脚手架知识

现浇混凝土桥梁结构工程支架施工

在桥梁工程施工中，尤其市政桥梁工程、城市立交工程现大都使用碗扣式多功能钢管支撑架。这种结构支架产品构件定型、安装简单，适用范围广泛，运输方便，可多次重复利用。经多年的使用已有成熟的设计、安装、拆卸规程，给桥梁施工带来极大的便利。

但是近来因为某些施工单位不按技术规范施工或盲目赶工期，忽视施工安全，疏于管理，同样给桥梁工程施工带来支架坍塌、人员严重伤亡的惨剧。如近两个月，先后发生温州立交桥匝道桥支架坍塌；12月3日，昆明机场桥支架坍塌造成7死8重伤26人轻伤；12月12日，安徽芜湖桥梁支架坍塌，8死7伤；贵州福泉市桥梁支架坍塌8死2伤的多次严重事故。这些不能不引起我们的高度重视。因此，我们这次技术交流重点说一下支架施工的技术规范和施工要点，希望在座公司员工都掌握支架施工的知识，到项目上都能发现问题，杜绝违规操作，消灭安全隐患，给我们公司所有的工程建设项目在安全、质量、技术管理上的这一环节提供可靠的保证。

一、有关的文件和规范

1、2009年5月13日，住房和城乡建设部【关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知】。（建质【2009】87号）（见附件一）

2、2009年6月2日，天津市城乡建设和交通委员会文件【关于转发住房和城乡建设部《关于印发﹤危险性较大的分部分项工程安全管理办法﹥的通知》的通知】。（见附件二）此通知进一步强调，建设单位在申请领取施工许可证或办理安全措施备案时，应当提供危险性较大的分部分项工程清单和安全管理措施。

以上两文件界定了“危险性较大的分部分项工程范围”。

凡是遇到符合上述范围的工程必须执行文件规定的内容，编制“安全专项方案”。复康路立交工程的危险性较大的工程专项方案截止目前共有三个：①下穿陈塘庄铁路支线地道工程；（见附件三）②桥梁现浇水泥混凝土支架工程；（见附件四，桥梁一二三标方案）③旧桥的拆除工程。（见附件五）

文件第五条还规定，“对于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，施工单位应当组织专家对专项方案进行论证”。

我们的支架工程搭设高度超过8m，跨度超过18m，施工总荷载超过15KN/m2，又有部分搭设在陈台子排水河的旧河道上，已符合“超过一定规模”的范围。所以我们按文件规定邀请了5名符合专业要求的专家组织了专家论证会，提交了论证报告并签字，各标段又据此修

改完善了专项方案，并据此实施。

我们的旧桥拆除工程起重量单件超过100KN，可能影响铁路交通、φ500热力管线、φ2200水源管、φ800自来水管、φ400煤气管和众多通讯管缆、配电房，此等状况已达到“超过一定规模”的标准，故除了由铁路有关部门审查通过外，有中铁一局组织了相关专家进行论证。

3、2003年8月30日，天津市市政工程局下发《关于加强混凝土结构工程支架设置管理的紧急通知》。（见附件六）

此文件对支架的地基承载力和梁体端部杆件加密等内容作了具体的规定。我们复康路立交工程严格按此规定执行并检查施工。

4、2008年11月4日，中华人民共和国住房和城乡建设部《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）。

