铁路桥梁脚手架专项施工方案.docx

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铁路桥梁脚手架专项施工方案

xxxxxxx工程xxxxxxxx标段

桥墩脚手架施工方案

编制：

审核：

批准：

日期：

中铁xxxxx工程有限公司xxxxxxxxxx项目部

二○一一年四月

一、编制依据

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001；

《铁路桥涵施工规范》TB10203-2002;

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

二、工程概况

xxx铁路三项目部管段桥梁有双线桥、三线桥、四线桥，桥墩有圆端型实体和空心墩，线形有直墩和变截面墩。

三、脚手架方案选择

我项目部考虑到施工工期、质量和安全等要素，在选择方案时，考虑以下几点：

1．架体的结构设计，做到结构安全可靠，造价经济合理。

2．在规定的条件下和使用期限内，能够充分满足预期的安全性和耐久性。

3．选用材料时，做到常见通用、可周转利用，便于保养维修。

4．结构选型时，做到受力明确，构造措施到位，升降搭拆方便，便于检查验收。

5．结合本工程的实际情况，综合考虑以往的施工经验，确定脚手架方案为钢管落地式脚手架。

四、脚手架材料选择

1．钢管落地脚手架选用外径48mm，壁厚3mm的钢管，表面要平直光滑，不应有裂纹、分层、压痕、划道和硬弯。

2．其他扣件、跳板和安全网等材料应符合相应的行业标准和标准化施工要求。

五、施工流程及方案

5.1工艺流程

1．落地脚手架搭设工艺流程：

场地平整、夯实基础承载力检测材料准备定位设置通长脚手板、底座纵向扫地杆

立杆横向扫地杆小横杆大横杆剪刀撑铺跳板安装防护栏及安全网。

2．定距定位：

根据模板构造要求，在墩身四角用尺量出内、外立杆离墩身的距离，并做好标记；分出立杆位置，标记；垫板（垫木）、底座应准确地放在定位线上，垫板必须铺放平整，不得悬空。

5.2施工方案

5.2.1．地基处理

根据现场实际情况，承台边缘距墩身距离足够的情况下，脚手架立杆可直接立在承台上，只需设钢垫板垫木，不需要进行地基处理。

若承台范围不够，则需对地基进行处理，从承台边缘向外围按照3～5%找坡，回填土夯实，上面铺设5cm厚脚手板，之后在脚手板上铺设钢底座或垫木，然后再搭设立杆。

5.2.2排水设置

在距脚手架外排立杆外0.5m处设置排水沟，引至基坑范围以外，防止雨水对基础浸泡，存在安全隐患。

5.2.3立杆设置

⑴脚手架采用双排立杆，立杆顶端高出结构1m～1.5m，立杆接头采用对接扣件连接立杆与横杆采用直角扣件连接。

⑵脚手架立杆纵距1.2～1.5m，横距0.8～1m；扫地杆与原地面距离0.2m；内侧立杆底部距模板边缘按25cm控制。

本桥桥墩有变截面桥墩，随着墩身高度增加，截面不断缩小，脚手架与墩身距离也会不断变大，此时在脚手架与墩身模板或钢筋之间搭设横向钢管，钢管上面铺设木板，横向钢管两端与脚手架和墩身模板或钢筋牢固固定，保证作业安全。

⑶脚手架的底部立杆可采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开50cm以上，且要求相邻接头不在同跨内，以保证脚手架的整体性。

图一立杆及排水示意图

⑷立杆应设置垫木和钢底座，并设置纵横方向扫地杆，采用直角扣件固定在距底座下20cm处的立杆上。

⑸立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/400。

⑹同排内外侧两根立杆连线与墩身表面垂直。

5.2.4大横杆、小横杆设置

⑴大横杆在脚手架高度方向的间距1.5m～1.8m，以便悬挂安全网，大横杆置于立杆里面，每侧外伸长度为15cm。

⑵用直角扣件与立杆扣紧；其长度大于3跨、不小于6m，同一层大横杆四种要交圈。

大横杆采用对接扣件连接，其接头交错布置，不在同步、同跨内。

相邻接头水平距离不小于50cm.，各接头距立杆的距离不大于50cm。

⑶按立杆与大横杆交点（主节点）及大横杆跨中设置小横杆，小横杆与墩台身表面垂直，主节点处两端采用直角扣件扣紧在立柱上，跨中大横杆处扣紧在大横杆上，以形成空间结构整体受力。

