桥满堂支架现浇方案.docx

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桥满堂支架现浇方案

附件4：

K7+379.078桥

满堂支架现浇连续箱梁施工方案

一、编制依据

1、《设计施工图》

2、《钢结构设计规范》（GBJ17-88）

3、《公路桥涵施工手册》

4、《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》（TB10110-2011）

5、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

6、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025）

7、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ-2008）

二、施工工艺流程

现浇箱梁施工采用就地搭设满堂支架，分段绑扎钢筋，分段、分层浇注混凝土的方法，其工艺流程如下：

地基处理搭设支架安装底模支架预压安装底模、支座、侧模绑扎钢筋（底、腹板、横梁）安装内模绑扎顶板钢筋浇筑混凝土拆除模板、支架。

三、满堂支架搭设

1、地基处理

本桥采用碗扣式满堂支架现浇混凝土箱梁，其地基较为软弱，如遇软土应继续挖至基岩层，触探检测，承载力不低于200Kpa。

地基处理方案为：

清除80cm软弱土层，换填60cm合格的砂砾石并整平压实，压实度不低于96%，再浇注20cm厚C30混凝土，混凝土顶面标高为梁底下3m。

最后按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设支垫14*12cm地层方木，方木大面朝下。

2、材料选用和质量要求

　　钢管规格为φ48×3.5mm碗扣式支架，且有产品合格证。

钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。

　　扣件应按现行国家标准《钢管支架扣件》（GB15831）的规定选用，且与钢管管径相配套的可锻铸铁扣件，严禁使用不合格的扣件。

新扣件应有出厂合格证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证，当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准《钢管支架扣件》（GB15831）的规定抽样检测。

旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形、锈蚀的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。

3、支架结构

本支架采用“碗扣”式满堂支架，支架基础顶标高为梁底下3m。

架体结构：

支架的横向间距、纵向立杆布置间距均为60cm，在高度方向横杆步距120cm，使所有立杆联成整体。

为确保支架的整体稳定性，在每三排横向立杆和每三排纵向立杆各设置一道剪刀撑。

立杆底部配制KTZ-30可调底座，底座下铺设14×12cm底层方木，方木大面朝下；立杆顶部配置KTC-50顶托，顶托上设14×12cm顺桥向承重方木，间距0.6m；承重方木上为横桥向10×10cm分配方木，间距0.2m；由于支架高度为3m，在顶部水平高度位置设置1道水平剪刀撑。

模板结构：

箱梁底模采用δ=15mm的胶合模板，侧模采用定型钢模。

详见附件5：

现浇箱梁支架设计图。

4、现场搭设要求

（1）基础处理验收合格后，根据设计图纸按支架设计高度及基础标高对所需要的杆件数量及型号进行配置。

支架搭设施工前应计算出各控制点的标高以指导施工，支架顶标高根据拱圈底板边缘形状放出控制点后，拉线控制。

（2）碗扣式支架搭设之前应按方案设计进行作业交底。

（3）按设计图纸间距在基础上弹线定位，放置可调式底座后，按先立杆后横杆的顺序搭设。

（4）支架的搭设须严格按照JGJ166-2008《建筑施工碗扣式钢管脚手架脚安全技术规范》施工，支架应横平竖直，纵、横向对齐，顶、地托支垫平稳，横杆入碗口，碗扣须锁紧，确保支架整体稳定；可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于6扣，插入立杆内的长度不得小于15cm，立杆顶端和底端距水平横杆距离不超过30cm。

（5）剪刀撑搭设要求为支架四周应从底到顶连续设置竖向剪刀撑，中间纵、横向剪刀撑也应从底到顶连续设置。

纵、横向剪刀撑应按图纸规定道数搭设。

剪刀撑的斜杆与地面夹角应在45～60°之间，斜杆应每步与立杆相扣，当不能与立杆扣接时，应与横杆扣接。

（6）支架立柱前必须保证基础混凝土有足够的强度，支架安装应从一端向另一端或从跨中间向两端延伸，按照垫木、底座、立杆、水平杆（水平加固件）、剪刀撑的顺序自下向上逐层搭设，每层高度不宜大于3m。