5、中华人民共和国住房和城乡建设部《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

6、中华人民共和国住房和城乡建设部《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）。

7、中华人民共和国交通部《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。

8、天津市建设管理委员会《天津市政工程施工技术规范（桥梁工程部分）》（J10406-2004）。

二、WDJ碗扣式多功能支撑架规格与性能

当前，桥梁施工普遍使用的支架多采用WDJ碗扣支架作为现浇混凝土梁板的支架。这种支架全国已普遍推广使用。

1、主要特点与性能：

（1）多功能。根据施工要求，组成模数为多种组架尺寸和支架高度。

（2）接头拼拆速度快。

（3）拼接完成无螺栓作业，操作者可携带一把铁锤即能完成全部作业，减轻劳动强度。

（4）接头具有很好的抗剪、抗弯、抗扭力学性能。比其他类支架的结构强度高。

（5）碗扣接头可同时连续四根横杆，可以互相垂直或偏转一定角度。碗扣接头具有很好的力学性能。

（6）接头有可靠的自锁能力，整架有较完善的安全保障设施，实用安全可靠。

（7）不易丢失扣件，轻便、牢固、日常维护简单、运输方便。

2、WDJ碗扣支架的规格、型号、尺寸及质量见下表。

碗扣扣件规格

3、架体组装质量应符合下列要求：

mm；

（1）碗扣式钢管支架钢管规格应为Φ48mmX3.5mm，钢管壁厚3.525.0

（2）外观应平直，无裂纹，无分层，无结巴，无毛刺，无砂眼，无变形，无滑丝，无打孔。有以上缺陷的构件必须更换。

（3）立杆的上碗扣应能上下串动、转动灵活，不得有卡滞现象；

（4）立杆与立杆的连接孔处应能插入Φ10mm连接销；

（5）碗扣节点上应在安装1~4个横杆时，上碗扣均能锁紧；

（6）当搭设不少于二步三跨1.8mX1.8mX1.2m（步距X纵距X横距）的整体架体时，每一框架内横杆与立杆的垂直度偏差应小于5mm。

（7）可调底座底板的钢板厚度不得小于6mm，可调托撑钢板厚度不得小于5mm。

（8）可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于6扣，插入立杆内的长度不得小于150mm。

4、碗扣节点

（1）立杆的碗扣节点应有上碗扣、下碗扣、横杆接头和上碗扣限位销等构成。见下图。

（2）立杆碗扣节点艰巨应按0.6m模数设置。

三、碗扣支架的方案设计

1、按国家规范要求碗扣式钢管支架施工前必须编制专项方案，此方案必须包括整体结构稳定性分析与计算，以确保架体为几何不变体系。

2、支架方案设计

（1）支架方案设计应包括以下内容：

①工程概况：说明所服务对象的主要情况，应说明所建主体结构高度，绘制平面及断面图，

主要工程数量，结构形式，跨径，孔数等。

②架体结构设计和计算：

第一步：制定荷载；

第二步：荷载计算；

第三步：最不利位置立杆、横杆、斜杆强度验算，及地基承载力的验算。

第四步：绘制架体结构图（平、立、剖）及计算简图。

③确定各个部位斜杆的连接措施及要求，绘制立杆顶端及底端节点构造图；

④说明结构施工流水步骤，架体搭设，使用和拆除方法；

⑤编制构配件用料表及供应计划；

⑥保证质量安全的技术措施。

3结构的设计计算

（1）基本设计规定

本规范的结构设计采用概率理论为基础的极限状态设计法,以分项系数的设计表达式进行设计.

极限状态设计法简要介绍

①基本概念

刚度—结构或构件抵抗变形的能力；

强度—所能承受的最大内力，亦称为承载能力；

稳定—按失稳状态控制的承载力，叫抗失稳或稳定承载力。

②计算或验算项目

a、整体稳定性；

b、强度和稳定；

c、抗倾覆性；

d、支撑拉杆

e、地基基础

③安全系数额取值

按《建筑结构设计标准》（GBJ68-84）

强度计算安全系数K≥1.5；

稳定计算安全系数K≥2.0。

模板支撑架（满堂架）几何不变条件应保证（是）沿立杆轴线（包括平面x、y两个方向）的每行每列网络结构竖向每层有一根斜杆。

4、荷载计算

（1）荷载分类

用作于脚手架和模板支架上的荷载，可分为永久荷载（恒荷载）和可变荷载（活荷载）两类。

模板支架的永久荷载，一般包括下列荷载：

①作用在模板支架上的结构荷载，包括：新浇筑混凝土、钢筋、模板、支撑梁等自重。

②组成模板支架结构的杆系自重，包括：立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑等组成。

③配件自重，根据工程情况定，包括：脚手架、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重。

模板支架的可变荷载，一般包括下列荷载：

①施工人员及施工设备荷载。

②浇筑时振捣混凝土时产生的荷载。

③其他荷载（如雪荷载、冬季保温设施荷载、风荷载等）。

（2）荷载标准值

①模板支撑架的自重标准值Q1：应根据模板设计图纸确定。

②新浇筑混凝土自重（包括钢筋）标准值Q2：对普通钢筋混凝土可采用25kN/m3，对特殊钢筋混凝土应根据实际情况确定。

③施工人员及设备荷载标准值按均布活荷载去1.0kN/m2。

④振捣混凝土时产生的荷载标准值可采用2.0kN/m2。

⑤作用于模板支撑架上的水平风荷载标准值，应按下式计算：

W k=0.7μzμs W0

式中W k--风荷载标准值（kN/m2）；

μz--风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定采用；

μs--风荷载体形系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定的竖直面取0.8；

W0--基本风压（kN/m2），按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）规定采用。⑥满挂密目安全网的脚手架挡风系数ψ宜取0.8。

