2019年桥梁墩身施工脚手架专项方案.doc

中铁**局集团
目 录
1、编制依据及说明 1
1.1、编制依据 1
1.2、编制说明 1
2、墩身概况 1
3、墩身钢管脚手架设计形式 1
3.1、钢管脚手架整体设计 1
3.2、钢管脚手架安全性检算 2
3.2.1、脚手架和剪刀撑的设置形式： 2
3.2.2、脚手架的立杆整体稳定性验算 3
3.2.3、立杆地基承载力安全性验算 5
3.2.4、脚手架的横向整体稳定性检算 6
3.2.5、脚手架的纵横水平杆及脚手板和扣件抗滑安全性验算 8
4、安全保证措施 12
4.1、外防护脚手架搭设和使用安全保证措施 13
4.2、外防护脚手架拆除的安全保证措施 14
５、脚手架体系的防雷措施 15

沪昆客专长昆湖南段***标段桥梁墩身施工扣件式脚手架专项方案
沪昆客专长昆湖南段***标
桥梁墩身施工扣件式脚手架专项方案
1、编制依据及说明
1.1、编制依据
⑴、《建筑工程扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）；
⑵、沪昆客专长昆湖南段****项目桥梁设计图纸和施工现场实际情况。
1.2、编制说明
本方案是针对沪昆客专长昆湖南段***标中铁**局项目项目经理部桥梁墩身施工扣件式钢管脚手架搭设的专项方案。
2、墩身概况
沪昆客专长昆湖南段***标中铁***局项目项目经理部共137个墩柱，墩身分为实体桥墩和空心桥墩。桥墩具体分类见《桥梁墩身施工安全专项方案》第二章表2-1。
3、墩身钢管脚手架设计形式
3.1、钢管脚手架整体设计
针对我标段桥梁的墩身现状，脚手架搭设高度最大达到42.5m，墩身外侧采用双排钢管脚手架围绕墩身一周，脚手架外围拉满安全网，竖向每一层作业面满铺脚手板，设置纵横向剪刀撑，剪刀撑斜角60º。墩身两侧脚手架之间竖向每隔3m横向连接一次，在安装模板时再拆除，在墩身前后方向设置四道缆风绳，在墩身小里程方向设置人员上下和材料运输的专用坡道，坡度不大于45º。坡道两侧加设防护栏杆，满铺脚手板脚手板上设置25cm×30cm的踏步。所有脚手架钢管全部采用(φ48×3.5mm)普通钢管。

