圆柱形排架墩装配式全封闭安全防护系统施工工法.pdf

1、圆柱形排架墩装配式全封闭安全防护系统施工工法 1前言前言随着中国高速公路时代的新发展，山区高速中穿越山包、沟谷的桥梁工程越来越多，由于跨越地形多变，高程起伏较大，桥梁圆柱墩直径、间距不统一，且墩高等参数差异较大，山区桥梁工程圆柱墩施工标准化程度低、施工难度大、安全风险高。本工法以墩高 30m 为界分别设置墩柱施工通道和平台，当墩高30m 时，圆柱墩施工防护采用“之”字形爬梯+背笼+环形平台形式，实现施工人员上下并进行作业，大部分防护设施悬空设置，降低对场地的要求；当墩高30m 时，圆柱墩施工防护采用专用墩身防护架，为全包围结构，确保作业安全。该两种安全防护系统均用于桥梁墩身钢筋绑扎、模板安装拆

2、除、墩身混凝土浇筑及养护修饰等各个施工环节，兼有人员施工操作平台、上下及平层通道、安全防护等功能，具有适应性强、安装简便、周转灵活、安全性高、外形美观等优势，可有效防护人员上下通道、墩身施工作业人身安全，降低作业人员安全风险，同时装配式结构整齐美观，有助于提升现场安全文明形象。关键技术形成实用新型专利两项一种背笼平台通道装置（ZL202021688636.7）；实用新型专利-装配式墩身施工防护系统（ZL201920789978.9）。2.工法特点工法特点2.1组合拳出击，分别对待以墩高 30m 为界，分别设置墩柱施工通道和平台，当墩高30m 时，圆柱墩施工防护采用“之”字形爬梯+背笼+环形平台

3、形式，当墩高30m 时，圆柱墩施工防护采用专用墩身防护架。2.2“之”字形爬梯+背笼+环形平台墩高不超过 30m 施工时设置“之”字形爬梯+背笼+环形平台，通过一系列常规设备的组合实现施工人员上下并进行作业，大部分防护设施（背笼和环形平台）悬空设置，降低对场地的要求。图图 2-1“之之”字形爬梯字形爬梯+背笼背笼+环形平台环形平台2.3墩身防护架墩高超过 30m 施工时设置专用墩身防护架，其结构包含爬梯及平台，施工人员依靠墩身防护架上下并进行作业，由于墩柱较高，采用全包围结构，确保施工安全，对场地要求较高。图图 2-2墩身防护架墩身防护架2.4有施工必有安全通道和施工平台本工法避免传统桥梁工程

4、圆柱墩施工中违规的“吊人”作业，严格遵守“有施工必有安全通道和施工平台”的原则，也避免了传统桥梁工程圆柱墩施工中双排架安拆的风险，从根本上杜绝高空坠落等安全隐患。3.适用范围适用范围本工法适用于任何地形、地质条件的圆柱墩工程，特别适用于跨越地形多变、高程起伏较大的桥梁圆柱墩施工。4.工艺原理工艺原理本工法主要以墩高 30m 为界分别设置墩柱施工通道和平台，当墩高30m 时，圆柱墩施工防护采用“之”字形爬梯+背笼+环形平台形式，当墩高30m 时，圆柱墩施工防护采用专用墩身防护架。4.1“之之”字形爬梯字形爬梯+背笼背笼+环形平台环形平台墩柱钢筋笼整体吊装，上下两节钢筋笼利用钢筋套筒进行机械连接，

5、墩柱模板分两瓣整体吊装（单次安装高度一般8m），安装到位对两瓣模板进行螺栓连接。利用背笼解决两瓣模板竖向螺栓连接高空作业施工平台问题，其中部分背笼较长，参照塔吊爬梯原理并创新改进，设置可翻转式休息平台，用于上下人员中间休息；利用环线平台解决上下两节钢筋笼机械连接高空作业施工平台问题、上下两次模板高空对接（环向螺栓连接）施工平台问题和墩柱混凝土浇筑高空作业施工平台问题，环形平台设置成可拆卸式的，固定于下端模板靠近顶口的背楞上（不影响两次模板对接）；利用“之”字形爬梯作为到达环形平台的人员上下通道，每 8m（2 节爬梯高度）设置一道附着，与墩柱形成可靠连接。图图 4-1背笼背笼+环形平台环形平台4

