架空送電線路架線跨越施工中鋼管腳手架的應用及計算

丁希權

（甘肅送變電工程公司，甘肅 蘭州730050）

0 引言

近年來，在送電線路工程放線跨越運行電力線、高速公路、電氣化鐵路、民房等高風險施工項目中，腳手架在架線工程中被廣泛使用。并且，按照施工技術管理的要求，技術人員把鋼管腳手架的應用作為技術措施也列入到了工程施工組織設計文件內。但是，一般這部分內容在施工組織設計內并無詳細敘述和計算過程，不符合施工的實際要求，沒有計算依據，僅僅是憑施工人員的經驗施工。針對這一現狀，下面進行架空送電線路腳手架跨越施工的技術研究。

1 鋼管腳手架的構成和要求

扣件式鋼管腳手架是以橫向橫桿、縱向橫桿、立桿、腳手板和剪刀撐、掃地桿、底座、拉撐件以及連接它們的扣件組成的一種鋼管腳手架。

1．1 鋼管

腳手架鋼管應采用現行國家標準《直縫電焊鋼管》或《低壓流體輸送用焊接鋼管》規定的3號普通鋼管，其質量應符合現行國家標準《碳素結構鋼》規定。腳手架鋼管的尺寸應符合規范要求，每根鋼管的最大質量不應大于25 kg，宜采用48 mm×3．5 mm鋼管，鋼管上嚴禁打孔。

1．2 扣件

扣件式鋼管腳手架應采用可鍛鑄鐵制作的扣件，其材質應符合現行國家標準《鋼管腳手架扣件》的規定，采用其他材料制作的扣件，應經試驗證明其質量符合該標準的規定后方可使用。腳手架采用的扣件，在螺栓擰緊扭力矩達65 N·m時，不得發生破壞。

2 扣件式鋼管腳手架設計計算

扣件式鋼管腳手架的承載能力按概率極限狀態設計法的要求，采用分項系數設計表達式進行設計。一般進行的計算為：縱向、橫向水平桿等受彎構件的強度和連接扣件的抗滑承載力計算、立桿的穩定性計算、立桿地基承載力計算。

2．1 荷載計算

在送電線路施工中，作用在扣件式鋼管腳手架上的荷載除有頂端絕緣網荷載自重、風荷載、操作人員體重、腳手架對地拉線重力和扣件式鋼管腳手架自重力外，還應充分考慮牽引繩、導線通過越線架上方時的重力、摩擦力和瞬間沖擊力。各種荷載的作用部位和分布可按實際情況采用。扣件式鋼管腳手架荷載的傳遞順序為：腳手板→橫向橫桿→縱向橫桿→立桿→墊塊→地基。

2．2 縱向、橫向水平桿的抗彎強度計算

縱向、橫向水平桿的抗彎強度計算公式為：

式中，δ為抗彎強度；m為彎矩設計值，橫向、縱向水平桿的內力一般按照二跨連續梁計算彎矩（如特殊情況可按多跨連續梁彎矩計算）；w為截面模量；［f］為鋼材的抗彎強度設計值。

2．3 縱向、橫向水平桿的擾度計算

縱向、橫向水平桿的擾度計算公式為：

式中，υ為擾度；q為縱向、橫向水平桿上的等效均布荷載；l為縱向、橫向水平桿的跨度；e為鋼材的彈性模量；i為縱向、橫向水平桿的截面慣性矩；［υ］為容許擾度。

2．4 連接扣件的抗滑承載力計算

縱向、橫向水平桿與立桿連接時，其扣件的抗滑承載力應符合下式規定：

r≤［r］

式中，r為縱向、橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力；［r］為扣件抗滑承載力設計值。

2．5 立桿的穩定性計算

立桿的穩定性計算公式為：

σ＝n／φa≤［f］

式中，n為支架計算立桿的軸向力設計值，n＝1．2∑ngk＋1．4（∑ngk為支架自重、拉線自重及拉線產生的軸向力的總和）；φ為軸心受壓構件的穩定系數，應根據長細比λ取值，當λ＞250時，φ＝7 320／λ2；a為立桿的截面面積；［f］為鋼材的抗彎強度設計值。