墩身扣件式钢管脚手架上下通道正面图
3.2、钢管脚手架安全性检算
以***大桥最高墩身墩为例进行检算。墩身高度为23.5m,扣除墩帽高度3.0m,还剩20.5m，加上栏杆高度1.2m，脚手架初步高度为21.7m。
3.2.1、脚手架和剪刀撑的设置形式：
①墩身外围围绕墩身一圈采用扣件落地式双排钢管脚手架，脚手架高
21.7m，其中防护栏杆高度为1.2m，顺桥向横向间距Lb＝1.2m，纵向间距La为（1.0、1.2）m两种。横桥向横向间距Lb＝1.2m。纵向间距La为（1.0、1.25、1.5）三种。脚手架内排立杆距离墩身1.0m（底部），整个脚手架的上下步距为统一尺寸（1.5m），第一根距离地面0.2m。
②墩身内围也是采用扣件落地式双排钢管脚手架，脚手架高度和外围一
样为21.7m，横向间距Lb＝1.5m，纵向间距La＝1.7m。步距1.5m。立杆离墩身距离0.25m。
③整个内外围双排钢管脚手架全部满外分层设置纵横向剪刀撑，内外两层，剪刀撑斜杆与地面夹角为60°,剪刀撑与相交的钢管全部用扣件连接，每根剪刀撑钢管与支架体系连接竖杆连接，剪刀撑整体成W型布置，剪刀撑之间交叉成X型连接，每根剪刀撑钢管接头不少于三个扣件连接。
④在脚手架高度作业面层次环绕墩身位置满铺脚手板，采用50mm厚木脚
手板。内外两排钢管脚手架竖向每隔1.5m横向连接一次。连接件采用2m长的钢管连接。
⑤脚手架底部纵横向全部设置扫地杆，架设置纵、横扫地杆。纵向扫地
杆采用直角扣件固定在距地面≤200mm处的立杆上。横向扫地杆采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差≤1m。
3.2.2、脚手架的立杆整体稳定性验算
① 计算立杆段的轴向力设计值N。
考虑到怀化地区有时风力很大，且脚手架高度很高，故按组合风荷载的
情况计算，所有荷载检算按最不利组合计算。各项检算数据：La＝1.7m，Lb＝1.5m，步距1.5m。
N＝1.2(NG1K+NG2K)+0.85×1.4∑NQK
式中 NG1K－脚手架结构自重标准值产生的轴向力；
NG2K－构配件自重标准值产生的轴向力；
∑NQK－施工荷载标准值产生的轴向力总和。
NG1K＝gk*Hs
式中 gk－每米高脚手架产生的结构自重标准值（KN/m）；
Hs－脚手架不含栏杆高度时的高度（m）；
NG2K＝NG2K－1＋NG2K－2＋NG2K－3
NG2K－1＝n/2×La×Lb×脚手板自重标准值
NG2K－2＝La×栏杆、脚手板自重标准值
NG2K－3＝LaH×安全维护设施自重标准值
NQK＝1/2×La×Lb施工均布荷载标准值
从规范查表得：gk＝0.163KN/m
NG1K＝0.163×（21.7－1.2）＝3.341KN
NG2K－1=4/2×1.7×1.5×0.35=1.785KN
考虑四层绑扎钢筋作业层脚手板
NG2K－2=1.7×0.14=0.238KN
NG2K－3=1.7×21.7×0.002=0.0738KN
则 NG2K=1.785+0.238+0.0738=2.1KN
∑NQK＝1.7×1.5×2/2=2.55KN
则 N=1.2×（3.341＋2.1）＋0.85×1.4×2.55=9.5637KN
②立杆上由风荷载设计值产生的弯矩MW：
MW＝Kn×ω0×μs×La
查规范得：Kn＝0.2661
怀化地区基本风压值ω0＝0.35KN/m2
μs=1.3×0.449=0.5837
从而得：MW＝0.2661×0.35×0.5837×1.7=0.0929KN*m
③ 受压杆件的稳定系数φ：
φ＝kμh＝1.155×1.5×1.5=2.6m
长细比λ＝2600/15.8=164.6＜[λ]＝210
φ=0.259
④ 整体稳定验算：
N/φA＋MW/w=9760/0.259/489＋92900/5080
=95.35N/mm2＜205N/mm2
结论：脚手架的整体稳定性安全。
3.2.3、立杆地基承载力安全性验算
所有立杆都直接放置在承台上，而承台的砼标号为C40，立杆基础底面的平均压力应满足下式要求：
P≤fｇ
式中 fｇ为地基基础（承台）的容许承载力，取24.5Mpa
P－立杆基础底面的平均压力，P=N/A
N-立杆传至基础顶面的轴向力设计值,取9.7605KN
A-基础底面积,取4.893cm2
P=9.5637KN/4.893cm2=19.5Mpa＜fｇ＝24.5Mpa
结论：地基基础的承载力满足安全性要求。(承台宽度不足需要伸入承台外侧时，要进行夯实，地基承载力不得小于22Mpa)
3.2.4、脚手架的横向整体稳定性检算
①计算风荷载对脚手架产生的横向弯矩
脚手架在搭设完毕后，横向受风荷载作用将产生向顺风方向倾斜的弯矩，这时脚手架就要靠自身的自重产生的弯矩来平衡。
水平风荷载标准值，按下式计算：
ωｋ＝0.7μz×μs×ω0
式中:ωｋ－风荷载标准值（KN/ｍ２）；
　　　　 μz－风压高度变化系数
　　　 　μs－脚手架风荷载体型系数
　　　　 ω0－怀化地区基本风压值
　　　　 0.7－基本风压值的修正系数
查规范得：μz＝1.42、μs＝0.5837、ω0＝0.35KN/ｍ２
ωｋ＝0.7μz×μs×ω0＝0.7*1.42×0.5837×0.35=0.2031KN/m2
双排钢管脚手架的挡风面积Aｎ＝（La＋ｈ＋0.325 ×La×ｈ）×d
式中　　Aｎ－一步一纵距（跨）内钢管的总挡风面积；
　　　　La，ｈ－分别为立杆纵距（ｍ）和步距（ｍ）；
　　　　ｄ－钢管外径（ｍ）
由前面可得：La＝1.7m，ｈ=1.5m,d=0.048m。
Aｎ＝(1.7+1.5+0.325×1.5×1.7)×0.048＝0.19338
则整个脚手架所受的风荷载F风＝ωｋ× Aｎ×21.7×10/1.7/1.5
　＝3.34KN
风荷载对脚手架体系产生的弯矩M风＝F风*21.7/2＝37.975KN*m。
② 计算脚手架体系自重荷载和施工荷载对脚手架产生的稳定弯矩
双排钢管脚手架产生的结构自重标准值
NG1K＝gk×Hs
式中 gk－每米高脚手架产生的结构自重标准值（KN/m）；
Hs－脚手架不含栏杆高度时的高度（m）；
从规范查表得：gk＝0.163KN/m
NG1K＝0.163×（21.7－1.2）×4.5＝15.04KN
双排钢管脚手架栏杆、脚手板、和安全防护设施自重标准值
NG2K＝NG2K－1＋NG2K－2＋NG2K－3
NG2K－1＝n/2×La×Lb×脚手板自重标准值
NG2K－2＝La×栏杆、脚手板自重标准值
NG2K－3＝LaH×安全维护设施自重标准值
NG2K－1=8/2×1.7×1.5×0.35=3.57KN
考虑四层绑扎钢筋作业层脚手板
NG2K－2=1.7×0.14=0.238KN
NG2K－3=1.7×21.5×0.002=0.0731KN
则NG2K=3.57×4+0.238×12.5/2.3+0.0731×5=16.585KN
F自重＝NG1K+NG2K=37.8565KN
则M自重＝F自重×(1.35×３＋１×２)/2＝114.52 KN*m。
M自重/M风=114.52/79.275=1.44
所以脚手架的横向稳定性满足要求。
3.2.5、脚手架的纵横水平杆及脚手板和扣件抗滑安全性验算
① 脚手板强度验算：
脚手架的纵向距离最大为：La＝1.7m
脚手板为h=5cm厚的杉木板，抗弯强度设计值为fm＝11N/mm2
抗弯强度按下式计算：σ＝M/W
式中 M－弯矩设计值
W－ 截面模量 W=4.167×10－4m3
M值按下式计算：M＝1.2MGK+1.4MQK
式中 MGK－脚手板自重标准值产生的弯矩
MQK－施工荷载标准值产生的弯矩
查规范得：木脚手板自重标准值：0.35KN/m2
施工均布荷载标准值：3KN/m2
木脚手板按宽度1m，自重荷载检算建模如下：
图1 脚手板自重荷载检算建模示意图

