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1、探讨某大桥高墩钢管脚手架设计及稳定性分析论文摘要：在桥梁施工中，高桥墩施工一直是重点和难点，在文中主要论述了某大桥的高桥墩钢管脚手架专项施工，其中脚手架的设计及安装，稳定性是其关键，本文中分析了该桥墩的脚手架的稳定性设计和分析。K60+577(6-40m)坞水河大桥为云南省保山市六曼公路特大桥之一，该桥墩脚手架施工为控制性工程。桥梁中线为直线，桥梁全宽9米，桥梁孔垮布置为6-40米装配式预应力混凝土，先简支后连续T梁桥。1#、5#墩采用1.7米双柱式,2#、3#、4#桥墩采用空心单薄壁墩配群桩,两岸桥台均为重力式桥台,扩大基础。桥梁路线穿过深切沟谷，沟底宽阔平缓，2#墩位于沟底边缘，3#墩位于
2、沟底中部，4#墩位于沟谷半坡。在沟底出口平缓地带建立混凝土拌和站及钢筋加工场。其中2#空心墩墩高51米, 3#空心墩墩高60米, 4#空心墩墩高40米。为保证施工人员和检查人员的安全,我项目部将在2#、3#、4#墩使用钢管脚手架搭设爬梯、检查平台及休息平台。关键词：桥梁工程、高桥墩、脚手架、稳定性分析及设计。1、桥梁高墩钢管脚手架施工技术方案多立杆扣件式钢管脚手架在施工中经常用到，它起到维护、提供工作面和支撑作用，关系到施工能否安全顺利进行起到关键作用，也是施工安全检查中的一项重要内容。1.1基本规定1.1.1、多立杆扣件式钢管脚手架在建筑物外围作维护和操作架体时，有单、双排之分，一般当架体搭
3、设高度H24m时，按构造搭设，不计算分析，当H2550m时，用双排脚手架，且应计算各杆件的承载力及变形。1.1.2、围护操作脚手架的基本要求：满足工人操作、材料堆放、运输要求；安全坚固有足够的强度、刚度和稳定性；搭拆方便，节约材料且能多次周转使用等。1.1.3、主要构造要求：架体杆件主要有立杆、大横杆、小横杆、连墙杆、扫地杆、斜撑、剪刀撑、立杆垫块、护身栏杆、安全网及连接各杆件的扣件等。各种杆件的间距、搭接长度按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范执行，连墙杆每层均设且高度4m，长度6m，与墩体及外架刚性连接；剪刀撑应沿建筑物外侧四周从下向上连续设置，呈45o60o，斜杆搭接长度1m，并不少于
4、三个扣件紧固。布置方式：H25m时，在脚手架的两端、转角及中间间距1215米设置一道，且每片不少于三道；当H=2550米时，除满足以上要求外，应在相邻两排剪刀撑之间，尚需沿高度1015米处加设纵向通长剪刀撑一道；当H50m时，应沿脚手架全长全高连续设置。（一） 多立杆钢管脚手架的设计计算1、规范标准规定（1）当基本风压，且为敞开式脚手架，每个连墙杆（点）覆盖面积30，在计算立杆稳定时不考虑风荷载。（2）脚手架受弯构件允许挠度值的取值：脚手板、纵横水平杆件，悬挑梁受弯构件。（3）受压构件长细比应符合： 立杆：双排架，单排架横向斜撑（剪刀撑）中的压杆，拉杆，按计算结果查钢结构设计规范附表得值。且当
5、时。（4）杆件计算长度取值立杆： 计算长度附加系数取1.155脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数，按下表一插入法选用立杆步距扣件式钢管脚手架立杆的计算长度系数小横杆计算长度：当双排架时，为内外立杆中心距；当单排架时为立杆中心至支撑墙内之间的距离。其他杆件： 大横杆的计算长度：应按计算2、各种恒荷载、活荷载标准值的取值规定（1）脚手架杆件及扣件自重标准值产生的轴向力。它与立杆、水平横杆（大、小横杆，连墙杆）的间距有关。可按实际计算或查有关资料选用。（2）构配件等恒载产生的轴向力：如脚手板、挡脚板、护围栏杆、安全网等产生的轴向力。如冲压钢板脚手板等取0.41 KN/m2，竹串片脚手板等取0.49
