全封闭式整体轻型爬架和定型式脚手架在薄壁空心高墩施工中的应用

全封闭式整体轻型爬架和定型式脚手架在薄壁空心高墩施工中的应用
作者：蔡敏
来源：《建筑工程技术与设计》2015年第10期
1、工点概况
江罗高速公路是广东省高速公路网规划第四横线的西段，是广东东西走向的重要通道，第十一合同段位于广东省云浮市云安县境内，合同段全长8.83公里，围仔跨线桥为其中的控制性工程，位于王北凹隧道和围仔隧道之间，属山地丘陵地貌，桥位跨越河流谷地及县道
X466，地形起伏较大，地面标高从81.41～176.66m，平均墩高约47m，其中薄壁空心墩33个，平均墩高约62m，墩身截面为6.0m×3.2m（6.0m×2.6m）的矩形空心薄壁截面，壁厚
50cm。

桥梁上部采用左幅（8×30+21×40+30）m，右幅（8×30+20×40+30）m跨径，单幅桥宽16.5m。

2、薄壁空心高墩施工工艺
翻模施工操作简便，施工灵活，用于薄壁空心高墩施工可提高生产效率，但是采用翻模施工，作业平台一般焊接在模板外侧，造成平台空间狭小不便操作，且模板拆装过程中易损坏，更为重要的是作业平台与施工模板连接在一起不符合《公路水运工程施工安全标准化管理指南》要求，须采用一种全新的符合安全生产要求的模板和平台操作体系，项目部所采用的全封闭式整体轻型爬架和翻模法施工相结合的施工工艺，其最大的特点是拥有完全独立的施工操作平台，且平台能随桥墩的升高而爬升，大幅提高了高墩施工的整体安全性。

3、全封闭式整体轻型爬架和安全爬梯介绍
全封闭式整体轻型爬架主要由支承系统、底座、脚手架三部分组成。

在塔吊的配合下，在墩身外围拼装爬架，爬架随墩身升高而同步提升，作为安装钢筋、模板和砼浇筑的施工平台，同时也是一个全封闭的安全防护装置。

3.1支承系统
爬架的支承系统共由6根钢棒组成，钢棒直径80mm，插在墩身预埋孔内，钢棒两端采取限位措施，使钢棒与墩身锁定。

钢棒长1米。

每次浇筑混凝土时在浇筑面0.6m以下设预留孔，孔径85mm，根据顺桥向和横桥向工字钢底座的搭设方式，本爬架顺桥向预留孔设在上层（共2个预留孔），横桥向预留孔设在下层（共4个预留孔）。

3.2.爬架底座
爬架底座顺桥向采用2根I25b工字钢，横桥向采用2根I36b工字钢，工字钢环抱墩身，与墩身静距为5cm，通过纵横各两条“工字钢”组成“井”字形框架，再在悬臂上布置“工字钢”分布梁，形成平台用以支撑上部脚手架系统。

为方便工字底梁支撑钢棒的安装与拆除，在爬架支撑点的下面安装吊篮。

3.3脚手架系统
采用ø4.8cm，壁厚3.5mm的钢管通过扣件或焊接联结成脚手架系统，由于墩身每次浇筑高度为3m，钢筋一次性接长为6m，为此共设置6层爬架，每层高度225cm，顶杆伸出
1.2m，四周布置间距152cm的竖向钢管形成整体框架，框架外侧用同规格钢管拉剪刀撑进行加固，框架外侧及底座下设防坠安全网，外部设置高强塑料网围蔽，除底层和次底层铺铝合金防滑板外，其余每层框架顶面上铺设菱形防滑钢网；并设上下人梯，为施工人员提供一个整体式操作空间。

考虑到模板厚度，设计时在内层脚手框架与墩身间预留80cm距离。

初始爬架整体自重在16t左右，通过不断的优化改进，目前整体爬架自重在13t左右，自重降低，是的安全性大幅提高。

3.4定型式脚手架
围仔跨线桥平均墩高达47m，为确保高墩施工过程中人员上下的安全，采用定型式脚手架作为施工人员上下的安全爬梯。

与传统的爬梯门支架比较，定型式脚手架整体稳定强度更高，且连接插销能独立自锁，安装简单快速，使用标准化零件，零散构件丢失率底，损耗低等特点，能取得较好的综合效益。

4、全封闭整体式轻型爬架施工流程
采用全封闭整体式轻型爬架施工高墩墩身时，整体施工流程如下图所示：
5、全封闭整体式轻型爬架施工风险及爬架的改进
通过收集围仔跨线桥的相关设计、施工组织等工程资料，并对施工作业程序进行分解，分析施工过程中可能发生的安全风险有：高处坠落风险、模板事故风险、脚手架坍塌风险、起重吊装风险、落物伤人风险、触电伤害风险等。

为确保高墩施工过程不出现安全事故，在制定各项安全制度，技术措施和对人员进行全面交底的基础上，通过对高墩施工安全风险的详细分析，结合围仔跨线桥自身的特点，重点对上下爬梯和高空操作平台进行了改进，使爬架自重从原来的16T降低到目前的13T，使受力部位更安全、可靠。

6、应用实例和效果
传统的翻模施工工艺中模板和爬架整体提升安装耗时1.5天，钢筋安装耗时1.5天，围仔跨线桥在应用全封闭式整体轻型爬架和定型式脚手架后，爬架提升耗时0.3天，钢筋安装耗时1.2天，模板安装耗时1天，可比传统翻模节省0.5天（1.5+1.5-1.2-1-0.3=0.5天）的时间，墩身每次施工高度为3m，围仔跨线桥预计施工箱型高墩总长度为2100m，已投入9套轻型爬架，每套施工长度为233m。

因此，共计可节省时间为：233÷3×0.5=39天。

截止目前，围仔跨线桥已完成高墩19个。

由于有完善的安全管理制度、“接地气”的宣传教育方式、牢固可靠的安全防护措施，施工过程中未出现安全伤亡事故，虽然全封闭式整体轻型爬架在投入上有所增加，但其提高了施工效率，缩短了工期，节省了管理成本，降低了施工风险，创造了良好的安全效益，值得在高墩施工中推广应用。