剪力图（KN）

弯矩图（KN·m）
计算得：MGK＝0.23 KN·m
木脚手板施工荷载检算建模如下：

图2 脚手板施工荷载检算建模示意图

剪力图（KN）

弯矩图（KN·m）
计算得：MQK＝1.98KN·m
M=1.2MGK+1.4MQK=1.2×0.23+1.4×1.98=3.048 KN·m
σ=M/W=3.048KN·m/4.167×10－4m3=7.31N/mm2＜fm=11N/mm2
竖向剪切应力和竖向挠度远远小于脚手板的容许剪切应力和容许挠度，不用检算。
结论：脚手板的强度满足安全性要求。
② 向水平杆验算：
横向水平杆最长为1.2m，为简支梁结构，根据脚手板的检算结果得出水平杆所受的均布荷载为3.85KN/m。建模如下：

图3 水平杆受力检算建模示意图

剪力图（KN）

弯矩图（KN·m）
计算得Mmax=0.58 KN·m，Vmax=2.12KN
σ=M/W=0.58 KN·m/5080mm3=114N/mm2＜f=205N/mm2
竖向剪切应力和挠度远远小于钢管的容许剪切应力和容许挠度，不用检算。
结论：横向水平杆满足强度安全性要求。
③纵向水平杆验算：
纵向水平杆为三跨连续梁结构，在四个节点处受横向水平杆传递的集中力作用,集中力P=2.12KN，根据支架体系的细部构造尺寸建模如下：