⑷根据作业层跳板搭设的需要，可在两立柱之间在等距位置增设2根小横杆，保证跳板断头距离小横杆不超过15cm。

图二立杆及纵横水平杆布置图

5.2.4剪刀撑

⑴本脚手架剪刀撑随立柱、纵横向水平杆同步搭设，用通长剪刀撑沿架高连续布置。

⑵脚手架外侧立面必须设剪刀撑，剪刀撑一般每5步5跨设置一道，斜杆相交点处于同一条直线上，并沿架高连续布置。

⑶剪刀撑的一根斜杆扣在立柱上，另一根斜杆扣在小横杆伸出的端头上，两端分别用旋转扣件固定，在中间每个主节点处均设固定点。

所有固定点距主节点距离不大于15cm。

⑷最下部的斜杆与立杆的连接点距地面的高度控制在30cm内。

⑸施工中应根据结构物的高度及脚手架的长度和宽度，结合现场实际情况合理设置剪刀撑和斜撑。

⑹剪刀撑的杆件连接采用搭接，其搭接长度≥100cm，并用3个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端的距离≥10cm。

5.2.6木跳板铺设

⑴木跳板采用松木或者杨木，厚3-5cm，宽20～30cm，长度不少于3.5m的硬木板。

⑵跳板设置在3根横向水平杆上，并在两端8cm处用直径1.2mm的镀锌铁丝箍绕2～3圈固定。

当跳板长度小于2m时，可采用两根小横杆，各杆距接缝的距离均不大于15cm。

⑶ 里外立杆间应满铺跳板。

拐角交接处平整，避免出现探头及空挡现象，铺设时要选用完好无损的跳板，发现有破损的要及时更换。

5.2.7斜道

⑴墩台高度不大于6m的脚手架，采用一字型斜道；

⑵墩台高度大于6m的脚手架，采用之字型斜道；

⑶斜道宜附着外脚手架或建筑物设置；斜道宽度不小于0.6m，坡度采用1:

1；拐弯处应设置平台，其宽度不应小于斜道宽度；

⑷斜道两侧及平台外围均应设置栏杆及挡脚板；

⑸斜道跳板横铺时，应在横向水平杆下增设纵向支托杆，纵向支托杆间距不应大于50cm；跳板顺铺时，接头宜采用搭接；下面的板头应压住上面的板头，板头的凸棱外采用三角木填顺；斜道脚手板上应设置防滑木条，木条厚度宜为2～3cm。

5.2.8防护设施

⑴在作业层下部架设一道水平兜网，随作业层上升，同时作业不超过两层，设置安全网防护。

⑵脚手架外侧使用合格绿色密目式安全网封闭，且将安全网固定在脚手架外立杆里侧。

⑶脚手架外侧必须设1.2m高的防护栏杆和30cm高踢脚杆，顶排防护栏杆不少于2排，高度分别为0.6m和1.2m。

六、脚手架的检查与验收

1．脚手架搭设完毕或分段搭设完毕，应按规定对脚手架工程的质量进行检查，经检查合格后方可交付使用。

2．检查脚手架还应注重以下几点：

⑴构配件和加固件是否齐全，质量是否合格，连接和挂扣是否紧固可靠；

⑵安全网的张挂及扶手的设置是否齐全；

⑶基础是否平整坚实、支垫是否符合规定；

⑷垂直度及水平度是否合格。

七、脚手架安全技术措施

7.1技术保证措施

7.1.1架子搭设完毕，用合格密目式完全网铺围于架子的外围和底部。

7.1.2钢管与扣件进场前应经过检查，合格的才能使用。

7.1.3架子搭设到10m高度时由架子搭设人员进行自检；架子搭设完毕后由施工单位同监理单位对整个脚手架进行验收检查，验收合格后方可投入使用。

7.1.4严禁将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管道等固定在脚手架上；脚手架严禁悬挂起重设备。

