向 梅

(中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西西安 710038)

近年來，大規(guī)模鐵路、公路及市政建設(shè)中，由于材料使用、現(xiàn)場操作、施工安全管理等方面的原因，現(xiàn)澆橋梁滿堂支架垮塌事故時(shí)有發(fā)生，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1 現(xiàn)澆梁支撐架事故原因分析

支架垮塌的原因歸納起來有三個(gè)方面，一是材料原因，鋼管材質(zhì)不合格或鋼管銹蝕導(dǎo)致鋼管受力能力削弱。二是搭設(shè)工藝和方法不合理，導(dǎo)致局部受力過大。三是現(xiàn)場管理不到位，施工組織方案及安全管理要求未有效落實(shí)到位。

1．1 材料原因

材料質(zhì)量等原因?qū)ΜF(xiàn)澆梁支架有較大影響，滿堂支撐架多米諾效應(yīng)明顯，某點(diǎn)出現(xiàn)問題，常常影響支架整體穩(wěn)定。

1)鋼管壁厚不夠。JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定“對新鋼管允許偏差值的說明:《低壓流體輸送用焊接鋼管》GB/T 3091、《直縫電焊鋼管》GB/T 13793規(guī)定:φ48．3×3．6 mm的鋼管，管體外徑允許偏差 ±0．5 mm，壁厚允許偏差 ±10%(壁厚)，即 ±3．6 ×10%= ±0．36 mm，所以，外徑允許范圍為47．8mm ～48．8 mm，壁厚允許范圍為3．24mm ～3．96 mm”。目前通用的 φ48×3．5(3．24～3．5)mm 鋼管在允許偏差內(nèi)(JGJ 130-2001規(guī)定鋼管及壁厚允許偏差為-0．5 mm，即壁厚不小于3．0 mm，新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)提高)。目前市場上流通的φ48×3．5鋼管，大多按負(fù)公差加工，鋼管實(shí)測壁厚不符合規(guī)范要求，甚至小于3．0 mm，部分鋼管經(jīng)過多年使用，風(fēng)吹雨淋銹蝕嚴(yán)重，局部壁厚變薄情況較多，規(guī)范規(guī)定使用舊鋼管(已使用過的或長期放置已銹蝕的鋼管)時(shí)主要應(yīng)檢查有無嚴(yán)重鱗皮銹。檢查銹蝕深度時(shí)，應(yīng)先除去銹皮再量深度，鋼管內(nèi)外銹蝕的厚度不能大于壁厚負(fù)偏差的一半。如按搭設(shè)步距1．8 m計(jì)算，鋼管發(fā)生銹蝕后φ48×3．5變成了φ48×3．0的鋼管，其承受荷載能力降低約12%;鋼管因銹蝕 φ48×3．5變成 φ48×2．5，荷載支撐能力降低 25%左右;如果鋼管生銹嚴(yán)重，銹蝕深度1 mm，鋼管 φ48×3．5 變成 φ47×2．5，則荷載支撐能力會(huì)下降大約34%?？梢婁摴芤?yàn)椴牧喜缓细窕蜾P蝕減小壁厚對鋼管受力產(chǎn)生影響較大。

2)鋼管垂直度降低。經(jīng)過反復(fù)使用，部分鋼管可能產(chǎn)生彎曲和變形，垂直度變差，在模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮鋼管彎曲和變形對支撐能力的影響，所以利用舊鋼管及鋼管轉(zhuǎn)運(yùn)使用過程中磕碰彎曲造成鋼管實(shí)際支撐能力有較大下降。