（7）垫木和底座应准确地放置在位置线上。

底座的轴心线应与地面垂直，垫木与垫层之间空隙应填塞密实。

（8）碗扣式钢管支架的首层应采用不同长度的立杆交错布置，使相邻立杆的接头设置在不同步距内。

（9）支架立杆在1.8m高度内的垂直度偏差不得大于5mm;支架全高的垂直度偏差应小于支架高度的1/600，且不得大于35mm。

（10）水平杆安装时应控制直线度和水平度；各层水平框架的纵、横向直线应小于立杆间距的1/200，相邻水平杆的高差应小于±5mm。

（11）剪刀撑、交叉支撑等加固件应与立杆和水平杆等同步安装，扣件、锁臂等应安装齐全并及时拧紧，扣件螺栓的拧紧扭力矩不应小于40N·m、且不应大于65N·m。

（12）立杆顶托上的下层承重方木接头一般应设置在顶托上，否则应采用绑条钉牢，并加垫木支垫；同一断面上的承重方木接头数量不应超过50％。

上层方木应交错搭接在下层方木上。

（13）各层支架安装过程中，应及时校正杆间距、垂直度、纵横向直线度和水平杆水平度等，避免误差累积导致支架质量不合格。

（14）支架在搭设、使用过程中，必须设置脚手板，宽度不低于30cm，厚度不小于5cm，探头板长度不得大于20cm。

（15）支架安装完毕，对其平面位置、顶部标高、节点联接及纵横向稳定性进行检查，经检验合格后方可安装模板。

5、支架模板检查验收

　　支架施工完成后，应组织相关人员对支架进行检查验收，形成文字记录，确认支架质量合格后才能进行加载预压。

支架验收合格后才允许后续施工。

表1满堂式支架基础验收表

序号

检查项目

质量要求

检验方法

检验数量

1

地基承载力

符合设计要求

触探等

每100㎡不少于3个点

2

垫层平面尺寸

不小于设计

尺量

—

3

垫层厚度

不小于设计

尺量

每100㎡不少于3个点

4

垫层顶面平整度

20mm

2m直尺测量

每100㎡不少于3个点

5

垫层强度或密实度

符合设计要求

试验

—

6

排水设施

完善

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全部

7

施工记录、试验资料

完整

查看资料

全部

表2碗扣式钢管支架验收表

序号

检查项目

质量要求

检验方法

检验数量

1

底座与垫木、垫木与地基接触面

无松动或脱空

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全部

2

可调底座

插入立杆长度

≥150mm

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尺量

全部

伸出立杆长度

≤150mm

3

可调

顶托

插入立杆长度

≥150mm

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尺量

全部

伸出立杆长度

≤300mm且≥100mm

4

立杆

间距

符合设计要求

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尺量

全部

接头

相邻立杆接头不在相同步距内

垂直度

1.8m高度内偏差小于5mm

纵、横向轴线

偏差小于间距的1/200

5

水平杆

步距

符合设计

查看

尺量

全部

水平度

相邻水平杆高差小于5mm

6

碗扣

水平杆端头

未插入碗扣

不允许

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全部

上碗扣未旋转锁紧

不允许

7

剪刀撑

位置和间距

符合设计

查看

尺量

全部

与地面交角

45°～60°

搭接长度及扣件数量

搭接长度大于1000mm，搭接处扣件不小于3个

与立杆（水平杆）扣接

每步扣接，与节点距≤100mm

扣件拧紧力

不小于40N·m，且不大于65N·m

复拧

8

顶托与纵（横）梁体触面

对中、不允许脱空或线接触

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全部

9