6、.2墩身防护架墩身防护架墩柱钢筋笼整体吊装，上下两节钢筋笼利用钢筋套筒进行机械连接，墩柱模板分两瓣整体吊装，安装到位对两瓣模板进行螺栓连接。墩身防护架以单个标准节框架为拼装单元，可进行组合式拼接，以适应不同的墩身截面尺寸、墩身距离和墩身高度等的变化需要，上下框架单元之间采用销轴连接，内含安全防护网、作业平台、施工通道、上下楼梯板、护栏、扶手等设施，可用于墩柱钢筋笼对接、模板安拆、混凝土浇筑和养护等施工环节。图图 4-2墩身防护架墩身防护架5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工工艺流程图图 5-1施工工艺流程图施工工艺流程图5.2操作要点操作要点5.2.1结合面凿

7、毛结合面凿毛圆柱墩与桩基、地系梁、中系梁、节段间的结合面必须进行凿毛，采用风镐配合人工方式进行凿毛，凿毛时必须将已浇筑混凝土顶面浮浆清除干净，露出洁净的粗骨料。图图 5-2结合面凿毛图结合面凿毛图5.2.2测量放样测量放样使用全站仪在已浇筑完成的混凝土顶面精确放出墩柱中心线，经监理工程师检查合格后进行下道工序施工。图图 5-3测量放样测量放样图图5.2.3钢筋安装钢筋安装钢筋在后场集中制作成钢筋笼，平板车运至现场，采用汽车吊或者塔吊进行安装，每节墩柱钢筋采用机械连接，钢筋笼安装高度不大于 9m。图图 5-4钢筋笼安装图钢筋笼安装图每次墩柱钢筋笼连接步骤如下：1）将待连接钢筋笼吊装就位；2）回收

8、塑料保护帽，连接前检查钢筋规格与连接套筒规格是否一致，确认丝头无损坏后，将带有连接套筒的一端拧入待连接钢筋；3）用管钳扳手拧紧钢筋接头，并达到规定的螺纹长度。连接时，将扳手钳头咬住连接钢筋，垂直钢筋轴线均匀加力，严禁钢筋丝头未拧入连接套筒就用扳手连接钢筋，否则会损坏接头丝扣，造成钢筋连接质量事故。5.2.4安全防护系统搭设安全防护系统搭设1）墩身防护架圆柱墩超过 30m 的施工时设置专用墩身防护架，其结构包含爬梯及平台，施工人员依靠墩身防护架上下作业平台并进行作业。墩身防护架搭设前，对防护架及其外 50cm 范围内的地基进行整平、夯实，并浇筑 15cm 厚混凝土垫层，同时在垫层外设置时临时排水

9、沟，防止水流浸泡防护架地基造成沉降。每完成一节墩柱的施工搭设一次防护架，防护架随墩柱的升高逐级搭设，直至墩柱施工完成。防护架拆除时按照“先搭后拆”原则由上至下依次拆除。圆柱墩防护架的搭设及拆除必须由持证的专业架子工进行。图图 5-5墩身防护架墩身防护架图图2）“之”字形爬梯+背笼+环形平台圆柱墩不超过 30m 的施工时设置“之”字形爬梯+背笼+环形平台。利用“之”字形爬梯作为上下通道，实现人员轻松到达施工作业面，结构简单、安装方便、外观大方，安全防护到位。梯笼全部由钢构件拼装而组成，主要构件平台、楼梯等均采用焊接和螺栓连接工艺，构件四面独立形成围护体系，其中扶墙每 8m（2节爬梯高度）设置 1

10、 道，扶墙件采用 75 角钢，与墩柱上预埋钢筋套筒进行可靠连接，爬梯到墩柱施工作业平台设置安全通道。图图 5-6“之之”字形爬梯图字形爬梯图利用背笼解决两瓣模板竖向螺栓连接高空作业施工平台问题，背笼设计为方形，单节长度 4m，由小钢管焊接而成，可根据需求进行拼接加长，顶部利用圆钢加工而成的 U 型卡固定于模板背楞上，参照塔吊爬梯原理并创新改进，设置可翻转式休息作业平台，用于施工人员休息或作业，且不影响通行，轻便易安装。图图 5-7背笼图背笼图利用环形平台解决上下两节钢筋笼机械连接高空作业施工平台问题、上下两次模板高空对接（环向螺栓连接）施工平台问题和墩柱混凝土浇筑高空作业施工平台问题，环形平台