3)扣件合格率偏低。JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范及GB 15831-95鋼管腳手架扣件規(guī)范規(guī)定“對接扣件抗滑承載力為3．2 kN，直角與旋轉(zhuǎn)扣件抗滑承載力為8 kN，扣件螺栓擰緊扭力矩值不應(yīng)小于40 N·m且不應(yīng)大于65 N·m”。目前我國各生產(chǎn)廠的扣件螺栓所采用的材質(zhì)差異較大，檢查表明，當(dāng)螺栓扭力矩達(dá)到70 N·m時(shí)，大部分螺栓已滑絲不能使用。螺栓、墊圈為扣件的緊固件，規(guī)范要求在螺栓擰緊力矩達(dá)到65 N·m時(shí)，扣件本體、螺栓、墊圈均不得發(fā)生破壞，但現(xiàn)場部分扣件螺栓擰緊扭力矩很難達(dá)到規(guī)范規(guī)定要求，部分有裂縫、變形或螺栓出現(xiàn)滑絲的扣件仍在使用。

1．2 現(xiàn)場搭設(shè)工藝不合理

1)立桿接長不到位。滿堂支撐架搭設(shè)高度較高時(shí)，大多需要將立桿的鋼管接長使用，但在計(jì)算立桿受力時(shí)，沒有考慮立桿連接接點(diǎn)的存在，模板支撐系統(tǒng)立桿通常按立桿中心受壓桿件進(jìn)行設(shè)計(jì)。規(guī)范JGJ 130-2011規(guī)定“當(dāng)縱向或橫向水平桿的軸線對立桿軸線的偏心距不大于55 mm時(shí)，立桿穩(wěn)定性計(jì)算可不考慮此偏心距的影響”。此鋼管立桿連接部位是支架體系立桿的薄弱環(huán)節(jié)，如果立桿連接不好將發(fā)生偏心受力，受力后連接點(diǎn)變形最明顯，很容易發(fā)生失穩(wěn)，進(jìn)而造成支撐體系的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致整個(gè)支撐系統(tǒng)破壞。實(shí)際施工中，用扣件連接的鋼管模板支架，縱橫向水平桿的軸線及立桿軸線常常存在偏心，立桿受力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生附加彎矩。

2)地基基礎(chǔ)處理不到位。模板支架的基礎(chǔ)需要進(jìn)行加固處理，達(dá)到地基承載力要求，一般采取夯實(shí)、澆筑混凝土墊層等措施進(jìn)行加固處理，如果地基承載力不足，混凝土澆筑過程中在薄弱部位將產(chǎn)生沉降，進(jìn)而導(dǎo)致整體失穩(wěn)。

3)縱、橫向掃地桿缺失。設(shè)置縱、橫向掃地桿可以增強(qiáng)支架底部穩(wěn)定性并且縮短立桿受力長度，保證支架整體穩(wěn)定?？v向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距地面不大于20 cm處的立桿上。橫向掃地桿要用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

支架立桿基礎(chǔ)不在同一高度上時(shí)，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨并與立桿固定連接，高低差不應(yīng)大于1 m?？窟吰律戏降牧U軸線到坡邊緣的距離不應(yīng)小于50 cm，如圖1所示。

圖1 縱、橫向掃地桿構(gòu)造圖

實(shí)際在模板滿堂支撐架搭設(shè)過程中，縱、橫向掃地桿未按規(guī)范設(shè)置，缺少縱橫向掃地桿將使立桿的計(jì)算長度增加，極易造成安全隱患。

4)主節(jié)點(diǎn)處縱、橫向水平桿缺失。縱橫向水平桿是滿堂支撐架必不可少的構(gòu)件，規(guī)范規(guī)定主節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置一根橫向水平桿，用直角扣件扣接且嚴(yán)禁拆除。

實(shí)際施作過程中往往忽視頂部水平桿設(shè)置，常常不設(shè)頂部水平桿或頂部水平桿設(shè)置不到位，部分支架在中間只設(shè)一個(gè)方向水平桿?？v橫向水平桿設(shè)置不到位會(huì)導(dǎo)致立桿的計(jì)算長度大大增加，承載力會(huì)極大下降。