2．6 立桿地基承載力計算

根據在現場對腳手架的實驗結果，荷載板底面的應力與其沉量的關系以及在荷載作用下地基土的變形情況，如果荷載應力突增時，地基承載變形將發生突變，喪失地基承載力。所以立桿基礎底面的平均壓力一定要滿足下式要求：

p≤［fg］

式中，p為立桿基礎底面的平均壓力；［fg］為地基承載力設計值。

3 施工要求

3．1 準備

（1）現場技術負責人應按施工組織設計和腳手架施工作業指導書中有關腳手架施工的要求，向架設和使用人員進行技術安全交底。（2）應按施工措施要求對鋼管、扣件、腳手板等進行檢查驗收，不合格產品不得使用。（3）經檢驗合格的構配件應按品種、規格分類，堆放整齊、平穩，堆放場地不得有積水。（4）應清除搭設場地雜物，平整搭設場地，并使排水暢通。（5）當腳手架基礎下有設備基礎、管溝時，在腳手架使用過程中不應開挖，否則必須采取加固措施。

3．2 地基

（1）腳手架地基現場必須根據腳手架搭設高度、搭設地點及搭設場地土質情況進行分析選擇。（2）腳手架底座底面標高宜高于自然地坪50 mm。（3）腳手架與被跨越物的距離應滿足電力安全操作規程的相關要求。

3．3 搭設

（1）腳手架的搭設高度要滿足被跨越物的安全距離。（2）每搭完一步腳手架后，應按規定校正步距、縱距、橫距及立桿的垂直度。（3）鋼管墊板均應準確地放在定位線上，宜采用長度不少于2跨、厚度不小于50 mm的木墊板，也可采用槽鋼。（4）立桿搭設嚴禁將外徑48 mm與51 mm的鋼管混合使用，相鄰立桿的對接扣件不得在同一高度內，錯開距離應符合要求。（5）縱向水平桿搭設在封閉型腳手架的同一步中，縱向水平桿應四周交圈，用直角扣件與內外角部立桿固定。（6）縱向、橫向掃地桿搭設應符合要求。（7）剪刀撐、橫向斜撐搭設應隨立桿、縱向和橫向水平桿等同步搭設，各底層斜桿下端均必須支承在墊塊或墊板上。（8）扣件規格必須與鋼管外徑（48 mm或51 mm）相同；螺栓擰緊扭力矩不應小于40 N·m，且不應大于65 N·m；在主節點處固定橫向水平桿、縱向水平桿、剪刀撐、橫向斜撐等用的直角扣件、旋轉扣件的中心點的相互距離不應大于150 mm；對接扣件開口應朝上或朝內，各桿件端頭伸出扣件蓋板邊緣長度不應小于100 mm。

3．4 拆除

（1）拆除腳手架應全面檢查腳手架的扣件連接、支撐體系等是否符合構造要求。應根據檢查結果補充完善施工中的拆除順序和措施，經批準后方可實施，應由現場技術負責人進行拆除安全技術交底，應清除腳手架上雜物及地面障礙物。（2）拆除腳手架時，拆除作業必須由上而下逐層進行，嚴禁上下同時作業。當腳手架采取分段、分立面拆除時，對不拆除的腳手架兩端，應先按規定設置連接件和橫向斜撐加固。

3．5 安全

（1）腳手架搭設人員必須持有送電線路登高架設作業證書，上崗人員應定期體檢，合格者方可持證上崗。（2）搭設腳手架人員必須戴安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。（3）腳手架的構配件質量與搭設質量，應按規定進行檢查驗收，合格后方準使用。（4）當有六級及以上大風和霧、雨、雪天氣時應停止腳手架搭設與拆除作業。雨、雪后上架作業應有防滑措施。（5）腳手架在現場的使用過程中，要設專人看護，定期進行安全檢查與維護。（6）在腳手架使用期間，嚴禁拆除主節點處的縱、橫向水平桿，縱、橫向掃地桿。（7）不得在腳手架地基處及其鄰近處進行挖掘作業，否則應采取安全措施。（8）搭設被跨越物是帶電線路時，要設專人進行現場監護，要有防人身觸電的有效措施。（9）搭拆腳手架時，地面應設圍欄和警戒標志，嚴禁非操作人員入內。

4 結語

架空送電線路架線跨越施工備受社會關注，施工風險較大，因此電力部門會提出較高的要求，使跨越施工難度與成本增加，為此應抓緊制定腳手架跨越方面的技術工藝導則和典型工法，進一步規范腳手架在架空送電線路跨越時的施工，為跨越施工的安全、高效提供技術保證。

［1］JGJ130—2011 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范［S］

［2］DL5009．2—2004 電力建設安全工作規程 第2部分：架空電力線路［S］

［3］李慶林．架空送電線路跨越放線施工工藝設計手冊［M］．北京：中國電力出版社，2011

［4］DL／T5106—1999 跨越電力線路架線規程［S］