桥墩脚手架施工方案

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桥墩脚手架施工方案

重庆渝北至四川广安高速公路(重庆段)土建工程第一分部

(K3+257.35~K22+500)

桥墩脚手架施工专项方案

城市用地分类与规划建设用地标准GB50137-2011.pdf中国水电建设集团路桥工程有限公司

1、编制依据及目的 2

3、存在的风险源分析及相关预防措施 4

3.2采取的预防措施 4

4.2大横杆的计算 5

4.3小横杆的计算 7

4.4扣件抗滑力的计算 8

4.5立杆的稳定性计算 8

4.6立杆的地基承载力计算 10

5、脚手架施工方案 10

5.1脚手架材料选择 10

5.3脚手架搭设方案 11

5.4脚手架拆除方案 15

6、脚手架施工控制措施 16

6.1技术保障措施 16

6.2质量保障措施 17

6.3安全保障措施 17

7、人员及设备物资配置 19

8、脚手架的检查与验收 20

9、应急预案及处理置措施 20

9.1应急预案的任务和目标 20

9.3应急救援组织机构及职责 21

9.4框架桥现浇支架坍塌事故预防与应急处置 23

9.6现场应急救援处理 25

9.7应急救援预案的启动、终止和终止后工作恢复 25

9.8应急救援的培训与演练 26

9.9救援器材、设备 26

9.10安全事故的救护单位 26

3、《路桥施工计算手册》;

8、我公司已积累的类似工程的施工经验及技术资料

保证渝广高速公路土建一分部桥梁墩、台的施工安全,使施工达到标准化建设标准,特编制此方案。

本方案适用渝广高速公路土建一分部桥梁墩台的施工,包括一期、二期工程。

1、桥梁名称:特大桥1座:黑水滩河特大桥,大桥4座:周家沟大桥、青龙咀大桥、白杨湾大桥、陡梯1#大桥,中桥2座:龙井湾中桥、陡梯2#中桥,桥梁总长3639.6m。

2、跨径:本标段共有20m、30m、40m三种跨径。

3、基础:为直径1.8m、2.0m、2.2m的混凝土灌注桩(764根)+地系梁基础501个+承台17个。

3、桥墩:墩柱528个,其中双圆柱墩511个,7个直径为2.6m,10个直径为3.0m的钢筋混凝薄壁空心桥墩。

4、桥台:采用U型台、扩大基础。

5、桥梁:预应力混凝连续T型梁,20mT梁704片、30mT梁392片、40mT梁245片。

拟建高速公路位于重庆市北部,属于缓丘、宽谷地貌。地形地貌严格受地质构造控制,由一系列走向北东的条形背斜、向斜相间排列的梳状构造和隔挡式构造形成的构造地貌,北部收敛,南部撒开似帚状展布,海拔在190~400m之间。

该标第四系土层只要有第四系人工填土、冲洪积层、坡洪积层、残坡积层段底层单一,均为侏罗系中统上沙溪庙组,厚度1095~1340m。岩性以紫红色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩夹紫、黄灰色岩屑长石石英砂岩为主。底部为一层沉积相对稳定,厚约30m的砂岩。分布于背斜两翼边缘,主要分布线路起点至隧道进口附近。

测段无断层通过,主要发育悦来向斜:位于偏岩~复兴场,轴向N15°~30°E,,轴部侏罗系上沙溪庙组地层,两翼侏罗系珍珠冲组~新田沟组地层,东翼倾角50~70°,西翼倾角35~60°,长35km,两翼不对称。

