摘要：本文以贵州省余庆至凯里高速公路YT1合同段余庆特大桥高墩翻模施工为例，介绍了整体提升式脚手架的施工工艺。
关键词：桥梁高墩；整体提升式脚手架
1 概述
贵州省余庆至凯里高速公路YT1合同段余庆特大桥高墩翻模施工采用大块定型外钢模逐节翻升、整体式提升脚手架代替传统的搭设墩身外部满堂脚手架工艺相结合的一种新方法，该工法翻模施工进度快、质量高，提升架施工安全、操作简便，取得了良好的技术经济效益。
2 方案特点
整体提升式脚手架可以解决高墩柱施工的难题，为高墩桥逐节段钢筋绑扎、模板翻升、浇注混凝土及养生各项施工工序所需固定的安全操作平台，提供了一种新方法，工效显著。其结构简单，材料可周转使用。不仅施工投入少、重量轻、进度快，而且施工安全可靠、操作简便、节约成本、实用性强。构件安拆方便，易操作，技术先进、可推广性强，在桥梁高墩柱施工领域具有广泛的应用前景。
3 方案原理
提升式脚手架采用槽钢沿墩身四周组拼焊接成基座，在基座上搭设双排钢管脚手架，脚手架立杆底部与槽钢焊接连成整体。脚手架设置固定的施工平台，在平台上铺设脚手板，施工人员在操作平台上进行模板的支立、拆卸、钢筋绑扎、浇筑混凝土及养生等。在墩身前后两面对称布设预留孔，穿钢棒，提升架坐落于钢棒上，通过已浇筑墩身砼顶部设置的四个10t倒链，拉动脚手架整体向上或向下垂直提升或降低。
采用塔吊垂直运输钢筋、机具、材料、拆装模板；在墩一侧采用角钢焊接一个“之字形”重型爬梯，满足作业人员上下；混凝土入模采用混凝土泵车输送砼；采用高精度全站仪结合激光铅垂仪的测量控制方法，确保模板拼接准确定位。
4 整体提升式脚手架施工工艺
（1）施工准备.脚手架提升前，拆除已浇注的墩身下部二节段模板，留下一块模板不拆除（包括模板连接螺丝、拉杆）。将钢丝绳套在留下的模板的背带槽钢上，再将钢丝绳与10t手拉葫芦上部连接，手拉葫芦下部与缠绕在双I22a受力工钢的钢丝绳连接，初步将葫芦拉紧后，检查钢丝绳有无断丝及葫芦齿轮闭合情况，各项检查完成后方可进行提升工作。
（2）整体提升.提升时，操作人员站在最合适高度的脚手板上，4人同时缓慢、均匀的拉动葫芦并保持同步提升。提升时需专人监视指挥，避免脚手架的不平衡倾斜提升。葫芦提升到预留孔以上2cm后，将钢棒插入预留孔，将手拉葫芦缓慢放松，将受力双I22a完全落在钢棒上，稍微带紧手拉葫芦使之双保险。至此，一个提升环节工作完成，进入下道工序施工。至下次砼浇筑完成后，再进入新的提升环节循环，直到完成整个墩身砼的施工。
5 整体提升式脚手架设计
（1）双排脚手架布置。在脚手架基座上，沿墩身四周搭设整体式钢管双排架，高度12m，立杆间距横桥向700mm-1050mm-1300mm-1458mm对称布置；纵桥向700mm-1350mm-608mm对称布置，排距为1700mm，并在四面搭设剪刀撑以增脚手架整体强稳定性，钢管外径Φ48mm，壁厚3.5mm。立杆底部和[14a槽钢之间全部焊接牢靠。
为满足墩身施工要求，每一排距脚手架钢管作为施工工作平台，各层工作平台满铺木踏板，脚手架外围悬挂密目安全网，底部挂设平网。
（2）提升机具、受力工钢及受力圆钢。根据整体提升式脚手架的重量、人群荷载，确定提升设备的数量及支撑钢棒的规格，并考虑足够的安全系数。
（3）提升机具。经计算，一个墩身提升脚手架自重约15t，考虑提升架需铺设人行道板、人群荷载及其他辅助材料和安全系数，提升机具宜选用四个10t手拉葫芦。
（4）受力工钢。受力工钢采用双I22a工字钢，共两根。置于脚手架下部，直接作用于钢棒上，与墩身正面平行，保持净距离5cm，便于穿绕提升钢丝绳，受力工钢与底脚手架焊接牢靠，形成整体。
（5）预留孔及受力圆钢。墩身浇筑砼时，采用PVC管对称设置四个￠50㎜预留孔，孔的高度应位于从上而下第一道模板平缝向下50cm处。
受力圆钢采用￠40㎜钢棒，长1000mm，其中穿入墩身50cm，外露50cm。
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6提升钢管架结构验算
（1）荷载取值
横载：