（3）荷载的分项系数

①计算模板支撑架构件强度时的荷载设计值，取其标准值乘以下列相应的分项系数：

a、永久荷载的分项系数，取1.2；计算结构倾覆稳定时，取0.9。

b、可变荷载的分项系数，取1.4。

②计算构件变形（挠度）时的荷载设计值，各类荷载分项系数，均取1.0。

（4）荷载效应组合

设计模板支架时，其架体的稳定应按下表的荷载组合要求进行计算。

5、地基承载力计算

（1）立杆基础最小底面积的计算

A g=N/f g

式中：N—立杆轴向力；

A g—主杆基础底面积（m2）

f g—地基承载力设计值（kPa）按地勘报告选用，当地基为回填土时乘以地基承载力系数。地基回填土必须分层夯实，并应考虑雨水渗透的影响。地基承载系数为0.4。

当地基为岩石或混凝土时，可不进行计算，但应保证立杆底座与基底均匀传递荷载。

6、模板支撑架设计计算

（1）模板支撑架结构设计计算应包括下列内容：

①根据梁板结构平面图，绘制模板支撑架立杆平面布置图；

②绘制架体顶部梁板结构及顶杆剖面图；

③计算最不利单肢立杆轴向力及承载力；

④绘制架体风荷载结构计算简图，架体倾覆验算；

⑤地基承载力验算；

⑥斜杆扣件连接强度验算。

（2）单肢立杆轴向力和承载力应按下列公式计算：

①不组合风荷载时单肢立杆轴向力：

N=1.2（Q1+Q2）+1.4（Q3+Q4）L x L y

式中：L x--单肢立杆纵向间距（m）；

L y--单肢立杆横向间距（m）；

Q1--模板及支架自重标准值；

Q2--新浇混凝土及钢筋自重标准值；

Q3--施工人员及设备荷载标准值；

Q4--浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值。

②组合风荷载时单肢立杆轴向力：

N=1.2（Q1+Q2）+0.9X1.4 [（Q3+Q4）L x L y+Q5] 式中： Q5--风荷载产生的轴向力（kN）。

①单肢立杆轴向承载力应符合下式要求：

N≤ψ·A·f

式中：ψ—轴心受压杆件稳定系数，按长细比查JGJ166-2008规范附录E采用；

A--立杆横截面面积（mm2）；

f—钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值。Q235A级钢材为205 N/mm2 。

四、构造要求

1、模板支撑架应根据所承受的荷载选择立杆的间距和步距，底层纵、横向水平杆作为扫地杆，距地面高度应小于或等于350mm，立杆底部应设置可调底座或固定底座；立杆上端包括可调螺杆伸出顶层水平杆的长度不得大于0.7m。

2、模板支撑架斜杆设置应符合下列要求：

（1）当立杆间距大于1.5m时，应在拐角处设置通高专用斜杆，中间每排每列应设置通高八字形斜杆或剪刀撑；

（2）当立杆间距小于或等于1.5m时，模板支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑；中间纵、横向由底至顶连续设置竖向剪刀撑，其间距应小于或等于4.5m；

（3）剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45°--60°之间，斜杆应每步与立杆扣接。

3、当模板支撑架高度大于4.8m时，顶端与底部必须设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑设置间距应小于或等于4.8m。