5)梁底支撐方式不合理。部分滿堂支架搭設(shè)立桿設(shè)置不合理，個(gè)別梁底立桿間距存在過大情況，增強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)場簡單在梁底增加一根立桿支撐，錯(cuò)誤的認(rèn)為梁底立桿承受的荷載為全部荷載的1/3，實(shí)際檢算中，滿堂支撐架現(xiàn)澆梁混凝土施工中，梁底部分立桿受力占總荷載的60%以上，受力后易在此部位發(fā)生破壞。

6)剪刀撐設(shè)置不合理。JGJ 162-2008建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定:“滿堂模板和共享空間模板支架立柱，在外側(cè)周圈應(yīng)設(shè)由下至上的豎向連續(xù)式剪刀撐;中間在縱橫向應(yīng)每隔10 m左右設(shè)由下至上的豎向連續(xù)式的剪刀撐，其寬度宜為4 m～6 m，并在剪刀撐部位的頂部、掃地桿處設(shè)置水平剪刀撐。剪刀撐桿件的底端應(yīng)與地面頂緊，夾角宜為45°～60°。當(dāng)建筑層高在8 m～20 m時(shí)，除應(yīng)滿足上述規(guī)定外，還應(yīng)在縱橫向相鄰的兩豎向連續(xù)式剪刀撐之間增加之字斜撐，在有水平剪刀撐的部位，應(yīng)在每個(gè)剪刀撐中間處增加一道水平剪刀撐。當(dāng)建筑層高超過20 m時(shí)，在滿足以上規(guī)定的基礎(chǔ)上，應(yīng)將所有之字斜撐全部改為連續(xù)式剪刀撐?！睗M堂支撐架整體穩(wěn)定試驗(yàn)證明，增加豎向、水平剪刀撐，可增加架體剛度，提高腳手架承載力。在豎向剪刀撐頂部交點(diǎn)平面設(shè)置一道水平連續(xù)剪刀撐，可使架體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

剪刀撐布置見圖2。

設(shè)置剪刀撐比不設(shè)置臨界荷載提高26% ～64%(不同工況)，剪刀撐不同設(shè)置，臨界荷載發(fā)生變化，所以根據(jù)剪刀撐的不同設(shè)置滿足不同的承載力要求。施工現(xiàn)場滿堂支撐架，經(jīng)常不設(shè)剪刀撐或只是支架外圍設(shè)置豎向剪刀撐，這種結(jié)構(gòu)不合理，所以要求滿堂支撐架在縱、橫向間隔一定距離設(shè)置豎向剪刀撐，在豎向剪刀撐頂部交點(diǎn)平面、掃地桿的設(shè)置層設(shè)置水平剪刀撐，保證支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

圖2 剪刀撐布置圖

1．3 施工安全管理

1)施工方案不合理。滿堂支撐架現(xiàn)澆梁混凝土施工未編制專項(xiàng)施工組織方案，技術(shù)要求較復(fù)雜的方案沒有經(jīng)過專家論證。編制的技術(shù)方案及安全質(zhì)量控制措施缺乏指導(dǎo)性，缺少詳細(xì)的平面圖、立面圖、細(xì)部構(gòu)造圖，不能有效指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

2)安全技術(shù)交底不到位。未按規(guī)定對施工作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，或安全技術(shù)交底內(nèi)容不到位，交底中缺少搭設(shè)參數(shù)、構(gòu)造措施和安全注意事項(xiàng)。

3)安全培訓(xùn)不到位。施工作業(yè)人員安全教育培訓(xùn)不到位，素質(zhì)較低，架子工等特殊工種未按規(guī)定培訓(xùn)考試合格取得特種作業(yè)人員資格證。

4)檢驗(yàn)檢測不到位。鋼管、扣件的抽樣檢測缺少代表性，檢測的批次和數(shù)量不足，JGJ 130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定:扣件進(jìn)入施工現(xiàn)場應(yīng)檢查產(chǎn)品合格證，并應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)試，技術(shù)性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15831-2006鋼管腳手架扣件的規(guī)定。要求扣件使用前應(yīng)逐個(gè)仔細(xì)檢查，對破損、變形、滑絲的不得使用。但在實(shí)際施工中，作業(yè)隊(duì)對扣件螺栓擰緊扭力矩檢查較少，抽檢數(shù)量不足，不能反映扣件總體質(zhì)量情況。施工過程中未對模板支架進(jìn)行總體檢查驗(yàn)收，未對支架的整體穩(wěn)定性進(jìn)行確認(rèn)。