3、存在的风险源分析及相关预防措施

1、坍塌:支架失稳造成的架体垮塌。

2、物体打击:作业人员受到同一垂直作业面的交叉作业中和通道口处坠落物体的打击。

3、机械伤害:垂直运输设备、吊装设备和场内驾驶机械对人的伤害。

4、触电:作业人员在搭设钢管架、绑扎钢筋等工作中碰触破皮、老化线路或使用电器设备时触电。

5、高处坠落:作业人员从临边、预留孔洞、脚手架上坠落。

6、车辆伤害:支架运输车辆及支架附近行驶车辆造成的车辆的伤害。

1、支架搭设施工前做好各项准备工作,逐级做好三级技术、安全交底,落实到个人。

2、支架搭设前基础必须进行硬化,达到承载力要求;四周排水沟通畅;搭设时必须按经批准后的方案及相关的规程、规范进行。

3、支架搭设要按双排架进行,并设置之字型爬梯;支架平台满铺5cm厚跳板,并绑扎牢固;四周挂安全网,并张贴安全标示。

4、施工现场必须使用三相五线制,并且各条线路用不同颜色的区分;各工点设置独立的配电箱,连至各用电设备要使用电缆。

5、施工机械作业均选择具有认真负责并有丰富的施工经验人员进行操作,持证上岗,施工员及民工组长作为施工过程中的质量及安全监督员。

6、起重设备、泵车及运输车辆必要专人驾驶,并持有特属工种证件;配专人进行指挥,在安全范围内进行作业。

钢管脚手架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)。计算的脚手架为双排脚手架,搭设高度暂按35.0m高度计算,立杆采用单立管。搭设尺寸为:立杆的纵距1.5m,立杆的排横距1.5m,立杆的步距1.5m,采用的钢管类型为48.3×3.6mm。

支架纵、横向布置详见下图:

钢管断面积:A=5.06cm2

钢材弹性系数:E=2.05*105MPa

回转半径:i=(J/A)1/2=1.58cm

惯性矩:I=12.71cm4

截面模量:W=5.26cm3

大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算,大横杆在小横杆的下面。按照大横杆活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。

大横杆的自重标准值P1=0.04kN/m

脚手板自重标准值:0.35KN/m2,1m长度线荷载为0.35*0.5*1.5=0.263KN/m

栏杆、挡板自重标准值:0.17KN/m

静荷载的计算值:q1=0.04+0.263+0.17=0.473kN/m

活荷载标准值:Q=3.0KN/m2,1m长度线荷载为

q2=3*0.75=2.25KN/m

最大弯矩按三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩进行计算

跨中最大弯矩计算公式如下: 

跨中最大弯矩为:M1=(0.08×0.473+0.10×2.25)×1.52=0.59kN·m

支点最大弯矩计算公式如下:

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算:

=0.7×106/5260=132.9N/mm2

大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下: 

静荷载值q1=0.473kN/m 活荷载值q2=2.25kN/m

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度:

V=(0.677×0.473+0.990×2.25)×1500.04/(100×2.06×105×127100)=4.9mm

大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!

小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算,小横杆在大横杆的下面。用大横杆支座的最大反力计算值,在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

小横杆承受的上部重量:q1=1.4×(0.04+0.175+0.17)=0.58kN/m

活荷载值:q2=3*1.35/2=2.03kN/m

荷载的计算值:P=1.2×0.58+1.4×2.03=3.54kN

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载最大弯矩计算公式如下:

集中荷载最大弯矩计算公式如下:

M=3.54×12/8=0.81kN·m

=0.81×106/5260.0=153N/mm2

小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷最大挠度计算公式如下:

小横杆自重均布荷载引起的最大挠度:

V1=5.0×3.54×10004/(384×2.060×105×127100.000)=1.8mm

小横杆的最大挠度小于1000.0/150与10mm,满足要求!

4.5扣件抗滑力的计算

纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):

其中Rc──扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN;

R──纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。

大横杆的计算值:q1=1.5×(0.04+0.175+0.17)=0.58kN

小横杆的计算值:q3=0.04*1.2=0.048N

活荷载值:q2=3*1.35*1.5/2=3.04kN

P=荷载的计算值:R=1.2×(0.58+0.048)+1.4×3.04=5KN<8KN

单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

当直角扣件的拧紧力矩达40~65N·m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN;双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。

4.6立杆的稳定性计算

作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。静荷载标准值包括以下内容:

(1)每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);0.1161

NG1=0.116×35=4.06kN

(2)脚手板自重标准值:0.35KN/m2,单根立管受力:

NG2=0.35*1*1.5*0.5=0.263KN

(3)栏杆、挡板自重标准值:0.17KN/m

NG3=0.17*1.5=0.255KN

(4)吊挂的安全设施荷载,包括安全网(kN/m2);0.01

NG4=0.01×1.5×35=0.525kN

经计算得到,静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3+NG4=5.1kN。活荷载为施工荷载计算值产生的轴向力总和,内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。经计算得到,活荷载计算值NQ=3.0×1.5×1.35×0.5=3.04kN

全部荷载值=5.1+3.04=8.14kN

风荷载标准值应按照以下公式计算:

=0.7*1.25*0.96*0.45=0.378KN/m2

其中W0──基本风压(kN/m2),

Uz──风荷载高度变化系数,

Us──风荷载体型系数:Us=0.960

Mw=0.9*1.4Mwk=0.9*1.4*WkLah2*0.1=0.9*1.4*0.378*1.5*1.52*0.1=0.16KN.m

l0──计算长度(m),由公式l0=kuh=1.155*1.7*1.5=确定,l0=3.95m;

──轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i=395/1.59=258的结果查表得到0.119;

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 =8.14*103/0.119*506=135.2N/mm2

其中N──立杆的轴心压力计算值,N=8.14kN;

i──计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm;

k──计算长度附加系数,取1.155;

u──计算长度系数,由脚手架的高度确定,u=1.70;

A──立杆净截面面积,A=5.06cm2;

──钢管立杆受压强度计算值(N/mm2);

[f]──钢管立杆抗压强度设计值,[f]=205N/mm2;

经计算得到=135.2<205N/mm2

不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式

 =8.14*103/(0.119*506)+0.16*106/5260=152.50N/mm2

经计算得到=165.6 <[f]=205N/mm2;

考虑风荷载时,立杆的稳定性计算<[f],满足要求!

4.7立杆的地基承载力计算

支架立杆以回填石碴为为基础,支架基座20cm枋木或C20砼(长20cm、宽20cm、高15cm)块体,受力面积计算A=0.2*0.2=0.04m2,基础应力为:

σ=8.14*1000/(0.04*106)=0.204Mpa<0.24Mpa

石碴回填基础承载力取值240Mpa,因此地基承载力的计算满足要求,但考虑到露天作业,基础容易被水浸泡,拟采用C15砼浇筑15cm垫层进行基础封闭!

l、钢管落地脚手架,选用外径48.31mm,壁厚3.6mm,钢材强度等级Q235,钢管表面应平直光滑,不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯,新用的钢管要有出厂合格证。脚手架施工前必须将入场钢管取样,送有相关有资质的试验单位,进行钢管抗弯、抗拉等力学试验,试验结果满足设计要求后,方可在施工中使用。

3、脚手板、脚手片采用符合有关要求。

4、安全网采用密目式安全网,网目应满足2000目/100cm2,做耐贯穿试验不穿透,1.6×1.8m的单张网重量在3kg以上,颜色应满足环境效果要求,选用绿色。要求阻燃,使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证,以及建筑安全监督管理部门发放的准用证。

落地脚手架搭设的工艺流程为:场地平整、夯实→基础承载力实验、材料配备→定位设置通长脚手板、底座→纵向扫地杆→立杆→横向扫地杆→小横杆→大横杆(搁栅)→剪刀撑→铺脚手板→扎防护栏杆→扎安全网。

根据现场实际情况,承台或地系梁边缘距墩身距离足够的情况下,脚手架立杆可直接立在承台或地系梁上,只需设钢垫板,不需要进行地基处理。若承台或地系梁范围不够,则需对地基进行处理,从承台或地系梁边缘向外围按照3~5%找坡,回填土夯实,再浇筑15cm厚C15砼进行表面封闭,之后在垫层上铺设钢底座,然后再架设立杆,进行支架搭设。

下雨过后要对脚手架架体基础进行全面检查,严禁脚手架基底积水下沉。

在距脚手架外排立杆外0.5米处,设置一排水沟,排水沟纵向坡度为3-5‰。在核实位置设出口,引排到指定地点;或者在最低点,设置积水坑,水流入坑内,用潜水泵将水排出场外。

1)脚手架采用双排双立杆,立杆顶端低于结构1.5米,以方便上部结构模板及型钢支架搭设及拆除,立杆接头采用对接扣件连接,立杆与横杆采用直角扣件连接。

2)脚手架立杆纵距1.5m,横距1.35m,步距1.5m;内侧立杆距模板边缘不超过20cm。

3)脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置,使钢管立杆的对接接头交错布置,高度方向相互错开50cm以上,且要求相邻接头不应在同步同跨内,以保证脚手架的整体性。

