承載力為3．2 kN，直角與旋轉扣件抗滑承載力為8 kN，扣件螺栓擰緊扭力矩值不應小于40 N·m且不應大于65 N·m”。目前我國各生產廠的扣件螺栓所采用的材質差異較大，檢查表明，當螺栓扭力矩達到70 N·m時，大部分螺栓已滑絲不能使用。螺栓、墊圈為扣件的緊固件，規范要求在螺栓擰緊力矩達到65 N·m時，扣件本體、螺栓、墊圈均不得發生破壞，但現場部分扣件螺栓擰緊扭力矩很難達到規范規定要求，部分有裂縫、變形或螺栓出現滑絲的扣件仍在使用。

1．2 現場搭設工藝不合理

1)立桿接長不到位。滿堂支撐架搭設高度較高時，大多需要將立桿的鋼管接長使用，但在計算立桿受力時，沒有考慮立桿連接接點的存在，模板支撐系統立桿通常按立桿中心受壓桿件進行設計。規范JGJ 130-2011規定“當縱向或橫向水平桿的軸線對立桿軸線的偏心距不大于55 mm時，立桿穩定性計算可不考慮此偏心距的影響”。此鋼管立桿連接部位是支架體系立桿的薄弱環節，如果立桿連接不好將發生偏心受力，受力后連接點變形最明顯，很容易發生失穩，進而造成支撐體系的連鎖反應，導致整個支撐系統破壞。實際施工中，用扣件連接的鋼管模板支架，縱橫向水平桿的軸線及立桿軸線常常存在偏心，立桿受力時，會產生附加彎矩。

2)地基基礎處理不到位。模板支架的基礎需要進行加固處理，達到地基承載力要求，一般采取夯實、澆筑混凝土墊層等措施進行加固處理，如果地基承載力不足，混凝土澆筑過程中在薄弱部位將產生沉降，進而導致整體失穩。

3)縱、橫向掃地桿缺失。設置縱、橫向掃地桿可以增強支架底部穩定性并且縮短立桿受力長度，保證支架整體穩定?？v向掃地桿應采用直角扣件固定在距地面不大于20 cm處的立桿上。橫向掃地桿要用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

支架立桿基礎不在同一高度上時，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨并與立桿固定連接，高低差不應大于1 m?？窟吰律戏降牧U軸線到坡邊緣的距離不應小于50 cm，如圖1所示。

圖1 縱、橫向掃地桿構造圖

實際在模板滿堂支撐架搭設過程中，縱、橫向掃地桿未按規范設置，缺少縱橫向掃地桿將使立桿的計算長度增加，極易造成安全隱患。

4)主節點處縱、橫向水平桿缺失?？v橫向水平桿是滿堂支撐架必不可少的構件，規范規定主節點處必須設置一根橫向水平桿，用直角扣件扣接且嚴禁拆除。

實際施作過程中往往忽視頂部水平桿設置，常常不設頂部水平桿或頂部水平桿設置不到位，部分支架在中間只設一個方向水平桿?？v橫向水平桿設置不到位會導致立桿的計算長度大大增加，承載力會極大下降。

5)梁底支撐方式不合理。部分滿堂支架搭設立桿設置不合理，個別梁底立桿間距存在過大情況，增強設計時，現場簡單在梁底增加一根立桿支撐，錯誤的認為梁底立桿承受的荷載為全部荷載的1/3，實際檢算中，滿堂支撐架現澆梁混凝土施工中，梁底部分立桿受力占總荷載的60%以上，受力后易在此部位發生破壞。

6)剪刀撐設置不合理。JGJ 162-2008建筑施工模板安全技術規范規定:“滿堂模板和共享空間模板支架立柱，在外側周圈應設由下至上的豎向連續式剪刀撐;中間在縱橫向應每隔10 m左右設由下至上的豎向連續式的剪刀撐，其寬度宜為4 m～6 m，并在剪刀撐部位的頂部、掃地桿處設置水平剪刀撐。剪刀撐桿件的底端應與地面頂緊，夾角宜為45°～60°。當建筑層高在8 m～20 m時，除應滿足上述規定外，還應在縱橫向相鄰的兩豎向連續式剪刀撐之間增加之字斜撐，在有水平剪刀撐的部位，應在每個剪刀撐中間處增加一道水平剪刀撐。當建筑層高超過20 m時，在滿足以上規定的基礎上，應將所有之字斜撐全部改為連續式剪刀撐?！睗M堂支撐架整體穩定試驗證明，增加豎向、水平剪刀撐，可增加架體剛度，提高腳手架承載力。在豎向剪刀撐頂部交點平面設置一道水平連續剪刀撐，可使架體結構穩固。