6、 KN/m2。（3）施工荷载标准值产生的轴向力总和。其计算面积按下图计算，标准值为2.0 KN/m2。（4）风载荷标准值，按下式计算： Z高度处的风振系数，取0.7风压高度变化系数。风载荷体形系数。查建筑结构荷载规范。（5）载荷效应组合值：N计算立杆轴向受压设计值，当不组合风荷载时：组合风荷载时： 3、多立杆扣件式钢管脚手架各杆件计算公式。（1）纵向大横杆宜按三跨连续梁计算，小横杆宜按单跨简支梁计算。计算公式： 、的计算公式详见简明建筑结构设计手册。纵横向水平杆与立杆扣接时，扣件抗滑承载力计算应满足： 扣件抗滑承载力标准值。对接扣件时，取3.2KN；直角旋转扣件时单扣件取8KN，双扣件取12K
7、N。要求扣件螺栓拧紧扭矩值为4060Nm。纵横向水平杆的竖向作用力设计值。（2）立杆稳定性验算时，按轴心受压杆件计算。其计算位置应取受力最不利的立杆最下一步距及步距、纵横距变化处。计算公式：当不组合风荷载时，应满足： 当组合风荷载时，应满足：其中： （不组合风载时） (组合风载时)（3）连墙杆强度、稳定性验核：应按轴心受压杆件计算计算公式：抗压强度、稳定性应满足：。其中： 每个连墙杆（点）计算覆盖面积：如当，按二步三跨布置连墙杆时，则。附加压力，当双立杆时取5KN，单立杆时取3KN。扣件抗滑承载力验算满足：（4）立杆地基承载力计算其立杆支座当米时，按构造要求设置；当米时应验算支座的抗冲切力及弯
8、矩验算和地基承载力计算。支座按有关资料计算，地基承载力计算公式为：。立杆轴向力设计值（KN/m2） 地基承载力标准值（KN/m2） 各种垫层土承载力调整系数。对碎石类回填土取0.4、粘性土取0.5、岩石砼取1.0。各种类土的地基承载力标准值。查建筑地基基础设计规范中。 A立杆垫块底面积（m2） N立杆轴向力设计值（KN）（5）扣件式钢管脚手架允许搭设高度的计算：脚手架允许搭设高度规范规定：单排脚手架：米，双排脚手架：米，若超过允许搭设高度可采用下部双管立杆，分段悬挑或增设拉杆（撑杆）分段卸荷等有效措施。计算公式：当不组合风荷载时：当组合风荷载时：每米脚手架杆件及扣件产生自重标准值（KN/m）。
9、可按实际情况计算或查有关资料取值。并用下式调整。取HS和H较小值，不小于H为合格。（三）K60+577坞水河大桥2#、3#、4#墩钢管脚手架设置。（1）钢管脚手架按落地扣件式双排钢管脚手架设置，内侧距高墩间距为50cm，两排钢管架间距为40cm。连墙杆布置按二步三跨布置，扣件连接。（2）将地基夯实后浇筑20cmC20混凝土,铺垫一层木板,设扫地钢管, 间距30cm，扫地钢管与横杆第一排钢管间距为130cm, 横杆第一排钢管与横杆第二排钢管间距为130cm，横杆第二排钢管与横杆第三排钢管间距为140cm，每400cm为一循环，相同设置。钢管采用48钢管。（3）立杆顺桥向间距分别为90cm、150
10、cm、90cm，横桥向间距分别为95cm、150cm、150cm、95cm。（4）踏步为顺桥侧双排钢管脚手架外搭设宽100cm，休息平台设100cm宽，踏步及扶手均采用钢管，踏步垫长80cm，宽30cm竹夹板。（5）外部设800cm高防护网，绕一周，随施工高度变化上移，周转使用。（四）坞水河大桥3#墩钢管脚手架计算分析坞水河大桥3#墩钢管脚手架需搭设60米高落地扣件式双排钢管脚手架。计算位置取受力最不利的立杆最下一步距及步距、纵横距变化处，立杆及各种纵横向杆件均为钢管，立杆横距，立杆纵距，步距，连墙杆布置按二步三跨布置，扣件连接。其余按脚手架搭设有关规范标准执行。施工均布活荷载标准值. 1、验
