公路工程橋梁高空作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)淺析

王憲強(qiáng)

中交一公局第二工程有限公司(龍灣項(xiàng)目)

公路工程橋梁高空作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)淺析

王憲強(qiáng)

中交一公局第二工程有限公司(龍灣項(xiàng)目)

在一般性公路工程橋梁工程中往往需要設(shè)計(jì)高空作業(yè)平臺(tái)，用來(lái)作為高空作業(yè)的承重、安全保障設(shè)施。在常規(guī)施工中，根據(jù)不同情況可以選擇不同形式的高空作業(yè)平臺(tái)，但高空作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)非常高，合適的選擇可以節(jié)約資本，提高施工進(jìn)度，保證施工人員安全。

公路工程；橋梁工程；高空作業(yè)平臺(tái)；經(jīng)濟(jì)性；安全性

1.前言

高空作業(yè)一直是危險(xiǎn)系數(shù)極高的作業(yè)方式，在施工技術(shù)不斷改革的今天，高空作業(yè)平臺(tái)的施工方法也趨于多樣性。高空作業(yè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)大致可分為基礎(chǔ)(預(yù)埋構(gòu)件)部分，承重部分及構(gòu)造部分。不同的高空作業(yè)平臺(tái)，其各個(gè)構(gòu)造差別很大。

基礎(chǔ)(預(yù)埋構(gòu)建)主要是高空作業(yè)平臺(tái)的著力點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分時(shí)，需考慮基礎(chǔ)部分的承載能力，及承載構(gòu)造。最簡(jiǎn)單的有地面硬化處理、高墩墩身摩擦受力等方法。

2.腳手架搭設(shè)施工平臺(tái)

在公路工程施工中，主要利用利用碗扣鋼管或單純鋼管拼接搭建，可以根據(jù)需要改變施工平臺(tái)的大小及承載能力，無(wú)需其他輔助措施，適用于作業(yè)高度25m以下環(huán)境，過(guò)高的作業(yè)高度往往帶來(lái)搭接變慢，抗傾覆能力變?nèi)?，沉降?yán)重等問(wèn)題。

根據(jù)所承受施工荷載不同，碗扣支架可以靈活的調(diào)整支架間距，以提高支架整體承載能力，單純性的鋼管支架，間距可變動(dòng)范圍較大，一般為1.5m～0.5m。碗扣支架支架間距主要分為60cm及80cm，根據(jù)荷載分布不同，亦可分布不同的支架間距組合，分為單排、雙排、滿堂紅等。（見(jiàn)表1）

圖1 碗扣支架簡(jiǎn)圖

作用在腳手架上的荷載，一般有施工荷載(操作人員和材料及設(shè)備等重力)和腳手架自重力。各種荷載的作用部位和分布可按實(shí)際情況采用。腳手架用小橫桿附在結(jié)構(gòu)物上(單排)或用拉撐件與建筑物拉結(jié)。荷載的傳遞程序是：腳手板→小橫桿→大橫桿→立桿→底座→地基。

扣件是構(gòu)成架子的連接件和傳力件，它通過(guò)與立桿之間形成的摩擦阻力將橫桿的荷載傳給立桿。碗扣支架一般自成體系，通過(guò)與結(jié)構(gòu)物的橫向連接增加穩(wěn)定性。試驗(yàn)資料表明，由摩擦阻力產(chǎn)生的抗滑能力約10KN，考慮施工中的一些不利因素，可采用安全系數(shù)K=2，取5KN。表為扣件性能試驗(yàn)規(guī)定的合格標(biāo)準(zhǔn)。

具體碗扣支架內(nèi)力計(jì)算可參考《建筑施工計(jì)算手冊(cè)》。

3.抱箍法搭建施工平臺(tái)

抱箍法搭建高空工作平臺(tái)在公路工程中主要適用于圓柱墩，且作業(yè)面較小的蓋梁及系梁施工(圖1)。該工法有構(gòu)造簡(jiǎn)單，利用原有結(jié)構(gòu)體承重，并可承受較大的施工荷載，拆卸簡(jiǎn)單，重復(fù)利用率極高等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是無(wú)法提供大跨徑施工作業(yè)平臺(tái)，且僅僅適用于原型結(jié)構(gòu)物造型為圓柱墩的情況，適用范圍較窄。

抱箍法的結(jié)構(gòu)主要為圓形鋼板制作成的抱箍圈，鋼板加勁肋作抱箍牛腿，工字鋼作主承重梁，小型工字鋼作分布梁，鋼筋做安全欄桿。根據(jù)荷載的不同，結(jié)構(gòu)形式及鋼板、工字鋼型號(hào)可做改變，但必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算。