4、支架组装时应控制水平框架的纵向直线度，直角度及水平度。纵向直线度应小于

L/200,直角度应小于3.5°，横杆间水平度应小于L/400。

5、模板支撑架高宽比应小于或等于2；当高宽比大于2时，可采取扩大下部架体尺寸或采取其他构造措施。

6、模板下方应放置次楞（梁）与主楞（梁），次楞（梁）与主楞（梁）应按受弯杆件设计计算。支架立杆上端应采用U型托撑，支撑应在主楞（梁）底部。

7、人行通道坡度宜小于或等于1:3，并应在通道脚手板下增设横杆，通道可折线上升，拐弯处应设置脚手板及扶手。

8、

（1）当双排脚手架设置门洞时，应在门洞上部架设专用梁，门洞两侧立杆应加设斜杆。

（2）模板支撑架通道设置时，应在通道上部架设专用横梁，横梁结构经过计算确定。通过两侧支撑横梁的立杆根据计算应加密，通道周围脚手架应组成一体。

（3）洞口顶部必须设置封闭的覆盖物，两侧设置安全网。通行机动车的洞口，必须设置防撞设施。

五、支架的搭设

1、施工准备

（1）支架施工前必须制定施工设计或专项方案，保证其技术可靠和使用安全。经本单位技术审查批准后，报监理工程师批准，并报建设方备案后方可实施。

（2）支架搭设前工程技术负责人应按支架施工设计或专项方案的要求对搭设和使用人员进行技术交底。

（3）对进入现场的支架构配件，使用前应对其质量进行复检。

（4）构配件应按品种、规格分类放置在堆料区内或码放在专用架上，清点好数量备用。脚手架堆放场地排水应畅通，不得有积水。

（5）支架搭设场地必须平整、坚实、排水措施得当。

2、地基与基础处理

（1）支架地基基础必须按专项方案进行施工，按基础承载力要求进行验收，对支架地基的处理方法，可根据所在地区的地质条件选择不同的处理方法。地质条件较好的地区，可

原地清除杂物，原地整平压实后做C15混凝土条形基础即可。对于地基较为松软，可通过换填硬料，干土，石灰土等方法进行分层碾压，以确保支架基础的坚实性。有必要时应将支架范围内的基础进行硬化处理。

（2）软土地基硬化处理

对于地基较为松软的地区，为了确保地基的坚实，其处理方法可采取换填硬料，也可换填拆房土或好土进行分层碾压。在桥位处，桥下铺设60cm厚的石灰土，分三层碾压，密实度应达95%以上，以保证梁板支架基础的稳定。在土质极软的地区，也可借用桥墩及桥台的承台以及中间做基础作梁式支架。

（3）有水地基的处理

①潜水地基的处理

在桥位两侧超出桥宽每侧宽出1.5-2.0m，可用草袋子打坝或作土围堰，清除淤泥，换填硬料，或进行素土换填，上做40-60的灰土处理，分层碾压，密实度应95%以上后浇筑C15混凝土条形基础。

②深水地基的处理

根据桥梁的设计情况，决定是否采用桩基础。当采用桩基础时，应先考虑桥梁的净空，水面的标高，水的深度，河床土质情况等。还应考虑在桥梁现浇梁板后将桩基能够拔除的梁板高度。

3、支架的搭设

（1）支架立柱必须落在有足够承载力的地基上，立柱底端必须放置垫板或混凝土垫块。支架地基严禁被水浸泡，冬期施工必须采取防止冻胀的措施。

（2）支架通行孔的两边应加护桩，夜间应设警示灯。施工中易漂流物冲撞的河中支架应设牢固的防护设施。

（3）安装拱架前，应对立柱支撑面标高进行检查和调整，确认合格后方可安装。在风力较大的地区，应设置风缆。

（4）安设支架过程中，应随安装随架设临时支撑。

（5）支架不得与施工脚手架、便桥相连。

4、支架预压

支架组装施工完成之后，在铺设梁底模板之前，应进行支架的预压，以消除支架的非弹性变形与地基沉降。预压前一定要仔细检查支架各节是否连接牢固可靠，同时做好观测记录，预压时各点压重要均匀对称，防止出现反常情况，预压重量应≥梁板重量的80%，设计有规