7.1.5脚手架的安全性是由架子的整体性和架子结构完整性来保证的，未经允许严禁他人破坏架子结构或在架子上擅自拆除与搭设脚手架各构件。

其中在脚手架使用期间，下列杆件严禁拆除：

主节点处横纵向水平杆。

7.2质量保障措施

7.2.1操作人员作业前必须进行岗位技术培训与安全教育。

7.2.2技术人员在脚手架搭设、拆除前必须给作业人员下达安全技术交底，并传达至所有操作人员。

7.2.3脚手架必须严格依据本施工方案进行搭设，搭设时，技术人员必须在现场监督搭设情况，保证搭设质量达到设计要求。

7.2.4脚手架搭设完备，依据施工组织设计与单项作业验收表对脚手架进行验收，发现不符合要求处，必须限时或立即整改。

7.3安全保证措施

7.3.1架子在搭设（拆卸）过程要做到文明作业，不得从架子上掉落工具、物品，同时必须保证自身安全，高空作业需穿防滑鞋，佩戴安全帽、安全带，未佩戴安全防护用品不得上架子。

7.3.2在架子上施工的各工种作业人员，应注意自身安全，不得随意向下、向外抛、掉物品，不得随意拆除安全防护装置。

7.3.3雨雪雾及六级以上大风等天气，严禁进行脚手架搭设、拆除工作。

7.3.4设立安全员对脚手架定期进行检查、保养。

7.3.5在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看护，安全员巡视检查。

7.3.6脚手架必须有防止坠物伤人的标识。

7.3.7搭拆脚手架期间，地面应设置围栏和警戒标志，严禁非操作人员入内。

7.3.8脚手架不得搭设在架空线路的安全距离内，并做好可靠的安全接地处理。

7.3.9定期检查脚手架，发现问题和隐患，在施工作业前及时维修和加固，以达到坚固稳定，确保施工安全。

7.3.10脚手架搭设人员必须持证上岗，并正确使用安全帽、安全带、穿防护鞋。

7.3.11保证脚手架的整体性，不得截断架体。

7.3.12严格控制施工荷载，脚手架不得集中堆放材料，施工荷载不得大于3KN/m2，确保较大安全储备。

7.3.13结构施工时不允许多层同时作业，同时作业层不超过两层。

7.3.14各作业层之间设置可靠的防护栅栏。

防止坠物伤人。

八、脚手架拆除安全技术措施

1．拆架前，全面检查拟拆脚手架，根据检查结果，拟订出作业方案，有计划的进行拆除。

2．拆架时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。

3．拆架的高处作业人员应戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋等安全防护用品。

4．拆架程序应遵守“由上而下，先搭后拆”的原则，即先拆跳板、剪刀撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆等。

5．拆除时要统一指挥，上下呼应，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。

6．拆下的材料要徐徐下运，严禁抛掷。

运至地面的材料应按指定地点随拆随码，堆放整齐。

7．如遇强风、大雨、雪、雾等特殊天气，不应进行脚手架的拆除，严禁夜间拆除。

九、脚手架计算书

扣件式钢管落地脚手架的计算依据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）等编制。

9.1参数信息

9.1.1脚手架参数

搭设尺寸为：

立杆的横距为1m，立杆的纵距为1.5m，大小横杆的步距为1.8m.；

内排架距模板边缘长度为15cm；

采用的钢管类型为φ48×3.0；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取扣件抗滑承载力系数为1.00；

