陡峭山體條件下腳手架及模板支撐設(shè)計(jì)與施工

于明睿 劉泉昌 武繼舟 邢有強(qiáng)

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，山地建筑項(xiàng)目日益增多，與普通腳手架相比，高陡邊坡支護(hù)腳手架的安裝更為復(fù)雜，穩(wěn)定性和安全性是成敗的關(guān)鍵，腳手架及模板的安全與施工尤為重要。本文結(jié)合工程案例對(duì)陡峭山體條件下腳手架及模板支撐設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)探究。

【關(guān)鍵詞】腳手架;模板;高陡邊坡;陡峭山體;驗(yàn)算;設(shè)計(jì)與施工

目前腳手架的施工技術(shù)較為成熟，而相對(duì)高、陡的邊坡工程的腳手架施工經(jīng)驗(yàn)較為欠缺。在山地建筑施工中，高陡邊坡的支護(hù)腳手架的倒塌和高空墜落事故相對(duì)較高。對(duì)于邊坡施工腳手架搭設(shè)過(guò)程中，要對(duì)腳手架的安全穩(wěn)定性制定相應(yīng)的方案及保證。為了保證工程的順利進(jìn)行，本工程經(jīng)過(guò)調(diào)整方案參數(shù)、專家論證、施工過(guò)程中嚴(yán)格把控，順利地完成施工任務(wù)。

1.工程概況

山東日照市的嵐山海綿城市景觀橋項(xiàng)目，根據(jù)勘察資料：景觀橋由3道45m跨1.2m厚空腹主拱圈及17道6m跨0.3m厚腹拱圈組成（見圖1） 。

在進(jìn)場(chǎng)初期，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地貌進(jìn)行實(shí)地勘察，架體基礎(chǔ)需進(jìn)行處理，1#、3#主拱圈及4#-6#墩腹拱地下基礎(chǔ)為原山體原貌需要進(jìn)行基礎(chǔ)處理，待強(qiáng)度滿足要求后進(jìn)行搭設(shè)架體。

2.施工部署

2.1施工方案

腳手架順山體搭設(shè)，根據(jù)施工需要，設(shè)架體按山體形狀后坡形的形狀安裝，腳手架高度隨著山體坡度改變，掃地桿連接良好。 在施工面強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后繼續(xù)搭設(shè)山體腳手架，搭設(shè)腳手架時(shí)要及時(shí)檢查，確認(rèn)腳手架的穩(wěn)定達(dá)到方案要求的可靠后可搭設(shè)后續(xù)腳手架。 在腳手架的轉(zhuǎn)角位置和兩端位置設(shè)置剪刀撐。剪刀的兩端應(yīng)該用旋轉(zhuǎn)緊固件和腳手架的立桿和水平桿固定[1]。

2.2腳手架搭設(shè)

結(jié)構(gòu)形式主拱采用碗扣式支撐架體，腹拱圈架體基礎(chǔ)位于主拱圈之上，架體模數(shù)不易控制故采用鋼管扣件式架體。碗扣式架體體系，次龍骨規(guī)格50mm×80mm方木，間距150mm;主龍骨規(guī)格Ф48.3mm×3.5mm雙鋼管（現(xiàn)場(chǎng)放樣加工成弧形），立桿縱橫向間距900mm×600mm，步距1200mm，最頂端步距1200mm。扣件式架體體系，次龍骨規(guī)格50mm×80mm弧形木龍骨，間距150mm;主龍骨規(guī)格Ф48.3mm×3.5mm雙鋼管（立桿縱橫向間距900mm×600mm，水平步距1200mm。圖2為搭設(shè)規(guī)則示意圖 ， 圖3為邊坡修整示意圖。

2.3計(jì)算書

2.3.1模板面板計(jì)算

（1）荷載的計(jì)算：

①鋼筋混凝土梁自重（kN/m）：q1=25.500×1.200×0.400=12.240kN/m

②模板的自重線荷載（kN/m）：q2=0.200×0.400×（2×1.200+0.800）/0.800=0.320kN/m最大彎矩M=0.072kN.m;最大變形V=0.246mm

（2）抗彎強(qiáng)度計(jì)算

經(jīng)計(jì)算得到面板抗彎計(jì)算強(qiáng)度f(wàn)=γ0M/W=1.10×0.072×1000×1000/9600=8.250N/mm2面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]，取17.00N/mm2;面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算f<[f]，滿足施工設(shè)計(jì)要求。

