陡峭山體條件下腳手架及模板支撐設計與施工

于明睿 劉泉昌 武繼舟 邢有強

【摘要】隨著我國經濟的發展，山地建筑項目日益增多，與普通腳手架相比，高陡邊坡支護腳手架的安裝更為復雜，穩定性和安全性是成敗的關鍵，腳手架及模板的安全與施工尤為重要。本文結合工程案例對陡峭山體條件下腳手架及模板支撐設計進行了詳細探究。

【關鍵詞】腳手架;模板;高陡邊坡;陡峭山體;驗算;設計與施工

目前腳手架的施工技術較為成熟，而相對高、陡的邊坡工程的腳手架施工經驗較為欠缺。在山地建筑施工中，高陡邊坡的支護腳手架的倒塌和高空墜落事故相對較高。對于邊坡施工腳手架搭設過程中，要對腳手架的安全穩定性制定相應的方案及保證。為了保證工程的順利進行，本工程經過調整方案參數、專家論證、施工過程中嚴格把控，順利地完成施工任務。

1.工程概況

山東日照市的嵐山海綿城市景觀橋項目，根據勘察資料：景觀橋由3道45m跨1.2m厚空腹主拱圈及17道6m跨0.3m厚腹拱圈組成（見圖1） 。

在進場初期，對現場地貌進行實地勘察，架體基礎需進行處理，1#、3#主拱圈及4#-6#墩腹拱地下基礎為原山體原貌需要進行基礎處理，待強度滿足要求后進行搭設架體。

2.施工部署

2.1施工方案

腳手架順山體搭設，根據施工需要，設架體按山體形狀后坡形的形狀安裝，腳手架高度隨著山體坡度改變，掃地桿連接良好。 在施工面強度達標后繼續搭設山體腳手架，搭設腳手架時要及時檢查，確認腳手架的穩定達到方案要求的可靠后可搭設后續腳手架。 在腳手架的轉角位置和兩端位置設置剪刀撐。剪刀的兩端應該用旋轉緊固件和腳手架的立桿和水平桿固定[1]。

2.2腳手架搭設

結構形式主拱采用碗扣式支撐架體，腹拱圈架體基礎位于主拱圈之上，架體模數不易控制故采用鋼管扣件式架體。碗扣式架體體系，次龍骨規格50mm×80mm方木，間距150mm;主龍骨規格Ф48.3mm×3.5mm雙鋼管（現場放樣加工成弧形），立桿縱橫向間距900mm×600mm，步距1200mm，最頂端步距1200mm。扣件式架體體系，次龍骨規格50mm×80mm弧形木龍骨，間距150mm;主龍骨規格Ф48.3mm×3.5mm雙鋼管（立桿縱橫向間距900mm×600mm，水平步距1200mm。圖2為搭設規則示意圖 ， 圖3為邊坡修整示意圖。

2.3計算書

2.3.1模板面板計算

（1）荷載的計算：

①鋼筋混凝土梁自重（kN/m）：q1=25.500×1.200×0.400=12.240kN/m

②模板的自重線荷載（kN/m）：q2=0.200×0.400×（2×1.200+0.800）/0.800=0.320kN/m最大彎矩M=0.072kN.m;最大變形V=0.246mm

（2）抗彎強度計算

經計算得到面板抗彎計算強度f=γ0M/W=1.10×0.072×1000×1000/9600=8.250N/mm2面板的抗彎強度設計值[f]，取17.00N/mm2;面板的抗彎強度驗算f<[f]，滿足施工設計要求。

（3）抗剪計算

截面抗剪強度計算值γ0T=3γ0Q/2bh=3×1.10×2058.0/（2×400.000×12.000）=0.707N/mm2;截面抗剪強度設計值[T]=1.40N/mm2;面板抗剪強度驗算T<[T]，滿足要求。

（4）撓度計算

面板最大撓度計算值v=0.246mm;面板的最大撓度小于200.0/250，滿足要求。

2.3.2梁底支撐龍骨的計算

（1）龍骨抗彎強度計算

抗彎計算強度f=γ0M/W=1.10×0.155×106/10520.0=16.21N/mm2;龍骨的抗彎計算強度小于205.0N/mm2，滿足要求。

（2）龍骨抗剪計算

最大剪力的計算公式：Q=0.6ql截面抗剪強度必須滿足：γ0T=3γ0Q/2bh<[T]

截面抗剪強度計算值T=3×1.10×2325.40/（2×50.00×50.00）=1.535N/mm2;截面抗剪強度設計值[T]=120.00N/mm2;龍骨的抗剪強度計算滿足要求。

（3）龍骨撓度計算

最大變形v=0.677ql4/100EI=0.677×7.177×400.04/（100×206000.00×254200.0）=0.024mm;龍骨的最大撓度小于400.0/400（木方時取250），滿足要求。

2.3.3梁底支撐鋼管計算

抗彎計算強度f=γ0M/W=1.10×0.142×106/5262.3=26.98N/mm2;支撐鋼管的抗彎計算強度小于設計強度，滿足要求;支撐鋼管的最大撓度小于400.0/150與10mm，滿足要求。

2.3.4立桿的穩定性計算

允許長細比（k取1）λ0=214.352/1.291=166.036<210長細比驗算滿足要求。

φ=0.159;σ=1.10×13398/（0.159×505.5）+1.10×60000/5262=196.176N/mm2;立桿的穩定性計算σ<[f]，滿足要求。

2.3.5模板支架整體穩定性計算

抗傾覆力矩：MR=8.0002×0.450×（6.060+0.200）+2×（0.000×8.000×0.450）×8.000/2=180.280kN.m;傾覆力矩：MT=3×1.100×34.204=112.874kN.m;模板支架抗傾覆驗算MT

2.4管理方面

為保證本工程陡邊坡腳手架的安全搭設及使用。主要監測項目有：腳手架荷載是否超過規定;在腳手架、承重平臺等場所設置承重標志，對允許堆放的重量、數量進行量化體現;腳手架基礎是否牢固，是否有裂縫和位移變形。

監督管理手段：（1）定期安排專職 保安人員例行檢查;（2）在塔吊上安裝全景攝像頭以實現動態監測是一種創新的監控和管理方法。現場施工管理人員、監理、業主可隨時通過手機上 APP 對現場超高、陡邊坡腳手架規范搭設及規范施工操作進行全方位監控，為腳手架安全管理 提供了一種有效的監督管理手段[2]。

3.結語

嵐山海綿城市腳手架設計與施工過程中的管控，從各方面提高了復雜地質條件腳手架施工的管理能力，并確保施工過程的安全性。經過對本工程高、陡腳手架施工進行了全方位的有效監督，為類似工程的腳手架設計與施工積累了施工經驗。

參考文獻

[1] 夏靜.高大模板支撐體系支架坍塌事故的分析施工技術， 2001（10）

[2] 崔顯岳 ， 夏長華 ， 盧文閣.腳手架在高邊坡治理工程中的應用[J].施工技術 ， 2008 ， 37（S2）：367-370.

（作者單位：中建八局第二建設有限公司）

【中圖分類號】TU731.2

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-3362（2020）10-0100-02