9.1.2活荷载参数

施工均布活荷载标准值：

3.000KN/m2；脚手架用途：

结构脚手架；

同时施工层数：

1层；

9.1.3风荷载参数

本工程处于江西省赣州市，桥址区处于华北平原，风力相对较小，基本风压0.3KN/m2；

风荷载高度变化系数μz为0.62，风荷载体型系数μs为1.13；

脚手架计算中考虑风荷载作用；

9.1.4静荷载参数

脚手板自重标准值（KN/m2）：

0.300；

安全设施与安全网（KN/m2）：

0.005；

脚手板类别：

木板脚手板；

每米脚手架钢管自重标准值（KN/m）：

0.033；

脚手板铺设总层数：

14层；

9.1.5地基参数

地基类型：

粉质黏土；地基承载力标准值：

150Kpa；

立杆基础底面积（m2）：

0.3；地基承载力调整系数：

1.00。

9.2小横杆的计算

根据《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的下面。

小横杆自重，脚手板自重作为恒载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

9.2.1荷载值计算

小横杆的自重简化为均布荷载：

q1=0.033KN/m；

脚手板的自重简化为均布荷载：

q2=0.03×0.75=0.225KN/m；

活荷载标准值：

P=3×1×0.75=2.25KN；

最不利位置部荷载如下图：

图三小横杆力学简图

9.2.2受力验算

小横杆净跨径为1m，总长为1.3m；

均布荷载最大弯矩（跨中）计算公式如下：

Mqmax=（q1+q2）l2/8

Mqmax=（0.033+0.225）×12/8=0.032KN.m；

集中荷载最大弯矩（跨中）计算公式如下：

Mpmax=pl/4

Mpmax=2.25×1/4=0.563KN.m；

最大弯矩M=Mqmax+Mpmax=0.595KN.m；

最大应力计算值σ=M/w=0.595×106/4490=132.52N.mm2;

小横杆的最大弯矩应力σ=132.52N.mm2，小于小横杆的抗压强度设计值205N.mm2，满足要求。

9.2.3挠度验算

最大挠度考虑为小横杆和脚手板自重均布荷载与活载的设计值最不利分配的挠度和；

均布荷载引起的最大挠度计算公式如下：

Vqmax=5ql4/384EI

Vqmax=5×（0.033+0.225）×10004/（384×2.06×105×107800）=0.151mm

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下：

Vpmax=3.024Pl3/48EI

Vpmax=3.024×2250×10003/（48×2.06×105×107800）=6.383mm；

最大挠度和V=Vqmax+Vpmax=0.151+6.383=6.534mm；

小横杆的最大容许挠度计算值为[V]=1000//150=6.667mm，规范规定值为10mm,6.534小于6.667，所以，满足要求。

9.3大横杆的计算

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的下面。

将大横杆跨中上面的小横杆传递荷载作为集中荷载（活载），主节点处小横杆直接扣在立杆上，不在传递到大横杆上，大横杆自重作为均布荷载（恒载）计算大横杆的最大弯矩和变形。

9.3.1荷载值计算

大横杆的自重标准值：

q1=0.033KN/m；

活荷载产生集中荷载值：

P=（1.3×0.033+0.225）/2+2.25=2.384KN；

图四大横杆设计荷载组合简图

9.3.2受力验算

用连续梁弯矩计算软件计算得出活荷载作用力下及自重（恒载）作用下大横杆支点最大负弯矩和跨中最大正弯矩分别为：

活载Mmax支=-0.466KN.mMmax中=0.47KN.m

恒载Mmax支=-0.466KN.mMmax中=0.003KN.m

支座最大弯矩为M1max=-0.466-0.466=-0.472KN.m

跨中最大弯矩为M2max=0.47+0.003=0.473KN.m

注：

弯矩以杆件下侧受拉为正。

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=M/W=0.473×106/4490=105.345N.mm2;

大横杆的最大弯曲应力为σ=105.345N/mm2小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

9.3.3挠度计算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

计算公式如下：

Vmax=0.677ql4/100EI+0.990pl4/100EI

其中：

静荷载标准值：

q=0.033KN/m;

活荷载标准值：

p=3×1=3KN/m;

最大挠度计算值为：

V=0.677×0.033×15004/（100×2.06×105×107800）+0.99×3×15004/（100×2.06×105×107800）=6.822mm

大横杆的最大允许挠度计算值为[V]=1500/150=10mm，规范规定值为10mm,6.822小于10.，满足要求。

9.4扣件抗滑力的计算

按规范表5.1.7直角、旋转单扣件承载力取值为8KN，按照扣件抗滑承载力系数1，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为8KN。

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）：

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值，取8KN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