剪刀撐布置見圖2。

設置剪刀撐比不設置臨界荷載提高26% ～64%(不同工況)，剪刀撐不同設置，臨界荷載發生變化，所以根據剪刀撐的不同設置滿足不同的承載力要求。施工現場滿堂支撐架，經常不設剪刀撐或只是支架外圍設置豎向剪刀撐，這種結構不合理，所以要求滿堂支撐架在縱、橫向間隔一定距離設置豎向剪刀撐，在豎向剪刀撐頂部交點平面、掃地桿的設置層設置水平剪刀撐，保證支架結構穩定。

圖2 剪刀撐布置圖

1．3 施工安全管理

1)施工方案不合理。滿堂支撐架現澆梁混凝土施工未編制專項施工組織方案，技術要求較復雜的方案沒有經過專家論證。編制的技術方案及安全質量控制措施缺乏指導性，缺少詳細的平面圖、立面圖、細部構造圖，不能有效指導現場施工。

2)安全技術交底不到位。未按規定對施工作業人員進行安全技術交底，或安全技術交底內容不到位，交底中缺少搭設參數、構造措施和安全注意事項。

3)安全培訓不到位。施工作業人員安全教育培訓不到位，素質較低，架子工等特殊工種未按規定培訓考試合格取得特種作業人員資格證。

4)檢驗檢測不到位。鋼管、扣件的抽樣檢測缺少代表性，檢測的批次和數量不足，JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范規定:扣件進入施工現場應檢查產品合格證，并應進行抽樣復試，技術性能應符合現行國家標準GB 15831-2006鋼管腳手架扣件的規定。要求扣件使用前應逐個仔細檢查，對破損、變形、滑絲的不得使用。但在實際施工中，作業隊對扣件螺栓擰緊扭力矩檢查較少，抽檢數量不足，不能反映扣件總體質量情況。施工過程中未對模板支架進行總體檢查驗收，未對支架的整體穩定性進行確認。

2 預防及加強措施

為了保證橋梁支架和移動模架的安全使用，必須重點做好以下技術管理工作:

1)方案科學合理。按規定編制專項施工方案，方案科學合理，必要時經專家論證，專項施工方案要對支撐系統整體穩定及支架地基承載力要求進行計算，明確材料種類、規格及連接措施，支撐系統具備足夠的強度、剛度和穩定性滿足要求，同時充分考慮現場氣候、地形條件等各種影響因素。專項施工方案還應包括接頭方法、縱橫向剪刀撐設置、水平橫桿布置方式以及支架安裝、拆卸的安全措施。

2)嚴格落實安全管理制度。嚴格按照確定的技術方案組織施工，落實安全技術交底制度，操作人員按要求持證上崗。細化施工組織及作業方案，編制作業指導書及技術交底，嚴格控制立桿間距、水平桿步距，設置掃地桿和剪刀撐，不準隨意更改。在使用過程中，不得隨意拆除桿件。

3)加強檢查驗收。a．堅持使用合格材料，對進場材料嚴格檢查，凡是變形的鋼管應調直，符合要求方能使用，過度變形和嚴重損壞的鋼管不得使用，扣件要達到鎖扣能力。b．嚴格檢查支架地基承載力，地基基礎土體按要求采取壓實、換填或澆筑混凝土墊層等措施，采取措施后地基承載力是否滿足要求。c．混凝土澆筑前，相關單位必須對支架進行驗收，對扣件螺栓擰緊扭力矩進行抽查，保證支架按要求搭設。d．澆筑過程中應派專人對模板及支架觀測，發現異常必須停止作業，經檢查和加固后方可重新使用，澆筑時應均勻對稱澆搗，控制澆筑速度，防止混凝土超高堆置和偏載造成支架失穩。

4)強化搭設工藝。a．盡量采用對接扣件接長立桿，減少立桿鋼管接長不正產生偏心荷載，一般除頂部可采用搭接外，其他位置必須采用對接接長，提高支架的承載能力。相關試驗數據表明，對接扣件的承載能力比搭接的承載能力能大2倍左右。b．剪刀撐設計及施作到位，通常情況下立桿與水平橫桿連接扣件的節點構造屬于鉸接，結構是不穩定的，適當增加剪刀撐布置數量，提高支模架和腳手架的抗變形能力。

3 結語

支架現澆梁在橋梁施工中廣泛應用，支架現澆要充分考慮地形地勢影響，滿堂支撐架高度建議不超過30 m。

［1］JGJ 130-2011，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范［S］．

［2］GB 50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范［S］．

［3］段 鋒．市政工程現澆箱梁支架驗算及施工技術［J］．山西建筑，2012，38(14):183-184．

［4］JGJ 162-2008，建筑施工模板安全技術規范［S］．