4)立杆应设置垫木或钢底座,并设置纵横方向扫地杆,采用直角扣件固定在距底座下皮20㎝处的立杆上。

5)立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/400。

6)同排内外侧两根立杆连线与墩身表面垂直。

4、大横杆、小横杆设置

1)大横杆在脚手架高度方向的间距1.5m,以便立网挂设,大横杆置于立杆里面,每侧外伸长度为15cm。

2)用直角扣件与立柱扣紧;其长度大于3跨、不小于6米,同一步大横杆四周要交圈。大横杆采用对接扣件连接,其接头交错布置,不在同步、同跨内。

3)按立杆与大横杆交点(主节点)及大横杆跨中设置小横杆,小横杆与墩台身表面垂直,主节点处两端采用直角扣件扣紧在立柱上,跨中大横杆处扣紧在大横杆上,以形成空间结构整体受力。

4)根据作业层脚手板搭设的需要,可在两排双排架之间纵向间距6m,垂直间距6m增设拉结横杆,使墩柱两侧排架形成一个整体;拉结横杆与墩柱相交处,增加拉结横杆数量,与小横杆一起进行锁结在墩柱及系梁上,确保架体整体稳定,牢固。

1)本脚手架剪刀撑随立柱、纵横向水平杆同步搭设,用通长剪刀撑沿架高连续布置。

2)脚手架外侧立面必须设剪刀撑,剪刀撑一般每5步5跨设置一道,斜杆与地面的夹角为50度。斜杆相交点处于同一条直线上,并沿架高连续布置。

3)剪刀撑的一根斜杆扣在立柱上,另一根斜杆扣在小横杆伸出的端头上,两端分别用旋转扣件固定,在其中间每个主节点处均设固定点。所有固定点距主节点距离不大于15㎝。

4)最下部的斜杆与立杆的连接点距地面的高度控制在30㎝内。

5)施工中应根据结构物的高度及脚手架的长度和宽度,结合现场实际情况合理设置剪刀撑和斜撑。

6)剪刀撑的杆件连接采用搭接,其搭接长度≥100㎝,并用不少于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端的距离≥10㎝。

1)脚手板首选采用松木,厚5㎝、宽20-30㎝、长度不少于3.5米的硬木板;也可以采用竹串片脚手板。

2)脚手板设置在3根横向水平杆上,并在两端8㎝处用直径1.2㎜的镀锌铁丝箍绕2~3圈固定。当脚手板长度小于2米时,可采用两根小横杆,各杆距接缝的距离均不大于15㎝。

3)里外立杆间应满铺脚手板。拐角交接处平整,避免出现探头及空档现象,铺设时要选用完好无损的脚手板,发现有破损的要及时更换。

1)墩台高度不大于6m的脚手架,采用一字型斜道;

2)墩台高度大于6m的脚手架,采用之字型斜道;

3)斜道宜附着外脚手架或建筑物设置;斜道宽度不小于0.6m,坡度采用1∶1;拐弯处应设置平台,其宽度不应小于斜道宽度;

4)斜道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板。栏杆高度应为1.2m,挡脚板高度不应小于20cm;

5)斜道脚手板横铺时,应在横向水平杆下增设纵向支托杆,纵向支托杆间距不应大于50cm;脚手板顺铺时,接头宜采用搭接;下面的板头应压住上面的板头,板头的凸棱外宜采用三角木填顺;斜道脚手板上应设置防滑木条,木条厚度宜为2~3cm。

1)在作业层下部架设一道水平兜网,随作业层上升,同时作业不超过两层,设置安全网防护。

2)脚手架外侧使用建设主管部门认证的合格绿色密目式安全网封闭,且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。

2)选用18铅丝张挂安全网,要求严密、平整。

3)脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆,顶排防护栏杆不少于2道,高度分别为0.6m和1.2m。

1、拆架前,全面检查拟拆脚手架,根据检查结果,拟订出作业计划,有计划的进行拆除。

2、拆架时应划分作业区,周围设绳绑围栏或竖立警戒标志,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进入。

3、拆架的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、扎裹腿、穿软底防滑鞋。

4、拆架程序应遵守“由上而下,先搭后拆”的原则,即先拆脚手板、剪刀撑,而后拆小横杆、大横杆、立杆等,并按“一步一清”原则依次进行。严禁上下同时进行拆架作业。

5、拆立杆时,要先抱住立杆再拆开最后两个扣,拆除大横杆、剪刀撑时,应先拆除中间扣件,然后托住中间,再解端头扣。

6、拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,当解开与另一人有关的结扣时,应先通知对方,以防坠落。