纵向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

大横杆的自重标准值：

P1=0.033×1.5=0.0495KN；

跨中小横杆的自重标准值：

P2=0.033×1.3/2=0.0215KN；

跳板通过跨中小横杆传至大横杆的自重标准值：

P3=0.3×1×1.5/2=0.225KN；

活荷载标准值：

Q=3×1×1.5/2=2.25KN；

按1.2×恒载+1.4×活载进行荷载组合得传至扣件最大荷载的设计值：

R1=1.2×（0.0495+0.0215+0.225）+1.4×2.25=3.505KN；

横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值：

小横杆的自重标准值：

P1=0.033×1.3/2=0.0215KN；

脚手板传至小横杆的自重标准值：

P2=0.3×1×1.5/2=0.225KN；

活荷载标准值：

Q=3×1×1.5/2=2.25KN；

按1.2×恒载+1.4×活载进行荷载组合得传至扣件最大荷载的设计值：

R2=1.2×（0.0215+0.225）+1.4×2.25=3.446KN；

Rmax=3.505小于8KN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。

9.5脚手架立杆荷载计算

作用于脚手架立杆的荷载包括通过大横杆和小横杆通过扣件传递的静荷载、活荷载组合值，立杆自重产生的静载，防护栏杆、防护网产生的荷载，斜道产生的荷载，风荷载。

9.5.1在9.4中已经计算出每层大横杆和小横杆传递至立杆的竖向荷载，整理得恒载和活载分别为：

恒载P1恒=1.2×（0.0495+0.0215+0.225+0.0215+0.225）=0.651KN

活载P1活=1.4×（2.25+2.25）=6.3KN

9.5.2立杆自重产生的荷载计算

我项目部桥墩最高为22.5m，立杆计算高度取25m，组合系数为1.2；

立杆自重荷载为：

P2=1.2×25×0.033KN/m;=0.99KN

9.5.3防护措施荷载

防护栏杆每层两根，材料按水平杆同材料计算，0.033KN/m，防护网0.005KN/m2，由此计算出每层产生荷载：

P3=1.2×（0.033×1.5×2+0.005×1.8）=0.125KN

9.5.4斜道产生的荷载计算

斜道坡度1:

1，取一跨计算，跨度1.5m，上升高度1.5m，斜道长2.1m，按30cm一道脚踏横梯计算，斜道宽度60cm。

斜杆及扶手钢管自重：

p1=2.1×2×0.033=0.139KN

脚踏横梯自重：

p2=0.8/2×5×0.033=0.066

P4=1.2×（p1+p2）=0.246KN

9.5.5风荷载标准值按照以下公式计算

Wk=0.7Uz×Us×Wo

其中Wo——基本风压（KN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Wo=0.4KN/m2；

Uz——风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：

Uz=0.62；

Us——风荷载体型系数：

取值为1.13；

经计算得到，风荷载标准值

Wk=0.7×0.4×0.62×1.13=0.196KN/m2；

综合得立杆最大轴向受力为：

不考虑风荷载Pmax=（0.651+0.125+0.246）×8+0.99+6.3=15.466KN

考虑风荷载Pmax=（0.651+0.125+0.246）×8+1.0.99+0.85×6.3=14.521KN

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW为

MW=0.85×1.4WkLah2/10=0.85×1.4×0.196×1.5×1.8×1.8/10

=0.113KN.m；

9.6立杆的稳定性计算

脚手架采用双立杆搭设，按照均匀受力计算稳定性。

9.6.1不考虑风荷载时，双立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值：

N=15.466KN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加参数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；当验算杆件长细比时，取块1.0；

计算长度，由公式lo=k×μ×h（h=1.8）确定：

lo=3.118m；

长细比lo/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数ψ，由长细比lo/i的计算结果查表得到：

ψ=0.207；

立杆的净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆的净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2;

σ=15466/（0.207×424）=176.21N/mm2;

立杆稳定性计算σ=176.21N/mm2;小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

9.6.2考虑风荷载时，双立杆的稳定性计算公式

立杆的轴心压力设计值：

N=14.521KN；

计算立杆的截面回转半径：

i=1.59cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

k=1.155；

计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得：

μ=1.5；

计算长度，由公式lo=k×μ×h确定：

lo=3.118m；

长细比：

lo/i=196；

轴心受压立杆的稳定系数ψ，由长细比lo/i的计算结果查表得到：

ψ=0.207；

立杆的净截面面积：

A=4.24cm2；

立杆的净截面模量（抵抗矩）：

W=4.49cm3；

钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2;

σ=14521/（0.207×424）=165.45N/mm2;

立杆的稳定性计算σ=165.45N/mm2;小于立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

十、立杆的地基承载力计算

立杆基础底面的平均压力应满足p≤fg

地基承载力设计值：

fg=fgk×kc=150kpa;

其中，地基承载力标准值：

fgk=150kpa；

脚手架地基承载力调整系数：

kc=1；

立杆基础底面的平均压力：

p=N/A=51.55kpa；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值；N=15.466KN

基础底面面积：

A=0.2×1.5=0.3m2。

P=51.55≤fg=150kpa。

地基承载力满足要求。