纵（横）梁

间距

偏差小于20mm

查看

尺量

全部

下层纵（横）梁接头

置于顶托上，交错布置

上层纵（横）梁接头

交错搭接在下层纵（横）梁上

10

支架全高垂直度

≤H/600，且＜35mm

测量

四周每面不少于4根杆

四、满堂支架预压

安装模板前，要对支架进行压预。

1、支架预压的目的

（1）检查支架的安全性，确保施工安全。

（2）消除地基非弹性变形和支架弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。

（3）选取第1跨右侧第1幅进行预压，通过对预压数据的采集分析得出支架体系的弹性变形及非弹性变形，用于指导其他跨的施工。

对于没有进行预压的支架体系，其施工质量必须优于已进行预压的支架体系。

2、预压荷载

本方案拟选取单幅单跨（20×20m）一段进行预压，预压方法依据箱梁砼重量分布情况，在搭好的支架上的堆放与梁跨荷载等重的砂袋（梁跨荷载统一考虑安全系数为1.2）。

施工前，每袋砂石按标准重进行分包准备好，然后用汽车吊进行吊装就位，并按箱梁结构形式合理布置砂袋数量。

预压荷载由拱圈钢筋砼自重荷载及模板、机具、人员等施工荷载组成。

荷载系数取值为1.2。

混凝土及钢筋自重：

7625KN

模板、施工荷载等：

993+（2+2.5+2）×（20×20）=3593KN

预压荷载为：

F预压=1.2×（7625+3593）=13461KN=1346t

3、变形观测点布置

预压变形观测点布置示意如下：

预压横断面图

预压纵断面图

如上图，为了解支架沉降情况，在预压之前后测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥均匀布置5排，每排5个点，单跨一幅桥共设置25个观测点。

4、加、卸载步骤

预压施荷程序按：

10%、60%、100%、120%分级缓慢施加，每级荷载加载时间不得少于5分钟，持荷时间不得少于20分钟。

卸荷程序为：

120%→85%→50%→0%分级缓慢卸荷，每级卸载时间不得少于5分钟，持荷时间不得少于20分钟。

每级加载时应根据计算的荷载等级进行加载，每级荷载缓慢加载，每级加载半小时稳定后，再由测量组进行观测各测点变形值并做好记录存档（包括荷载等级、加载持续时间、实测变形值）；测点观测过程中如变形较大则需查明原因确认安全可靠后再继续施加下一级荷载。

卸载时应按照要求缓慢卸载，每级卸载持续时间不得少于5分钟，并持荷20分钟，由测量组观测相应荷载级别的测点标高后，继续卸载。

待观察完毕后做好记录后再卸载至下一级荷载，测量记录支架体系的弹性恢复情况。

现场发现异常问题要及时上报。

5、现场人员机械组织安排

（1）变形监控测量组安排：

组长：

熊平

组员：

欧阳勇、唐建波、邓晓峰、张喜顺、姚杰、王辉

（2）机械及吊装人员安排：

现场安排吊车和塔吊进行吊装，并设专人指挥。

6、预压变形值的计算

预压变形值是设置梁体底模预抬的依据之一，为保证其结果的准确性，采用水准仪及钢卷尺对预压过程进行测定，以得到对施工有指导意义的变形值。

预压前对各观测点高程（h1）进行一次测定，预压荷载满荷时，再一次测定各观测点高程（h2），全部卸除预压荷载后再次测定各点高程（h3）。

非弹性变形值（w）的确定按下式计算：

弹性变形值（f）的确定按下式进行计算：

7、观测方法及数据分析

加载前，记录各观测点初始标高。

每级加载完成1h后进行支架变形观测，以后间隔6h监测记录各监测点的位移量，当相邻两次监测位移平均值之差不大于2mm时，方可继续加载；全部预压荷载施工完成后，应间隔6h监测记录各监测点的位移量。

每级加载时应根据计算的荷载等级进行加载，每级荷载缓慢加载，加载稳定由测量组进行观测各测点变形值并做好记录存档（包括荷载等级、加载持续时间，实测变形值）。

当连续12h监测位移平均值之差不大于2mm时，方可卸除预压荷载。

支架卸载6h后，应监测记录各监测点位移量。

沉降量的测量采用高精度水准仪和全站仪，预压时设专人进行观测，记录初始前数据和加载后的数据，根据数据分析基础沉降量和支架弹性变形量、非弹性变形量及平面位移量，评价支架安全性，上级批准执行。

