陡峭山体条件下脚手架及模板支撑设计与施工

于明睿 刘泉昌 武继舟 邢有强

【摘要】随着我国经济的发展，山地建筑项目日益增多，与普通脚手架相比，高陡边坡支护脚手架的安装更为复杂，稳定性和安全性是成败的关键，脚手架及模板的安全与施工尤为重要。本文结合工程案例对陡峭山体条件下脚手架及模板支撑设计进行了详细探究。

【关键词】脚手架;模板;高陡边坡;陡峭山体;验算;设计与施工

目前脚手架的施工技术较为成熟，而相对高、陡的边坡工程的脚手架施工经验较为欠缺。在山地建筑施工中，高陡边坡的支护脚手架的倒塌和高空坠落事故相对较高。对于边坡施工脚手架搭设过程中，要对脚手架的安全稳定性制定相应的方案及保证。为了保证工程的顺利进行，本工程经过调整方案参数、专家论证、施工过程中严格把控，顺利地完成施工任务。

1.工程概況

山东日照市的岚山海绵城市景观桥项目，根据勘察资料：景观桥由3道45m跨1.2m厚空腹主拱圈及17道6m跨0.3m厚腹拱圈组成（见图1） 。

在进场初期，对现场地貌进行实地勘察，架体基础需进行处理，1#、3#主拱圈及4#-6#墩腹拱地下基础为原山体原貌需要进行基础处理，待强度满足要求后进行搭设架体。

2.施工部署

2.1施工方案

脚手架顺山体搭设，根据施工需要，设架体按山体形状后坡形的形状安装，脚手架高度随着山体坡度改变，扫地杆连接良好。 在施工面强度达标后继续搭设山体脚手架，搭设脚手架时要及时检查，确认脚手架的稳定达到方案要求的可靠后可搭设后续脚手架。 在脚手架的转角位置和两端位置设置剪刀撑。剪刀的两端应该用旋转紧固件和脚手架的立杆和水平杆固定[1]。

2.2脚手架搭设

结构形式主拱采用碗扣式支撑架体，腹拱圈架体基础位于主拱圈之上，架体模数不易控制故采用钢管扣件式架体。碗扣式架体体系，次龙骨规格50mm×80mm方木，间距150mm;主龙骨规格Ф48.3mm×3.5mm双钢管（现场放样加工成弧形），立杆纵横向间距900mm×600mm，步距1200mm，最顶端步距1200mm。扣件式架体体系，次龙骨规格50mm×80mm弧形木龙骨，间距150mm;主龙骨规格Ф48.3mm×3.5mm双钢管（立杆纵横向间距900mm×600mm，水平步距1200mm。图2为搭设规则示意图 ， 图3为边坡修整示意图。

2.3计算书

2.3.1模板面板计算

（1）荷载的计算：

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

②模板的自重线荷载（kN/m）：q2=0.200×0.400×（2×1.200+0.800）/0.800=0.320kN/m最大弯矩M=0.072kN.m;最大变形V=0.246mm

（2）抗弯强度计算

经计算得到面板抗弯计算强度f=γ0M/W=1.10×0.072×1000×1000/9600=8.250N/mm2面板的抗弯强度设计值[f]，取17.00N/mm2;面板的抗弯强度验算f<[f]，满足施工设计要求。

（3）抗剪计算

截面抗剪强度计算值γ0T=3γ0Q/2bh=3×1.10×2058.0/（2×400.000×12.000）=0.707N/mm2;截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2;面板抗剪强度验算T<[T]，满足要求。

（4）挠度计算

面板最大挠度计算值v=0.246mm;面板的最大挠度小于200.0/250，满足要求。

2.3.2梁底支撑龙骨的计算

（1）龙骨抗弯强度计算

抗弯计算强度f=γ0M/W=1.10×0.155×106/10520.0=16.21N/mm2;龙骨的抗弯计算强度小于205.0N/mm2，满足要求。

（2）龙骨抗剪计算

最大剪力的计算公式：Q=0.6ql截面抗剪强度必须满足：γ0T=3γ0Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3×1.10×2325.40/（2×50.00×50.00）=1.535N/mm2;截面抗剪强度设计值[T]=120.00N/mm2;龙骨的抗剪强度计算满足要求。

（3）龙骨挠度计算

最大变形v=0.677ql4/100EI=0.677×7.177×400.04/（100×206000.00×254200.0）=0.024mm;龙骨的最大挠度小于400.0/400（木方时取250），满足要求。

2.3.3梁底支撑钢管计算

抗弯计算强度f=γ0M/W=1.10×0.142×106/5262.3=26.98N/mm2;支撑钢管的抗弯计算强度小于设计强度，满足要求;支撑钢管的最大挠度小于400.0/150与10mm，满足要求。

2.3.4立杆的稳定性计算

允许长细比（k取1）λ0=214.352/1.291=166.036<210长细比验算满足要求。

φ=0.159;σ=1.10×13398/（0.159×505.5）+1.10×60000/5262=196.176N/mm2;立杆的稳定性计算σ<[f]，满足要求。

2.3.5模板支架整体稳定性计算

抗倾覆力矩：MR=8.0002×0.450×（6.060+0.200）+2×（0.000×8.000×0.450）×8.000/2=180.280kN.m;倾覆力矩：MT=3×1.100×34.204=112.874kN.m;模板支架抗倾覆验算MT

2.4管理方面

为保证本工程陡边坡脚手架的安全搭设及使用。主要监测项目有：脚手架荷载是否超过规定;在脚手架、承重平台等场所设置承重标志，对允许堆放的重量、数量进行量化体现;脚手架基础是否牢固，是否有裂缝和位移变形。

监督管理手段：（1）定期安排专职 保安人员例行检查;（2）在塔吊上安装全景摄像头以实现动态监测是一种创新的监控和管理方法。现场施工管理人员、监理、业主可随时通过手机上 APP 对现场超高、陡边坡脚手架规范搭设及规范施工操作进行全方位监控，为脚手架安全管理 提供了一种有效的监督管理手段[2]。

3.结语

岚山海绵城市脚手架设计与施工过程中的管控，从各方面提高了复杂地质条件脚手架施工的管理能力，并确保施工过程的安全性。经过对本工程高、陡脚手架施工进行了全方位的有效监督，为类似工程的脚手架设计与施工积累了施工经验。

参考文献

[1] 夏静.高大模板支撑体系支架坍塌事故的分析施工技术， 2001（10）

[2] 崔显岳 ， 夏长华 ， 卢文阁.脚手架在高边坡治理工程中的应用[J].施工技术 ， 2008 ， 37（S2）：367-370.

（作者单位：中建八局第二建设有限公司）

【中图分类号】TU731.2

【文献标识码】A

【文章编号】1671-3362（2020）10-0100-02