定时应按设计要求执行。预压时每隔4h进行一次沉降观测，直至最后三天的平均沉降值<3mm 时方可卸载。

压载材料，根据施工单位的实际情况而定，压重可采用砂袋，钢锭均可。

5、预拱度设置

模板、支架和拱架的设计中应设施工预拱度。施工预拱度应考虑下列因素：

（1）设计文件规定的结构预拱度；

（2）支架和拱架承受全部施工荷载引起的弹性变形；

（3）受载后由于杆件接头处的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形；

（4）支架、拱架基础受载后的沉降。

设计预应力混凝土结构模板时，应考虑施加预应力后构件的弹性压缩、上拱及支座螺栓或预埋件的位移等。

6、施工中常见的质量问题

（1）碗扣节点松动，上碗扣限位不牢；

（2）地基石屑垫层厚度不均，宽度不够，垫木悬空不实；

（3）垫木长度不够，有劈裂，可调底座中心悬于垫木外；

（4）垫木放置不垂直于桥中心线，可调底座偏心于垫木；

（5）横杆直线度大于L/400，纵向直线度大于L/200；

（6）剪刀撑或斜杆不是通高，只在杆端与主杆扣接；

（7）主杆可调托撑外露过长，>34cm，丝扣在主杆内过短，造成托撑倾斜，受力偏心或失稳；

（8）扫地杆距地面大于35cm；

（9）支架外地面高于支架部位，容易雨水浸泡，地基软化而失稳；

（10）马道与支架连结，马道过陡过窄，防滑踏步应不小于5cm；

（11）冬期在冻胀地面搭设支架，春融后浇筑混凝土。

六、支架的拆除

1、拆除期限的原则规定

（1）模板、支架和拱架的拆除期限应根据结构物的特点、模板部位和混凝土所达到的强度来决定。

①非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时方可拆除，一般应在混凝土抗压强度达到1.5MPa时方可拆除侧模板；

②芯模和预留孔道内模，应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷和裂缝现象时，方可拔除；

③钢筋混凝土结构的承重模板、支架，应在混凝土强度能承受其自重力及其他可能的叠加荷载时，方可拆除，当构件跨度不大于4m时，在混凝土强度符合设计强度标准值的50%的要求后，方可拆除；当构件跨度大于4m时，在混凝土强度符合设计强度标准值的75%的要求后，方可拆除；当构件跨度大于8m时，在混凝土强度符合设计强度标准值的100%的要求后，方可拆除。

2、拆除时的技术要求

（1）模板拆除时应按设计的顺序经行，设计无规定时，应遵循先支后拆后支先拆的顺序，拆时严禁抛扔。

（2）卸落支架应按拟定的卸落程序进行，分几个循环卸完，卸落量开始宜小，以后逐渐增大。在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。在拟定卸落程序时应注意以下几点：

①在卸落前应在卸架设备上画好每次卸落量的标记；

②简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落；悬臂梁应先卸挂梁及悬臂的支架，再卸无铰跨内的支架；

3、墩、台模板宜在其上部结构施工前拆除。拆除模板，卸落支架，不允许用猛烈地敲打和强扭等方法进行。

4、模板、支架拆除后，应维修整理，分类妥善存放。

七、质量检验与验收

1、进入现场的碗扣架构备件应具备以下证明资料：

（1）主要构配件应有产品标识及产品质量合格证

（2）供应商配套提供管材、零件、铸件、冲压件等材质、产品性能检验报告。

2、构配件进场质量检查的重点：

钢管管壁厚度、焊接质量、外观质量、可调底座和可调托撑丝杆直径、与螺母配合间隙及材质。

3、对整体脚手架应重点检查以下内容：

（1）保证架体几何不变性的斜杆、剪刀撑等设置是否完善；

（2）基础是否有不均匀沉降，立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况；

（3）立杆上碗扣是否可靠锁紧；

（4）立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求。扣件拧紧程度。

4、脚手架搭设质量应按阶段进行检验：

（1）首段以高度达到6cm时应进行第一阶段（撂底阶段）的检验与验收；

（2）架体应随施工进度定期进行检查；达到设计高度后进行全面的检查与验收；

（3）遇6级以上大风、大雨、大雪后特殊情况的检查；

（4）停工超过一个月恢复使用前。

5、脚手架验收时，应具备下列技术文件：

（1）专项施工方案及变更文件；

（2）安全技术交底文件；

（3）周转使用的脚手架构配件使用前的复验合格记录；

（4）搭设的施工记录和质量检查记录。

6、质量检验标准

九、安全管理与维护

1、作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。

2、遇六级及以上大风、雨雪、大雾天气时应停止支架的搭设与拆除作业。

3、支架使用期间，严禁擅自拆除架体结构杆件，如需拆除必须报请技术人员主管同意，确定补救措施后方可实施。

4、严禁在支架基础及邻近处经行挖掘作业。

5、支架应与架空输电线路保持安全距离，工地临时用电线路架设及支架接地防雷措施等应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ461）的有关规定执行。

6、使用后的支架构配件应清除表面粘结的灰渣，校正杆件变形，表面作防锈处理后待用。