8、安全措施

（1）、选派已从事过预压作业的有经验的生产工人进行吊装、堆载工作。

（2）、吊车设专门起重工用对讲机指挥，须慢起轻放，事前所有参与人员进行专项安全培训，并持证上岗。

（3）、只有在整个支架全面检查验收合格后方能进行加载工作。

（4）、对各个压重荷载必须认真称量、计算和记录，由专人负责。

（5）、所有压重荷载应提前准备至方便起吊运输的地方。

（6）、加载应从中部向端部对称进行。

（7）、在加载过程中要求详细记录加载时间、吨位及位置，测量组作现场跟踪观测。

发现异常情况应及时停止加载，及时分析，采取相应措施。

如果实测值与理论值相差太大应分析原因后再确定下一步方案。

（8）、加载全过程中，要统一组织，统一指挥，要有专业技术人员及负责人在现场协调。

（9）、根据测量结果在支架变形稳定才能开始卸载，卸架时应从箱梁两边向中间分层卸载。

（10）、支架卸载后，应对底模表面进行清理，并根据加载后支架沉降量，设置底模预拱度，调整底模标高。

五、满堂支架搭设计算

1、立杆计算（按1跨计算）

顺桥向排数18÷0.6+1=31排

横桥向列数20÷0.6+2=35列

总数量为：

31×35=1085根

根据桥台高度，支架平均高3m，高跨度1.2m，除去顶托、模板、方木等可摆放3层水平支架，共为1085×3=3255m。

所有立杆支架的质量:

3.84kg/m×3255=12499kg

产生的力:

碗扣架=12499×10÷1000=125KN

2、水平杆计算

顺桥向：

18×35×3=1890m；

横桥向：

21.2×31×3=1972m；

所有连接钢管的质量:

（1890+1972）×3.84×1.1=16313㎏（1.1考虑了剪力撑在内）

产生的力：

P连接钢管=16313×10÷1000=163KN

3.顶托和底托计算

托撑采用可调范围为0~300㎜,每根重量为6.45㎏

托撑质量:

1085×2×6.45=13996㎏

产生的力P顶托=13996×10÷1000=140KN

4.方木计算

第一层方木采用14㎝×12㎝,第二层方木采用10㎝×10㎝

第一层:

6KN/m3×0.14m×0.12m×21.2×31=66KN

第二层:

6KN/m3×0.1m×0.1×18.6×（21.2/0.2）=118KN

方木产生的力P=66+118=184KN

5.现浇砼自重产生的荷载：

按有关规定采用25KN/m3

砼的数量:

305m3，自重为:

P2=305×25=7625KN

6.模板计算荷载

模板重量，以砼自重5%计，则：

模板产生的力为7625×5%=381KN

支架与模板产生的力：

P1=125+163+140+184+381=993KN。

施工人员及设备荷载：

按照有关规定采用2.0KN/m2。

振捣混凝土产生的荷载：

按有关规定采用2.5KN/m2

倾倒混凝土产生的荷载：

按有关规定采用2KN/m2

六、受力检算

1、荷载

（1）混凝土自重

肋板：

7625÷20÷20=19KN/m2

（2）模板重量，以砼自重5%计，则：

5%×19KN/m2=0.95KN/m2

（3）施工荷载（设备及人工荷载）：

2.0KN/m2

（4）振动荷载：

2.5KN/m2

（5）混凝土倾倒产生的冲击荷载：

2.0KN/m2

荷载组合

计算强度：

q=19+0.95+2+2.5+2=26.45KN/m2

计算刚度：

q=19+0.95=19.95KN/m2

2、底模检算

底模采用15mm厚胶合模板，直接搁置于间距L=20cm的方木小楞上，按连续梁考虑，取单位长度1m板宽进行计算。

2.1荷载组合

q1=26.45*1.3=34.4KN/m2

2.2截面参数及材料力学性能指标

W=bh2/6=1000×152/6=3.75×104mm3

I=bh3/12=1000×153/12=2.81×105mm4

胶合板放在间距为20cm的方木上胶合板的有关力学性能指标《竹编胶合板》（GB13123）规定的Ⅰ类一等品的下限值取：

[σ]=90Mpa,E=6×103Mpa。

2.3承载力检算

（1）箱底

强度

Mmax=q1L2/8=34.4×0.202/8=0.172KN.m

σ=Mmax/W=4.6Mpa<[σ]=90Mpa,合格

刚度

荷载：

q=19.95*1.3=25.9KN/m2

f=5ql4/（384EI）=5×25.9×2004/（384×6×103×2.81×105）

=0.32mm<[f]=200/400=0.5mm,合格

3、方木小楞检算

方木小楞搁置于间距60cm的方木大楞上，小楞方木规格为10×10cm，小楞方木按连续梁考虑。

3.1荷载组合

q1=（26.45×0.2+6KN/m3×0.1×0.1）*1.3=7KN/m

3.2截面参数及材料力学性能指标

W=bh2/6=100×1002/6=16.7×104mm3

I=bh3/12=100×1003/12=8.3×106mm4

方木的有关力学性能指标按《公路桥涵钢结构设计规范》（JTJ025-86）中的A—3类木材并按湿材0.9的折减系数值取：

[σ]=12×0.9=10.8Mpa,

E=9×103×0.9=8.1×103Mpa。

3.3承载力检算

强度

Mmax=q1L2/8=7×0.602/8=0.32KN.m

σ=Mmax/W=1.9Mpa<[σ]=10.8Mpa,合格

刚度

荷载：

q=【（19.95）*0.2+6*0.1*0.1】*1.3=5.3KN/m

f=5ql4/（384EI）=5×5.3×6004/（384×8.1×103×8.3×106）

=0.13mm<[f]=600/400=1.5mm.合格。

4、方木大楞检算

大楞放置在间距60cm的支架上，大楞规格为14*12cm

方木。

4.1荷载组合

小楞所传递给大楞的集中力为：

p1=7KN/m*1m=7KN

大楞自重：

g=6*0.14*0.12=0.1KN/m（均布荷载）

4.2截面参数及材料力学性能指标

W=bh2/6=140×1202/6=3.36×105mm3

I=bh3/12=140×1203/12=20.2×106mm4

方木的有关力学性能指标按《公路桥涵钢结构设计规范》（JTJ025-86）中的A—3类木材并按湿材0.9的折减系数值取：

[σ]=12×0.9=10.8Mpa,

E=9×103×0.9=8.1×103Mpa。

4.3承载力检算

由于小楞方木的布置具有一定的随机性，因此检算应力时按产生最大应力布栽模式进行计算。

力学模式如下：

强度：

按产生最大正应力布载模式计算

支座反力R=（3*7+0.1*0.6）/2=10.5KN

跨中最大弯矩M1/2=10.5*0.3-7*0.2-0.1*0.3*0.15=1.7KN.m

σmax=M1/2/W=5Mpa<[σ]=12×0.9=10.8Mpa合格

刚度：

按产生最到竖向力的“最大支座反力布载模式”计算

集中荷载：

p=7*4=28KN

f=pl3/（48EI）+5ql4/（384EI）

=28*6003/（48*8.1*103*20.2*106）+5*0.1*6004/（384×8.1×103×20.2×106）