竖向钢管（φ48mm×3.5mm）自重：
3.14×（0.0242-0.02252）×7850×10=17.2N/m
q=12×（9+2）×2×2×17.2=9081.6N=9.1KN
横向钢管自重（共7层）：q=7×（5.93+10.23）×2×2×17.2=7782.6N=7.78KN
长90cm横短杆自重： q=7×0.9×17.2×30=3250.8N=3.25KN
横纵梁连接钢筋重： q=3.856×1×90×10=3084.4N=3.47KN
扣件自重：按700个计，每个取重量最大的1.6kg，
共计1.6×700×10=11200N=11.2KN
钢管脚手架等自重小计：9.1+7.78+3.25+3.47+11.2=34.8KN
脚手板自重按满铺取0.35KN/m2×7=2.45KN/m2
纵梁自重：33×2×10=660N/m=0.6KN/m
主梁自重：33×2×10=660N/m=0.6KN/m
恒载合计（转为线荷载）：
q1=34.8÷（8.816+4.516）÷2＋0.6+2.45×0.7=3.64KN/m
活载：
施工人员等荷载：1.0kPa×0.7=0.7KN/m
荷载组合：恒载分项系数取1.2，活载分项系数取1.4
q=3.64×1.2+0.7×1.4=5.348KN/m，每根纵梁承受线荷载为2.674KN/m
（2）钢管脚手架验算。钢管脚手架高度仅为12m，搭设时按照相关规范搭设，不需检算。
（3）纵梁验算。根据《路桥施工计算手册》查得纵梁最大弯矩：
Mmax=0.125ql2=0.125×2.674×8.3162=23.12KN•m
工22a截面抵抗矩W=80.5×2=309cm3
σmax= Mmax÷W=23.12÷309=74.82Mpa<[σ]=145MPa，满足要求。
（4）横梁验算。纵梁将荷载传给横梁，其集中荷载为
P= 2.674×8.316÷2×2=22.23KN
只在集中荷载作用下弯矩为：Wmax=22.23×0.998=22.19KN.m，
经叠加后支座处弯矩最大Mmax=22.19+1.33=23.52KN•m
根据《路桥施工计算手册》查得：
2[14a槽钢截面抵抗矩W=80.5×2=161cm3
σmax= Mmax÷W=23.52÷161=146Mpa＞[σ]=145MPa
虽不能满足《路桥施工计算手册》中抗拉应力 ，但能够满足《钢结构》中
（5）主梁验算。每根双I22a工字钢梁主要承受集中荷载和横梁重：
横梁重：5.932*2*2*14*10÷2=1661N=1.66KN
P=5.348×（8.816+4.516）÷2+1.66=37.3KN
Wmax=37.3×1.265=47.2KN.m
双I22a工字钢截面抵抗矩W=309×2=618cm3
σmax= Mmax÷W=47.2÷618=76.3Mpa＜[σ]=145MPa，满足要求。
（6）钢棒验算
φ40mm钢棒主要承受剪切力，所受最大剪力为Q=37.3×2=74.6KN，按普通螺栓受剪验算。根据《路桥施工计算手册》查得：抗剪强度设计值[ft]=80 Mpa
每根工字钢有2根钢棒，每根钢棒所受剪应力：
ft =74.6÷2÷1.256=29.69 Mpa<[ft]=80 Mpa，满足要求。
6 总结
实践证明，该桥桥墩采用整体提升式脚手架与翻模施工工艺相结合，更显示出其技术方案的合理性和优越性，尤其是整体提升式脚手架具有结构设计合理、安全稳定、操作简便、提升快速，工序干扰小，施工进度快，支架投入少，经济实用强的特点，取得了良好的技术经济效益和社会效益，具有广泛的应用前景。
参考文献：
[1]周水兴，何兆益，邹毅松等.路桥施工计算手册［M］.人民交通出版社.2001年1月.
[2]戴国兴.钢结构［M］.武汉理工大学出版社.2008年2月.
论文作者:贾彦杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/14
标签：脚手架论文; 荷载论文; 自重论文; 钢管论文; 受力论文; 槽钢论文; 模板论文; 《基层建设》2017年第26期论文;