图4 纵向水平杆受力检算示意图

剪力图（KN）

弯矩图（KN·m）
计算得：Mmax=0.13KN·m，Vmax=2.16KN
σ=M/W=0.13 KN·m/5080mm3=25.59N/mm2＜f=205N/mm2
竖向剪切应力和竖向挠度远远小于钢管的容许剪切应力和容许挠度，不用检算。
结论：纵向水平杆满足强度安全性要求。
④连接扣件的抗滑计算
在脚手架纵距La＝2.3m.Lb=1.1m,脚手板为木脚手板时，查规范得：
容许最大施工均布活荷载为：4.18KN/m2，
而本脚手架的最大活荷载为3KN/ m2＜4.18KN/m2，
所以连接的抗滑承载力方面也符合安全性要求。
⑤手架立杆纵横向间距的调整
考虑规范对脚手架纵横向间距的强制要求，在顺桥向横向间距Lb＝1.1m，纵向间距La为（1.0、1.2）m两种。横桥向纵向间距Lb＝1.0m。横向间距La为（1.1、1.9、2.1、2.3）m四种的布置安全检算符合要求的情况下，将纵向间距La改为（1.1、1.7、1.75）m三种设置，以增加安全性和符合规范的强制性要求。具体设置见附图。
4、安全保证措施
4.1、外防护脚手架搭设和使用安全保证措施
4.1.1、脚手架搭设人员必须是经过特种作业人员技术考核合格的专业架子工，上岗人员经过入场教育，取得合格证，并持有上岗操作证，且在有效期内。
4.1.2 搭设外防护脚手架人员必须戴安全帽、安全带、穿防滑鞋,配带工具袋，小型工具及材料放入袋内，较大的工具，拴好保险绳。不得随手乱放，防止堕落伤人，严禁从高空向下乱扔乱丢。
4.1.3 搭设外防护脚手架用的垫板等材料必须铺平垫稳，不得悬空。
4.1.4 六级及六级以上大风和雾、雨天应停止脚手架作业，雨后上架操作前应清除掉积水。
4.1.5 外防护脚手架使用阶段严禁随意拆除脚手架上的各种杆件，当因施工需要拆除，必须经过技术部门和安质部门同意并出具相应的临时加固措施并专业架子工整改后方可进行，作业完毕后由专业架子工及时恢复。
4.1.6 在外防护脚手架上进行电气焊作业时应设专用的接火花槽子，防止火花落下着火，电气焊作业时要有专门的看火人。
4.1.7 外防护脚手架上严禁码放各种料具，不得随意拆除安全网，脚手板不得随意撤走和锯断；
4.1.8 外防护脚手架水平安全网上的杂物要有专人随时清扫，不得堆积。
4.1.9 人员上下作业面必须走楼梯和外防护脚手架专用马道，不得攀爬外防护脚手架，防止摔伤。
4.1.10 外防护脚手架严禁集中堆放模板，严禁集中站人，不得固定混凝土的输送管道。
4.1.11脚手架搭设到10m以上后，作业过程中必须每一层都要满铺脚手板（脚手板在杆件搭设完成后可拆除），并挂好安全网，每搭设竖向一层，必须马上设置纵横向剪刀撑，严禁一路到顶，然后再返回来搭设剪刀撑；要及时的连接内外侧脚手架和人行坡道，以增加脚手架体系的整体性和稳定性。
4.1.12、在每一层脚手架搭设好以后，必须进行检查，在确信没有问题和各种加固措施已经完成之后，才准进行下一层次的搭设。
4.1.13、在进行构件吊装时，必须有专人指挥，严禁私自操作，防止吊车碰到脚手架造成安全事故。还有吊车大臂下严禁站人。
4.1.14、在搭设脚手架前，要检查、清理、整平承台的表面。
4.1.15、在脚手架钢管和各种扣件进场时要进行检查，防止不合格产品进入施工现场，从而造成安全事故。
4.1.16、在脚手架前后左右共设置上下两层共八道缆风绳，增加脚手架体系的安全性和稳定性。
4.1.17、脚手板上每隔30cm设置一道防滑木条。
4.2、外防护脚手架拆除的安全保证措施
4.2.1 拆除外防护脚手架时，地面上应设围栏和警示标志，并在各出入口设专人看守，严禁一切非操作人员入内。
4.2.2 拆除前应全面检查外防护脚手架的扣件连接、连杆、剪刀撑、是否符合要求，对已松动的扣件、杆件应加固好后再上架子，并且清除地面上的障碍物。
4.2.3 拆除前应对操作人员进行书面和口头的安全技术交底。
4.2.4 拆除顺序应从上往下进行，先搭的后拆，严禁上下同时作业。
4.2.5 所有的连杆应随外防护脚手架逐层拆除，事先应确定好架子上再无任何施工作业和施工荷载时方可拆除，严禁先将连杆整层或数层拆除后再拆除外防护脚手架，分段拆除高差不应大于2步。
4.2.6 各构配件必须及时分段集中运至地面，严禁从上往下抛扔。
4.2.7 操作人员应佩带安全带，安全带应高挂低用，挂安全带之前应看好杆件是否牢固，并与同伴通好气，防止将安全带挂在已松动的杆件上而出现伤亡事故。
4.2.8中途休息时，应将已经松动的杆件拆除掉以后再休息，防止重新上架子时因踩空坠落。
4.2.9严禁酒后作业，在操作过程中不得嬉闹、追逐打闹，严禁打架斗殴，施工现场严禁吸烟。
５、脚手架体系的防雷措施
鉴于脚手架体系最高超过25m，且**属于亚热带季风气候，常有暴雨等强对流天气，为了更好的保证施工的安全，特设置防雷措施。在脚手架顶部设置2根φ25的圆钢作为避雷针，长1m，绑扎固定于钢管上，其底部连接橡皮铜芯绝缘电缆，绝缘电缆直接连接到设置承台两侧基坑里面的接地φ25圆钢上。整个防雷构件和钢管脚手架之间全部绝缘隔离。橡皮铜芯电缆（截面积70mm2）和接地圆钢之间通过铜质连接套筒压接连接，接头部位用不透水绝缘胶布缠裹密室。确保不漏电。
附件：

详细的钢管支架搭设布置见附图

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