=0.77mm<[f]=600/400=1.5mm.合格。

5、满堂式钢管支架检算

脚手管（φ48×3.5）立杆的纵向间距为0.6m，横向间距为0.6m。

因此单根立杆承受区域即为底板0.6m×0.6m均布荷载，由横桥向木枋集中传至杆顶。

则有N=（19+0.95+2+2.5+2）*0.6*0.6*1.3=12.4KN

　　对于脚手管（φ48×3.5），据参考文献2可知：

　　i——截面回转半径，按文献2附录B表B知i=1.578cm

　　f——钢材的抗压强度设计值，按文献2表5.1.6采用，f=215MPa

　　A——立杆的截面面积，按文献2附录B表B采用，A=4.89cm2

　　由于大横杆步距为1.2m，长细比为λ=L/i=1200/15.78=76<[λ]=150

　　由长细比查表可得轴心受压构件稳定系数φ=0.744，则有：

　　[N]=φAf=0.744×489×215=78.22kN

可见[N]＞N，稳定性满足要求。

　　另由压杆弹性变形计算公式得：

（按最大高度3m计算）

△L=NL/EA=12.4×103×3×103/（2.1×105×4.89×102）=0.36mm压缩变形不大。

　　箱梁每跨承受（993+7625+6.5×20×20）*1.3=14583KN，按上述间距布置底座，则每跨连续箱梁下共有1085根立杆，可承受32550KN荷载（每根杆约可承受30kN），安全比值系数为：

32550/14583=2.2，完全满足施工要求。

经计算，本支架其余杆件受力均能满足规范要求，本处计算过程从略。

6、地基承载力计算

每平方米总荷载：

P=14583÷（21.2×18.6）=37KN/㎡=37KPa

荷载主要是通过支架、垫木传递到地基上，下面检算支架对地基的要求：

每根竖杆底所承受的力：

14583/1085=13.4KN

每根竖杆通过方木与地面接触的面积为:

0.14m×0.6m

故要求的地基承载力为：

13.4÷（0.14×0.6）=159.5KN/m2=160Kpa<200KPa

地基满足要求。

七、支架安全要求

1、支架使用规定

　　1.1严禁在架上戏闹或坐在栏杆上等不安全处休息；

　　1.2严禁攀援支架上下，发现异常情况时，架上人员应立即撤离；

　　1.3支架上垃圾应及时清除，以减轻自重并防止坠物伤人。

2、拆除规定

　　2.1拆除顺序：

护栏→脚手板→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆件；

　　2.2拆除前应先清除支架上杂物及地面障碍物；

　　2.3拆除作业必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业；

　　2.4拆除过程中，凡已松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠；

　　2.5拆下的杆件应以安全方式吊走或运出，严禁向下抛掷。

　　2.6搭拆支架时地面应设围栏和警示标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内；

3、支架安全措施

　　3.1禁止任意改变构架结构及其尺寸；

　　3.2禁止架体倾斜或连接点松驰；

　　3.3禁止不按规定的程序和要求进行搭设和拆除作业；

　　3.4搭拆作业中应采取安全防护措施，设置防护和使用防护用品；

　　3.5不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土输送管等固定在支架上，严禁悬挂起重设备；

　　3.6不得在六级以上大风、雷雨和雪天下继续施工。

4、钢管支架的防电、避雷措施

　　4.1防电措施

　　4.1.1钢管支架在架设的使用期间要严防与带电体接触，否则应在架设和使用期间应断电或拆除电源，如不能拆除，应采取可靠的绝缘措施。

　　4.1.2钢管支架应作接地处理，设一接地极，接地极入土深度为2~2.5m。

　　4.1.3夜间施工照明线通过钢管时，电线应与钢管隔离，有条件时应使用低压照明。

　　4.2避雷措施

　　4.2.1避雷针：

设在架体四角的钢管脚手立杆上，高度不小于1m，可采用直径为25~32mm，壁厚不小于3mm的镀锌钢管。

　　4.2.2接地极：

按支架连续长度不超过50m设置一处，埋入地下最高点应在地面以下不浅于50cm，埋接地极时，应将新填土夯实，接地极不得埋在干燥土层中。

垂直接地极可用长度为1.5~2.5m，直径为25~50mm的钢管，壁厚不小于2.5mm。

　　4.2.3接地线：

优先采用直径8mm以上的圆钢或厚度不小于4mm的扁钢，接地线之间采用搭接焊或螺栓连接，搭接长度≥5d，应保证接触可靠。

接地线与接地极的连接宜采用焊接，焊接点长度应为接地线直径的6倍或扁钢