11、算立杆的稳定性1）钢管的各种力学参数： 2）钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值：。 3）每个连墙杆（点）计算覆盖面积：立杆稳定性验算不考虑风荷载，应满足。（1） 求N值（立杆底部压力最大、最不利，为计算单元）:按6层竹串片脚手板计算，q取0.492，则（考虑同时两个操作层施工，q=22=4）则（2）计算值依，值查表一可得：则 查表得（3）代入因此立杆稳定性附合要求。2、连墙杆计算用双旋转扣件与架体连接，内立杆距墙500mm。试验算连墙杆的强度和抗滑承载力。应满足（1） 求： 则 （2） 求值 （可以）由查规范可得（3） 验算：（可以）（4） 扣件抗滑承载力验算：应满足 因采用双扣件 所以
12、（可以）3、验算脚手架搭设高度因建设地点，此敞开式脚手架连墙杆覆盖面积在计算立杆稳定性时不考虑风荷载。 取二者较小值可见，最大搭设高度可达，已超过60米，可行。2、施工安全保证措施2.1、安全保证体系2.1.1、安全目标本工程的安全目标为：“四无、一杜绝”和“一创建”。“四无”即：无重伤事故、无交通事故、无火灾洪灾事故；“一杜绝”即：杜绝死亡事故。施工安全工作贯彻“安全第一，预防为主”的方针，“一创建”为创建安全标准工地。安全工作是项目施工管理的重要内容，确保施工安全，避免事故发生，是参加施工的全体职工的重要任务，正确贯彻“安全为了生产，生产必须安全”及“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安
13、全保证体系，建立安全责任制，开展安全教育，强化安全意识，加强安全监督检查。2.1.2、安全保证体系严格遵守各类安全技术规程，建立健全项目部和施工队、班组三级安全保证体系,项目部设专职安全员和安全质量部，队和班组设专职安全员，主抓安全工作。严格落实各项制度，保证令行禁止。2.2、安全施工管理措施2.2.1、建立安全施工责任制度。建立各级安全施工责任制，认真执行国家有关安全方面的政策、法令和规章制度。逐级签订安全生产责任状，明确分工，责任到人。2.2.2、在编制施工组织设计和施工计划时，必须同时编制安全技术措施。主管施工生产的领导和施工负责人员在布置施工任务时，必须同时布置安全工作。2.2.3、加
14、强安全生产教育，提高全员安全意识。开展创安全标准工地活动，进行安全检查评比，激发全员安全生产的自觉性。2.2.4、严格安全监督，建立和完善定期安全检查制度。把事故消灭在萌芽状态,同时严格事故报告和奖罚制度。2.2.5、加强安全防护，设置安全防护标志。各种防护设施配备齐全，严格遵守操作规程，创造一个安全、文明的施工环境。2.2.6、抓好现场管理，坚持文明施工，在石方爆破、开挖基坑及施工危险地段要设置安全警示牌,以防意外事故发生。2.2.7、加强爆炸物品的管理，严格执行公安、消防有关法规，建立采购、运输、贮存、领取、使用、回库等一系列管理制度。2.2.8、定期或根据施工需要发放和检查施工所用的各种
15、安全机具设备和劳动保护用品。2.2.9、建立事故报告制度，并按有关规定严格执行。2.2.10、制订安全奖罚办法，明确责任，严格对各单位的考核。实行全员安全风险抵押金制度。项目部、队各级领导、普通职工分别按一定的比例交纳，最低限额不少于5000 元。落实各级安全行政责任制，对安全事故的责任人，将按责任大小分别给予相应的行政处罚。2.3、 突发事件应急预案2.3.1、突发事故的应急预案2.3.1.1编制目的通过编制并实施应急预案，提高项目部处置重大事故的能力。给员工的工作和施工场区周围居民提供更好更安全的环境；保证各种应急资源处于良好的备战状态；指导应急行动按计划有序地进行；防止因应急行动组织不力
