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碗扣脚手架支撑倒塌的原因

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2014-05-20 10:48:48   评论:0 点击:
在桥梁施工中,支撑的搭设常依据经验布置,缺少在各种施工荷载下的受力分析及验算.
         目前国内外文献中建立的模型很少,大都局限于工程经验和平面验算。由于忽视桥梁在建设阶段因支撑承载力不足而引发意外的倒塌造成的重大事故时有发生,如何防止脚手架、模板倒塌事故是各施工企业高度重视的问题桥梁支撑用料逐渐被钢管脚手架代替,目前常用于桥梁支撑的是碗扣式脚手架。该脚手架采用了有定型杆件构成的带斜腹杆的格构式构造,其连接节点为支承传力方式,受力明确,并克服了构架的随意性;且节点承载力大、轴心连接、接近于刚性。碗扣连接节点焊于立杆上,间距为60cm,能满足大多数使用情况下的调高要求.同时,该脚手架支撑装卸方便,能装成曲线形状,功能强大。但这种支撑系统的杆件和节点成千上万.
        碗扣脚手架支撑倒塌的原因:
        支撑搭设的临时性:在整个桥梁施工程中,脚手架支撑系统只占桥梁施工量的很小一部分,而且碗扣式脚手架搭设过程容易,相对于复杂的桥梁结构方面的施工,其重要性常被忽略;更因为是短期经济行为,有些企业不愿应用新型产品。
         缺少明确的强度、稳定性计算:在桥梁施工中,支撑的搭设常依据经验布置,缺少在各种施工荷载下的受力分析及验算。同时,碗扣式脚手架支撑系统的杆件和节点成千上万,计算复杂,至今没有准确的设计和计算脚手架支撑系统的计算模型、计算方法和计算程序。
         计算过程粗糙:在桥梁施工中,尽管有些企业也进行了简单的计算,但计算简图采用钢结构的铰接节点,各杆交于一点。实际节点并非完全铰接,存在一定的偏心,也存在一定的弯矩。
        搭设方案不合理:由于支撑搭设缺少精确计算,仅凭经验,搭设方案具有很大的随意性,从而造成支撑系统强度不足,一些构件上的荷载超过其极限承载力;稳定性差,缺少斜支撑用来承受水平荷载或斜撑用量不足而失稳。
         管理问题:施工现场管理混乱,操作人员随意性大,未严格按设计要求安装和拆除支撑或者安装质量不合格。
        材料问题:按标准要求,钢管为48×315的焊接普碳钢管或48×215的低合金钢管。但许多生产厂家为抢占市场,低价竞争,生产的普碳钢管壁厚为310~312mm,而用户仍按315mm计算,这使惯性矩损失10%左右;一些施工企业为降低费用,对许多经过多年使用、壁厚减薄的钢管仍旧使用,使这些钢管的惯性矩进一步减小。同时钢管材料本身性能不保证,材料锈蚀或磨损严重,有的局部弯曲或开裂,这些都是造成脚手架支撑系统强度、稳定性不足的重
要因素。
         混凝土的浇筑方式、浇筑顺序:浇筑时作用在支撑上的荷载属于区域荷载,而一般结构设计常用均匀荷载。所以加载路径不当时,就会引发脚手架支撑的倒塌。如在混凝土浇筑过程中因阶段性非对称载重引起的倒塌,即浇筑面积大,灌浆时间长,系统会有不同的极限承载值。同时,因浇筑过程中反力放大效应,造成支撑系统部分区域产生屈服(一部分支撑达到屈服,模板沉陷,未干混凝土移向该处),最后导致倒塌。
        地基处理不当:从历年来桥梁施工工程事故统计可知,大约有40%支撑倒塌是由于地基沉降、滑坡、坍塌等地基处理不当引起的。由于某处支撑的局部沉降倾斜,外荷载向该处集中致使该处承载力不足或稳定性差而引起整个结构的倒塌。      
         支撑系统受力复杂:脚手架支撑的倒塌破坏常发生在混凝土浇筑过程中,即随着结构自重的增加,支撑承受的竖向荷载越来越大;同时存在混凝土的流动、振捣和混凝土对模板的侧向压力等水平荷载,这些荷载非常大,但又无法精确计算,从而使支撑设置不合理而产生失稳倒塌。

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