抱箍法施工平臺(tái)承受荷載主要分為永久性荷載、風(fēng)載及施工產(chǎn)生荷載。永久性荷載包括承載結(jié)構(gòu)物自重、平臺(tái)自重；施工生產(chǎn)荷載包括澆注砼產(chǎn)生的水平力及震動(dòng)。新澆筑混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)普通混凝土可采用24kN/m3。鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖確定。對(duì)一般梁體結(jié)構(gòu)每立方米鋼筋混凝土的鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值梁可取1.5 KN。施工人員及設(shè)備荷載標(biāo)準(zhǔn)值，均布活荷載可取2.5KN/m2，再用集中荷載2.5 KN 進(jìn)行驗(yàn)算，比較兩者所得的彎矩值取其大值；當(dāng)計(jì)算直接支承小梁的主梁時(shí)，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取1.5 KN/m2；當(dāng)計(jì)算支架立柱及其它支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取1.0 KN/m2。

風(fēng)荷載利用下面公式計(jì)算：

表1 碗扣式支架主要構(gòu)造參數(shù)(單位m)

規(guī)范》GB50009規(guī)定采用；

在實(shí)際施工過(guò)程中，每次施工前應(yīng)嚴(yán)格檢查抱箍焊接質(zhì)量，使用過(guò)程中也需定期檢查有無(wú)脫焊、開裂、銹蝕嚴(yán)重、變形等影響施工安全的問(wèn)題存在。

4.墩身預(yù)埋法搭建施工平臺(tái)

在公路工程施工應(yīng)用中，墩身預(yù)埋法是在墩身澆注施工中，預(yù)埋構(gòu)件，在墩身模板拆除后，形成預(yù)留孔洞，用符合要求的鋼管從預(yù)留孔穿過(guò)墩身，以留在墩身外部部分受力，形成支撐的一種施工方式。預(yù)埋法簡(jiǎn)單可靠，操作性強(qiáng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。

預(yù)埋法在施工中需要注意在施加橫向荷載時(shí)需時(shí)刻注意工作平臺(tái)的水平位移，如發(fā)現(xiàn)較大的水平震動(dòng)或位移，需立刻采取措施，保證施工安全。

5.墩身預(yù)埋牛腿托架法搭建施工平臺(tái)

墩身預(yù)埋構(gòu)件，并預(yù)留孔洞，砼強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度后，采用工字鋼焊接、栓接等方式，形成牛腿樣式支撐結(jié)構(gòu)，相鄰兩個(gè)墩身的支撐結(jié)構(gòu)采用貝雷片或其他承力梁相連接，形成高空作業(yè)平臺(tái)承力結(jié)構(gòu)。牛腿法主要用于地質(zhì)情況復(fù)雜，且需跨徑較大的施工作業(yè)平臺(tái)時(shí)，或施工平臺(tái)作業(yè)高度較高，其他方法不適宜的情況。牛腿法施工使作業(yè)平臺(tái)下部懸空，可以大大節(jié)省參與平臺(tái)搭設(shè)的結(jié)構(gòu)數(shù)量。

6.臨時(shí)支墩法搭建施工平臺(tái)

臨時(shí)支墩法，是在實(shí)際施工中，設(shè)立臨時(shí)型的支撐結(jié)構(gòu)，主要以鋼管墩為主，臨時(shí)支墩做主承力結(jié)構(gòu)，上面分布貝雷片或其他結(jié)構(gòu)，形成施工平臺(tái)。臨時(shí)支墩法簡(jiǎn)單高效，應(yīng)用廣泛，并可應(yīng)用于跨?？绾拥忍厥馇闆r的施工作業(yè)平臺(tái)。受力可按照簡(jiǎn)支梁受力進(jìn)行分析。

7.機(jī)械施工平臺(tái)

一般為特種車輛，可以在一定程度上將施工人員及設(shè)備緩慢進(jìn)行抬升，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需其他輔助設(shè)施，移動(dòng)便捷，可以在施工完成后迅速轉(zhuǎn)入下一個(gè)施工點(diǎn)。缺點(diǎn)是造價(jià)高昂，不可能長(zhǎng)時(shí)間停留在一個(gè)施工作業(yè)點(diǎn)，且僅僅可以作為人員操作平臺(tái)，無(wú)法為結(jié)構(gòu)物提供必要的支撐平臺(tái)，在公路工程施工中應(yīng)用較少，在橋梁檢修施工中應(yīng)用較為廣泛，故在此不詳細(xì)討論。

8.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析比較，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同的作業(yè)環(huán)境，不同的高空作業(yè)需求已經(jīng)不同的地址基礎(chǔ)條件，可以選擇合適的高空作業(yè)施工平臺(tái)。高空作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)高，施工作業(yè)難度大，過(guò)程控制尤為重要，不論哪一種高空作業(yè)平臺(tái)的搭設(shè)及使用過(guò)程中，需積極采取必要的施工安全措施，為順利施工提供有力保障。

[1] 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，建筑施工計(jì)算手冊(cè)，2001.

王憲強(qiáng)，男，1989年4月生，本科，助理工程師，項(xiàng)目工程部長(zhǎng)。