11、找专业厂家加工而成，由薄钢板和小型刚组成，设置成可拆卸式的，固定于下端模板靠近顶口的背楞上（不影响两次模板对接）。图图 5-8环形平台环形平台图图5.2.5模板安装模板安装圆柱墩模板采用专业厂家生产的定型钢模板，面板采用 6mm 厚钢板，圆柱墩模板加工完成后进行试拼装工作，试拼装之前要仔细检查单块模板的规格型号、圆度和光洁度，不符合要求的模板不能使用。模板试拼装检验模板整体结构尺寸、模板间拼缝情况及连接螺栓匹配情况，模板在试拼装检验合格后方能使用（单次模板安装高度不大于 8m）。圆柱墩模板现场采用吊车进行安装，根据测量放样的中心点精确调整模板。模板安装前清理干净，涂刷脱模剂时要均匀，不能少涂、

12、漏涂或脱模剂流淌，以免影响混凝土外观质量。模板安装时竖向拼缝位置统一朝横桥向位置布置，拼缝间采用双面胶条粘贴处理，防止浇筑施工中模板拼缝处漏浆。模板安装时所有螺栓必须满上并拧紧，防止浇筑过程中爆模。模板安装完成后，检查模板平面位置和竖直度，并由测量人员放出墩柱顶标高或顶面标高，同时拉紧模板缆风绳，检查合格后进行下道工序施工。首节段模板安装完成后，在模板底口外侧设置砂浆进行封堵，防止浇筑混凝土时由于模板与其下混凝土面接合不紧密漏浆，造成“烂根”现象。封堵用的砂浆在形成强度后方可进行混凝土的浇筑，在拆除模板后将其清除干净。墩身混凝土强度达到15MPa 以上时方可拆除模板，预留一节模板（1.5m 高

13、）作为支撑抱箍，进行下一节段墩身模板施工。图图 5-9模板安装图模板安装图5.2.6混凝土工程混凝土工程混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土罐车运输，吊车、下料斗和串筒配合浇注砼入模，插入式振捣器捣固。墩身混凝土初凝后立即在其顶部设置蓄水桶进行滴漏养护，模板拆除后侧面采用包裹塑料薄膜的方式养护，混凝土养护期间必须保证表面始终处于湿润状态，混凝土的养护时间不应少于 7d。图图 5-10混凝土浇筑、养护图混凝土浇筑、养护图5.3劳动力组织劳动力组织劳动力组织情况见表 5-1。表表 5-1劳动力组织情况表劳动力组织情况表序号序号工种工种所需人数（人）所需人数（人）序号序号工种工种所需人数（人）所需人数（

14、人）1技术负责人16电工12生产负责人17架子工53技术员18钢筋工3+34安全员19模板工35测量员210混凝土工26.材料与设备材料与设备圆柱形排架墩装配式全封闭安全防护系统施工所涉及到的设备及材料下表。表表 6-1圆柱形排架墩装配式全封闭安全防护系统施工圆柱形排架墩装配式全封闭安全防护系统施工材料设备表材料设备表序号序号名称名称规格规格单位单位数量数量备注备注1墩身防护架套1高度根据现场确定2之字形爬梯套1数量根据现场确定3背笼套1数量根据现场确定4环形平台套1数量根据现场确定5全站仪台16水准仪台17汽车吊25t台17.质量控制质量控制7.1质量控制标准质量控制标准圆柱形排架墩装配式全

15、封闭安全防护系统施工质量控制标准主要的规范、标准和检验方法：7.1.1公路桥涵施工技术规范（JTG/T 36502020）；7.1.2公路工程质量检验评定标准第一册 土建工程（JTG F80/12017）；7.1.3公路工程施工安全技术规范(JTG F902015)。7.2质量要求质量要求7.2.1圆柱墩施工质量符合表 7-1 要求：表表 7-1圆柱墩施工质量标准表圆柱墩施工质量标准表项目项目规定值或允许偏差规定值或允许偏差项目项目规定值或允许偏差规定值或允许偏差混凝土强度（MPa）在合格标准内轴线偏位（mm）10，且相对前一节段8断面尺寸（mm）20节段间错台（mm）5全高竖直度（mm）H5

16、m5平整度（mm）85mH60mH/1000，且20预埋件位置（mm）满足设计要求，设计未要求时5顶面高层（mm）107.2.2安全防护系统的刚度、强度、稳定性必须满足施工要求。7.2.3安全防护系统及相关附属结构在加工制作和安装过程中，必须采取防加工、安装变形的措施，保证加工、制作、安装精度以及焊接质量满足要求。7.3质量保证措施质量保证措施7.3.1安全防护系统安装前需进行试拼装，对孔位、边线贴合度、模板平整度等进行检查。7.3.2墩身防护架、“之”字形爬梯、背笼、环形平台等制作完成后应组织必要的工艺试验，如焊接工艺试验等。7.3.3墩身防护架、“之”字形爬梯、背笼、环形平台等安装时保证螺

