公路工程橋梁高空作業平臺設計淺析

王憲強

中交一公局第二工程有限公司(龍灣項目)

公路工程橋梁高空作業平臺設計淺析

王憲強

中交一公局第二工程有限公司(龍灣項目)

在一般性公路工程橋梁工程中往往需要設計高空作業平臺，用來作為高空作業的承重、安全保障設施。在常規施工中，根據不同情況可以選擇不同形式的高空作業平臺，但高空作業危險系數非常高，合適的選擇可以節約資本，提高施工進度，保證施工人員安全。

公路工程；橋梁工程；高空作業平臺；經濟性；安全性

1.前言

高空作業一直是危險系數極高的作業方式，在施工技術不斷改革的今天，高空作業平臺的施工方法也趨于多樣性。高空作業平臺的結構大致可分為基礎(預埋構件)部分，承重部分及構造部分。不同的高空作業平臺，其各個構造差別很大。

基礎(預埋構建)主要是高空作業平臺的著力點，因此在設計基礎部分時，需考慮基礎部分的承載能力，及承載構造。最簡單的有地面硬化處理、高墩墩身摩擦受力等方法。

2.腳手架搭設施工平臺

在公路工程施工中，主要利用利用碗扣鋼管或單純鋼管拼接搭建，可以根據需要改變施工平臺的大小及承載能力，無需其他輔助措施，適用于作業高度25m以下環境，過高的作業高度往往帶來搭接變慢，抗傾覆能力變弱，沉降嚴重等問題。

根據所承受施工荷載不同，碗扣支架可以靈活的調整支架間距，以提高支架整體承載能力，單純性的鋼管支架，間距可變動范圍較大，一般為1.5m～0.5m。碗扣支架支架間距主要分為60cm及80cm，根據荷載分布不同，亦可分布不同的支架間距組合，分為單排、雙排、滿堂紅等。（見表1）

圖1 碗扣支架簡圖

作用在腳手架上的荷載，一般有施工荷載(操作人員和材料及設備等重力)和腳手架自重力。各種荷載的作用部位和分布可按實際情況采用。腳手架用小橫桿附在結構物上(單排)或用拉撐件與建筑物拉結。荷載的傳遞程序是：腳手板→小橫桿→大橫桿→立桿→底座→地基。

扣件是構成架子的連接件和傳力件，它通過與立桿之間形成的摩擦阻力將橫桿的荷載傳給立桿。碗扣支架一般自成體系，通過與結構物的橫向連接增加穩定性。試驗資料表明，由摩擦阻力產生的抗滑能力約10KN，考慮施工中的一些不利因素，可采用安全系數K=2，取5KN。表為扣件性能試驗規定的合格標準。

具體碗扣支架內力計算可參考《建筑施工計算手冊》。

3.抱箍法搭建施工平臺

抱箍法搭建高空工作平臺在公路工程中主要適用于圓柱墩，且作業面較小的蓋梁及系梁施工(圖1)。該工法有構造簡單，利用原有結構體承重，并可承受較大的施工荷載，拆卸簡單，重復利用率極高等特點。缺點是無法提供大跨徑施工作業平臺，且僅僅適用于原型結構物造型為圓柱墩的情況，適用范圍較窄。

抱箍法的結構主要為圓形鋼板制作成的抱箍圈，鋼板加勁肋作抱箍牛腿，工字鋼作主承重梁，小型工字鋼作分布梁，鋼筋做安全欄桿。根據荷載的不同，結構形式及鋼板、工字鋼型號可做改變，但必須進行結構受力驗算。

抱箍法施工平臺承受荷載主要分為永久性荷載、風載及施工產生荷載。永久性荷載包括承載結構物自重、平臺自重；施工生產荷載包括澆注砼產生的水平力及震動。新澆筑混凝土自重標準值，對普通混凝土可采用24kN/m3。鋼筋自重標準值應根據工程設計圖確定。對一般梁體結構每立方米鋼筋混凝土的鋼筋自重標準值梁可取1.5 KN。施工人員及設備荷載標準值，均布活荷載可取2.5KN/m2，再用集中荷載2.5 KN 進行驗算，比較兩者所得的彎矩值取其大值；當計算直接支承小梁的主梁時，均布活荷載標準值可取1.5 KN/m2；當計算支架立柱及其它支承結構構件時，均布活荷載標準值可取1.0 KN/m2。

風荷載利用下面公式計算：

表1 碗扣式支架主要構造參數(單位m)

規范》GB50009規定采用；

在實際施工過程中，每次施工前應嚴格檢查抱箍焊接質量，使用過程中也需定期檢查有無脫焊、開裂、銹蝕嚴重、變形等影響施工安全的問題存在。

4.墩身預埋法搭建施工平臺

在公路工程施工應用中，墩身預埋法是在墩身澆注施工中，預埋構件，在墩身模板拆除后，形成預留孔洞，用符合要求的鋼管從預留孔穿過墩身，以留在墩身外部部分受力，形成支撐的一種施工方式。預埋法簡單可靠，操作性強，構造簡單，應用廣泛。

預埋法在施工中需要注意在施加橫向荷載時需時刻注意工作平臺的水平位移，如發現較大的水平震動或位移，需立刻采取措施，保證施工安全。

5.墩身預埋牛腿托架法搭建施工平臺

墩身預埋構件，并預留孔洞，砼強度達到一定強度后，采用工字鋼焊接、栓接等方式，形成牛腿樣式支撐結構，相鄰兩個墩身的支撐結構采用貝雷片或其他承力梁相連接，形成高空作業平臺承力結構。牛腿法主要用于地質情況復雜，且需跨徑較大的施工作業平臺時，或施工平臺作業高度較高，其他方法不適宜的情況。牛腿法施工使作業平臺下部懸空，可以大大節省參與平臺搭設的結構數量。

6.臨時支墩法搭建施工平臺

臨時支墩法，是在實際施工中，設立臨時型的支撐結構，主要以鋼管墩為主，臨時支墩做主承力結構，上面分布貝雷片或其他結構，形成施工平臺。臨時支墩法簡單高效，應用廣泛，并可應用于跨?？绾拥忍厥馇闆r的施工作業平臺。受力可按照簡支梁受力進行分析。

7.機械施工平臺

一般為特種車輛，可以在一定程度上將施工人員及設備緩慢進行抬升，操作簡單，無需其他輔助設施，移動便捷，可以在施工完成后迅速轉入下一個施工點。缺點是造價高昂，不可能長時間停留在一個施工作業點，且僅僅可以作為人員操作平臺，無法為結構物提供必要的支撐平臺，在公路工程施工中應用較少，在橋梁檢修施工中應用較為廣泛，故在此不詳細討論。

8.結束語

通過以上分析比較，可以發現對于不同的作業環境，不同的高空作業需求已經不同的地址基礎條件，可以選擇合適的高空作業施工平臺。高空作業危險系數高，施工作業難度大，過程控制尤為重要，不論哪一種高空作業平臺的搭設及使用過程中，需積極采取必要的施工安全措施，為順利施工提供有力保障。

[1] 中國建筑工業出版社，建筑施工計算手冊，2001.

王憲強，男，1989年4月生，本科，助理工程師，項目工程部長。