（3）抗剪計(jì)算

截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值γ0T=3γ0Q/2bh=3×1.10×2058.0/（2×400.000×12.000）=0.707N/mm2;截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[T]=1.40N/mm2;面板抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算T<[T]，滿足要求。

（4）撓度計(jì)算

面板最大撓度計(jì)算值v=0.246mm;面板的最大撓度小于200.0/250，滿足要求。

2.3.2梁底支撐龍骨的計(jì)算

（1）龍骨抗彎強(qiáng)度計(jì)算

抗彎計(jì)算強(qiáng)度f(wàn)=γ0M/W=1.10×0.155×106/10520.0=16.21N/mm2;龍骨的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2，滿足要求。

（2）龍骨抗剪計(jì)算

最大剪力的計(jì)算公式：Q=0.6ql截面抗剪強(qiáng)度必須滿足：γ0T=3γ0Q/2bh<[T]

截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值T=3×1.10×2325.40/（2×50.00×50.00）=1.535N/mm2;截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[T]=120.00N/mm2;龍骨的抗剪強(qiáng)度計(jì)算滿足要求。

（3）龍骨撓度計(jì)算

最大變形v=0.677ql4/100EI=0.677×7.177×400.04/（100×206000.00×254200.0）=0.024mm;龍骨的最大撓度小于400.0/400（木方時(shí)取250），滿足要求。

2.3.3梁底支撐鋼管計(jì)算

抗彎計(jì)算強(qiáng)度f(wàn)=γ0M/W=1.10×0.142×106/5262.3=26.98N/mm2;支撐鋼管的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，滿足要求;支撐鋼管的最大撓度小于400.0/150與10mm，滿足要求。

2.3.4立桿的穩(wěn)定性計(jì)算

允許長(zhǎng)細(xì)比（k取1）λ0=214.352/1.291=166.036<210長(zhǎng)細(xì)比驗(yàn)算滿足要求。

φ=0.159;σ=1.10×13398/（0.159×505.5）+1.10×60000/5262=196.176N/mm2;立桿的穩(wěn)定性計(jì)算σ<[f]，滿足要求。

2.3.5模板支架整體穩(wěn)定性計(jì)算

抗傾覆力矩：MR=8.0002×0.450×（6.060+0.200）+2×（0.000×8.000×0.450）×8.000/2=180.280kN.m;傾覆力矩：MT=3×1.100×34.204=112.874kN.m;模板支架抗傾覆驗(yàn)算MT

2.4管理方面

為保證本工程陡邊坡腳手架的安全搭設(shè)及使用。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：腳手架荷載是否超過(guò)規(guī)定;在腳手架、承重平臺(tái)等場(chǎng)所設(shè)置承重標(biāo)志，對(duì)允許堆放的重量、數(shù)量進(jìn)行量化體現(xiàn);腳手架基礎(chǔ)是否牢固，是否有裂縫和位移變形。

監(jiān)督管理手段：（1）定期安排專職 保安人員例行檢查;（2）在塔吊上安裝全景攝像頭以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是一種創(chuàng)新的監(jiān)控和管理方法。現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員、監(jiān)理、業(yè)主可隨時(shí)通過(guò)手機(jī)上 APP 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)超高、陡邊坡腳手架規(guī)范搭設(shè)及規(guī)范施工操作進(jìn)行全方位監(jiān)控，為腳手架安全管理 提供了一種有效的監(jiān)督管理手段[2]。

3.結(jié)語(yǔ)

嵐山海綿城市腳手架設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中的管控，從各方面提高了復(fù)雜地質(zhì)條件腳手架施工的管理能力，并確保施工過(guò)程的安全性。經(jīng)過(guò)對(duì)本工程高、陡腳手架施工進(jìn)行了全方位的有效監(jiān)督，為類似工程的腳手架設(shè)計(jì)與施工積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 夏靜.高大模板支撐體系支架坍塌事故的分析施工技術(shù)， 2001（10）

[2] 崔顯岳 ， 夏長(zhǎng)華 ， 盧文閣.腳手架在高邊坡治理工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù) ， 2008 ， 37（S2）：367-370.

（作者單位：中建八局第二建設(shè)有限公司）

【中圖分類號(hào)】TU731.2

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-3362（2020）10-0100-02