17、栓连接和焊接的质量。7.3.4墩身防护架仅允许人员操作及小型机具设备的放置，严禁堆放模板、钢筋半成品等材料。7.3.5墩身防护架、“之”字形爬梯、背笼、环形平台等安全防护系统必须验收合格后方可投入使用。7.3.6混凝土不得离析，严格控制混凝土的坍落度。7.3.7墩身混凝土浇筑时必须捣固密实，表面不得有蜂窝麻面，经常检查模板连接处有无漏浆现象，应保证外观美观。7.3.8各结合面施工缝均应进行凿毛、除油、清洗处理，以保证新老混凝土的结合。混凝土颜色需保持一致，表面光洁无油污，无蜂窝、麻面、收缩裂缝。7.3.9墩身每节段混凝土衔接面处理整齐，不得错台。7.3.10必须严格控制混凝土保护层厚度，结构内

18、钢筋加工及安装尺寸必须准确，保护层厚度采用混凝土垫块控制，混凝土垫块强度不得低于母体混凝土强度。7.3.11模板使用后，及时清理干净，并涂刷脱模剂。模板周转次数较多，每次拆模后检查其面板平整度，面板变形较大或损坏时，应及时加以调整或更换。7.3.12严禁使用废机油、动力油和菜油等含有腐蚀性色素的油品作为脱模剂。7.3.13加强质量管理工作。在各结构加工、制作、安装过程中，加强质量检查、控制，确保加工作质量满足要求。在使用过程中，加强跟踪检查、监控工作，发现问题及时处理，确保使用过程中质量满足要求。7.3.14对有关的技术、管理、质检及班组产业工人进行培训，保证有关人员熟悉工艺文件、技术要求、施

19、工管理，从而保证加工制作过程控制的顺利进行。8.安全措施安全措施1）安全防护系统施工前，墩身防护架、“之”字形爬梯、背笼、环形平台等必须经过项目工程部、安全部和工区同时邀请监理工程师多方协同验收，验收项目如材料型号、尺寸大小、外观质量、焊接质量等必须满足相关设计及规范要求，合格后方可投入使用。2）安全防护系统搭设过程中和完成后检查各焊接点和螺栓连接质量是否满足要求，验收合格后方可进行后续施工。3）安全防护系统搭设时，设置警护区，并必须设置警戒标志，派专人指挥，严禁非作业人员进入施工区域。4）施工人员需正确规范佩戴安全防护用品，如安全帽、安全带、防护鞋等，同时高空作业搭配防坠器、软绳、安全防坠网

20、等进行施工。5）施工人员必须为具有特殊工种操作证的熟练工人，持证上岗。6）墩身防护架单元拼装、“之”字形爬梯单元拼装、背笼加工和环形平台加工、拼装均在厂内或者地面上完成，组装成单元后再进行整体拼装，降低高空作业安全风险。7）地面拼装工作完成后及时安装防坠器、软绳等防护设施，确保一进入高空作业就有防护措施，避免发生高空坠落等安全事故。8）施工过程中，起重吊装必须由专人指挥，且配备对讲机，确保指令准确。9）大雾、大雨和六级风以上的大风天气，不得进行安全防护系统搭设或拆除作业。10）施工过程中要定期检查防护系统连接螺栓和焊缝等，避免使用过程中晃动引起螺栓松动或焊缝脱落等现象，存在安全隐患。11）安全

21、防护系统必须按照方案要求进行搭设和拆除，严格控制各工序顺序，并遵循“先搭后拆”的原则。9.环保措施环保措施1）施工场地内的建筑垃圾在场内设置临时堆放、集中堆放场所，定期运到指定地点。2）作好施工期防水、排水工作，施工废水、生活污水将集中设置沉淀池或净水器过滤器等进行处理，不得排入河道、农田、耕地、饮用水源和灌溉渠道。3）从施工平面布置用地、临时设施建设用地及场地选择等提前谋划，不随意乱占空地、草场林地，保护现场自然资源。4）施工作业产生的灰尘，在场的作业人员配备必要专用劳保用品，采用洒水车和雾炮机对所使用的便道和工点经常进行洒水降尘。5）禁止在工地燃烧有毒的物品，以免影响周围环境。6）拌和站排