7、拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线,以防触电事故。

8、在拆架时,不得中途换人,如必须换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。

9、拆下的材料要徐徐下运,严禁抛掷。运至地面的材料应按指定地点随拆随运,分类堆放,“当天拆当天清”,拆下的扣件和铁丝要集中回收存放。

10、输送至地面的杆件,应及时按类堆放,整理保养。

11、当天离岗时,应及时加固尚未拆除部分,防止存留隐患造成复岗后的人为事故。

14、如遇强风、大雨、雪等特殊气候,不应进行脚手架的拆除,严禁夜间拆除。

15、翻掀垫铺竹串片脚手板应注意站立位置,并应自外向里翻起竖立,防止外翻将竹串片内未清除的残留物从高处坠落伤人。

6、脚手架施工控制措施

1、操作人员作业前必须进行岗位技术培训与安全教育,并持有登高作业的特种工种证件。

2、技术人员在脚手架搭设、拆除前必须给作业人员下达安全技术交底,并传达至所有操作人员。

3、脚手架必须严格依据本方案进行搭设;搭设时,技术人员必须在现场监督搭设情况,保证搭设质量达到设计要求。

4、钢管与扣件进场前应经过检查挑选所用扣件在使用前应清理加油一次,扣件一定要上紧,不得松动。每个螺栓的预紧力在40N·m~65N·m之间。

5、架子搭设每到10m高度时由架子搭设人员进行自检;架子搭设完毕后由搭设会同施工单位、监理单位对整个脚手架进行验收检查,验收合格后方可投入使用。发现不符合要求处,必须限时或立即整改。

6、严禁将模板支架、揽风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管道等固定在脚手架上;脚手架严禁悬挂起重设备。

7、脚手架的安全性是由架子的整体性和架子结构完整性来保证的,未经允许严禁他人破坏架子结构或在架子上擅自拆除与搭设脚手架各构件。其中在脚手架使用期间,下列杆件严禁拆除:主节点处横、纵向水平杆。

8、架子搭设完毕,用合格密目安全网铺围护于架子的外围及底部。

1、架子在搭设(拆卸)过程要做到文明作业,不得从架子上掉落工具、物品;同时必须保证自身安全,高空作业需穿防滑鞋,佩戴安全帽、安全带,未佩戴安全防护用品不得上架子。

2、在架子上施工的各工种作业人员,应注意自身安全;不得随意向下、向外抛、掉物品,不得随意拆除安全防护装置。

3、雨、雪、雾及六级以上大风等天气,严禁进行脚手架搭设、拆除工作。

4、应设安全员负责对脚手架进行经常检查和保修。

(1)在下列情况下,必须对脚手架进行检查

a在六级以上大风和大雨后

b停用超过二个月,复工前。

a各主节点处各杆件的安装、构造是否符合方案的要求;

c安全防护措施是否符合要求。

6、在脚手架上进行电、气焊作业时,必须有防火措施和专人看护,安全员巡视检查。

7、脚手架必须有防止坠物伤人的防护措施。

8、搭拆脚手架期间,地面应设置围栏和警戒标志,严禁非操作人员入内。

9、钢管架应设置避雷针,分置于外架四角立杆之上,并联通大横杆,形成避雷网络,并检测接地电阻不大于30Ω。

10、脚手架不得搭设在架空线路的安全距离内,并做好可靠的安全接地处理。

11、定期检查脚手架,发现问题和隐患,在施工作业前及时维修加固,以达到坚固稳定,确保施工安全。

12、脚手架严禁钢竹、钢木混搭(晋)12J4-2 专用门窗,禁止扣件、绳索、铁丝、竹篾、塑料篾混用。

13、脚手架搭设人员正确使用安全帽、安全带、穿防滑鞋。

14、保证脚手架体的整体性,不得截断架体。

15、脚手架每支搭一层,支搭完毕后,经项目部安全员验收合格后方可使用。任何班组长和个人,未经同意不得任意拆除脚手架部件。

16、严格控制施工荷载,脚手板不得集中堆料施荷,施工荷载不得大于3kN/m2,确保较大安全储备。

17、结构施工时不允许多层同时作业,同时作业层数不超过两层GB∕T 3098.25-2020 紧固件机械性能 不锈钢和镍合金紧固件选用指南.pdf,如果两层同时作业,两层之间要悬挂安全兜网,确保下部操作人员安全。

18、各作业层之间设置可靠的防护栅栏,防止坠落物体伤人。

7、人员及设备物资配置

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