16、或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；充分体现应急救援的“应急精神”。快速、有序、高效地控制紧急事件的发展，将事故损失减小到最低程度。2.3.1.2编制依据依据安全生产法、建设工程安全生产管理条例和消防法等法律、法规和标准，快速、有序地控制紧急事件的发展，将事故损失减小到最低程度，根据国务院国家安全生产事故灾难应急预案,结合项目部的实际情况，制定应急预案。根据项目部施工特点，结合实际制定并实施自然灾害、事故灾害、社会安全事件等方面的应急预案。2.3.1.3危险源及风险分析经分析本项目危险源有： 事故灾害：火灾、电击、传染病、食物中毒、各类工伤、高空
17、作业造成高空坠落及高空打击、开挖及爆破施工发生设备损害及人员伤亡事故等； 社会安全事件：施工场地内发生的打架斗殴、偷盗、哄抢等治安事件及阻挠施工正常进行等其它原因造成的事件等。以上事件都有可能危害单位员工安全和财产安全，影响项目部正常工作和员工及员工家庭的个人生活。2.3.1.5应急处置原则(1).以人为本、减少灾害程度； (2).统一领导、快速反应，分级负责、措施果断、预防为主。2.3.1.6组织机构项目部成立应急救援领导小组，由项目经理任组长，副组长由专职安全员担任，成员包括各部门主管及施工队主管，按要求进行详细分工，各负其责，确保发生应急事件时科学合理有序的得到处置，将损失控制在最小。2
18、.3.1.7预防预警 根据评估的危险源，科学地监控可能发生的事故及影响度，提出合理的意见，确立最佳的应急方案。结合周边资源应急救援能力，制定出应急计划。组建由下而上、由内到外的网络应急报警机制，按上级主管部门的事故上报规定和上报制度，依照程序向上级相关主管部门汇报。项目经理接到事故报告后，应立即启动应急预案，组织应急救援小组赶赴事故现场，组织指挥现场抢救工作，同时将事故的概况报告上级主管部门以及政府有关部门。2.3.1.8应急响应根据发生事故造成的损失应急响应分为、级，由项目部负责应急响应，并按照事故报告程序逐级上报至公司备案，当事态得到有效控制，危险得到消除时，由项目经理下达应急结束令。由安
19、质、技术等部门验证现场，当隐患消除后解除现场警戒。由办公室收集有关事故处理的信息，有针对性定期和不定期的向外界和内部如实的报道。2.3.1.9后期处置抢险救援结束后，由监理单位主持、业主、设计、咨询等相关单位参加的恢复生产会，对生产安全事故发生的原因进行分析，确定下部恢复生产应采取的安全、文明、质量等施工措施和管理措施。2.3.1.10保障措施(1).配备所需的通信联络设备，如手机、固定电话、对讲机等，并公布应急救援领导小组电话、联系人等； (2).组建固定的救援队伍； (3).配齐配足必要的救援专用设备和器械； (4).项目部财务应准备一定金额的应急救援备用金，并不得挪用； (5).根据实际情况制定的其它应急措施。参考文献1、交通部发布公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000；2、交通部发布公路路基施工技术规范JTG F10-2006；3、交通部发布公路工程质量检验评定标准（土建工程）JTGF80/1-2004；4、交通部发布公路施工安全技术规程JTJ076-95；5、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范