22、出的废水、生活污水要经沉淀等处理达标后排放，不得排人农田、引水渠、或引水沟中；7）拌和站料罐顶设有防尘设施。10.经济社会效益经济社会效益10.1技术效益技术效益本工法适用于山区高速中跨越地形多变、高程起伏较大的桥梁墩柱工程安全防护施工，范围较广，根据墩高分类设置防护形式，施工安全可靠，现场标准化程度高，且可周转重复使用，技术可行。10.2经济效益经济效益本工法根据墩高分类设置防护形式，避免全封闭防护的投入使用，降低工程建设成本，同时保证现场施工标准化和安全管控到位。表表 10-1经济效益分析表经济效益分析表（安全防护系统施做）（安全防护系统施做）序序号号工艺工艺吊人作业吊人作业双排架双排架防

23、护防护背笼背笼+环形平台环形平台墩身防护架墩身防护架1适用范围禁止使用适用于墩高15m，范围较广适用于墩高30m，范围较广适用于墩高60m，范围广2优点无需投入安全防护设施投入较少，安拆较为简便，无需起重设备投入少，安拆快捷方便，标准化程度高安拆较为简便，标准化程度高3缺点安全风险极高，禁止使用墩高限制大，安拆双排架安全风险高墩高有所限制，安拆需要起重设备投入较大，架体较重，安拆需要起重设备4场地要求无要求要求较高，需支撑双排架体要求较低，只需支撑“之”字形爬梯要求高，支撑整个安全防护系统5工效（以9m 高墩柱为例）0 天5 个人 2 天，1 辆 25t 汽车吊 0.5 天5 个人 1 天，1

24、 辆 25t 汽车吊 1 天5 个人 2.5 天，1 辆 25t 汽车吊 2.5 天6成本（以9m 高墩柱为例）0 元1 万元3.5 万元14 万元10.3工期效益工期效益经过工程实践，本工法综合“之”字形爬梯+背笼+环形平台和墩身防护架等安全防护系统的优缺点，根据墩高分类设置，工期效果良好。10.4社会效益社会效益本工法实施后取得了很好的效果，在不影响工程建设工期的前提下加强施工现场的安全管控和标准化水平，得到了业主和监理的一致好评，并陆续在我公司其他工程中得到推广和应用。11.应用实例应用实例11.1工程实例一：万州环线二分部工程实例一：万州环线二分部新田长江大桥南引桥工程新田长江大桥南引

25、桥工程11.1.1工程概况万州环线二分部新田长江大桥南引桥位于万州区范家梁村西南侧，小桩号侧与新田侧路基段相接，大桩号侧与新田长江大桥主桥相接。南引桥由两联先简支后连续预应力混凝土 T 梁组成，桥跨布置为 430m+530m。南引桥下部结构主要形式为整体式双桩-双柱式圆形实心墩，墩顶设置盖梁。南引桥共设置 9 排墩（0#桥台位于锚碇上方，与锚碇共同施工），18#桥墩每个桥墩包含 2 个墩柱，共 16 根，墩柱直径分为2.8m 及 3.0m 两种，其中 16#墩墩柱直径为 2.8m，7#、8#墩墩柱直径为 3.0m，最大墩高为 51m。11.1.2施工情况采用本工法施工，新田长江大桥南引桥所有墩

26、柱均已顺利完成，施工过程安全可靠未出现任何事故，实体混凝土外美内实，施工效率高，施工速度快，周转重复使用，节省了大量成本。11.2工程实例二：工程实例二：万州环线二分部怡安寺大桥工程万州环线二分部怡安寺大桥工程11.1.1工程概况怡安寺大桥位于重庆市万州区新田镇五溪村，起讫桩号 K11+040K11+580，桥梁全长 547 米，共 6 联，桥跨布置为 330+330+330+330+330+330m，上部结构为预应力混凝土先简支后连续 T 梁，桥墩采用柱式墩、桩基础，共设计墩柱 70根，直径 150cm、180cm 和 200cm 三种类型，最大墩高为 44.4m。11.1.2施工情况采用本工法施工，怡安寺大桥墩柱已施工过半，施工过程安全可靠未出现任何事故，实体混凝土外美内实，施工效率高，施工速度快，周转重复使用，节省了大量成本。图图 11-1新田长江大桥南引桥和怡安寺大桥新田长江大桥南引桥和怡安寺大桥图图