2 預(yù)防及加強(qiáng)措施

為了保證橋梁支架和移動(dòng)模架的安全使用，必須重點(diǎn)做好以下技術(shù)管理工作:

1)方案科學(xué)合理。按規(guī)定編制專項(xiàng)施工方案，方案科學(xué)合理，必要時(shí)經(jīng)專家論證，專項(xiàng)施工方案要對支撐系統(tǒng)整體穩(wěn)定及支架地基承載力要求進(jìn)行計(jì)算，明確材料種類、規(guī)格及連接措施，支撐系統(tǒng)具備足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性滿足要求，同時(shí)充分考慮現(xiàn)場氣候、地形條件等各種影響因素。專項(xiàng)施工方案還應(yīng)包括接頭方法、縱橫向剪刀撐設(shè)置、水平橫桿布置方式以及支架安裝、拆卸的安全措施。

2)嚴(yán)格落實(shí)安全管理制度。嚴(yán)格按照確定的技術(shù)方案組織施工，落實(shí)安全技術(shù)交底制度，操作人員按要求持證上崗。細(xì)化施工組織及作業(yè)方案，編制作業(yè)指導(dǎo)書及技術(shù)交底，嚴(yán)格控制立桿間距、水平桿步距，設(shè)置掃地桿和剪刀撐，不準(zhǔn)隨意更改。在使用過程中，不得隨意拆除桿件。

3)加強(qiáng)檢查驗(yàn)收。a．堅(jiān)持使用合格材料，對進(jìn)場材料嚴(yán)格檢查，凡是變形的鋼管應(yīng)調(diào)直，符合要求方能使用，過度變形和嚴(yán)重?fù)p壞的鋼管不得使用，扣件要達(dá)到鎖扣能力。b．嚴(yán)格檢查支架地基承載力，地基基礎(chǔ)土體按要求采取壓實(shí)、換填或澆筑混凝土墊層等措施，采取措施后地基承載力是否滿足要求。c．混凝土澆筑前，相關(guān)單位必須對支架進(jìn)行驗(yàn)收，對扣件螺栓擰緊扭力矩進(jìn)行抽查，保證支架按要求搭設(shè)。d．澆筑過程中應(yīng)派專人對模板及支架觀測，發(fā)現(xiàn)異常必須停止作業(yè)，經(jīng)檢查和加固后方可重新使用，澆筑時(shí)應(yīng)均勻?qū)ΨQ澆搗，控制澆筑速度，防止混凝土超高堆置和偏載造成支架失穩(wěn)。

4)強(qiáng)化搭設(shè)工藝。a．盡量采用對接扣件接長立桿，減少立桿鋼管接長不正產(chǎn)生偏心荷載，一般除頂部可采用搭接外，其他位置必須采用對接接長，提高支架的承載能力。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，對接扣件的承載能力比搭接的承載能力能大2倍左右。b．剪刀撐設(shè)計(jì)及施作到位，通常情況下立桿與水平橫桿連接扣件的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造屬于鉸接，結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，適當(dāng)增加剪刀撐布置數(shù)量，提高支模架和腳手架的抗變形能力。

3 結(jié)語

支架現(xiàn)澆梁在橋梁施工中廣泛應(yīng)用，支架現(xiàn)澆要充分考慮地形地勢影響，滿堂支撐架高度建議不超過30 m。

［1］JGJ 130-2011，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范［S］．

［2］GB 50205-2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］．

［3］段 鋒．市政工程現(xiàn)澆箱梁支架驗(yàn)算及施工技術(shù)［J］．山西建筑，2012，38(14):183-184．

［4］JGJ 162-2008，建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范［S］．