盤扣式支架在市政現澆箱梁施工中的應用

周 洪

（中鐵五局貴州公司 貴州 貴陽 550000）

盤扣式支架在市政現澆箱梁施工中的應用

周 洪

（中鐵五局貴州公司 貴州 貴陽 550000）

在市政現澆箱梁滿堂支架施工中，盤扣式支架法施工得到廣泛應用和發展。它較傳統的碗口支架施工有著進度快、勞動力節省、安全系數高、架體簡潔美觀、基底承載力要求高的特點。該工法特別適用于工期要求緊、高大等截面的現澆箱梁施工，通過本工程現澆箱梁的施工，驗證盤扣式支架結構安全性、高效性、經濟性、操作性能、整體美觀性。

盤扣式支架體系；現澆箱梁；安全性；經濟對比

1　工程概況

金朱路跨線橋上跨210國道，全橋共一聯，為35+50+35m等截面連續梁橋，箱梁采用單箱三室結構，橋面整幅寬度17.3m，箱梁最高處為2.93m，最低處為1.83m，兩側翼緣板懸挑1.6m，設計要求采用現澆法施工。

2　施工方案的對比與選擇

2.1傳統滿堂式模板支架系統特點

目前，我國滿堂式模板支架絕大部分地區主要采用碗扣式鋼管支架、門式鋼管支架、扣件式鋼管支架等傳統腳手架，其中以碗扣式鋼管支架為現澆箱梁應用比較廣泛。

碗扣式鋼管腳手架是采用定型鋼管桿件和碗扣接頭連接的承插式多立桿腳手架。

圖1　碗扣架連接構造圖

圖2　碗扣架底座、頂托構造圖

2.2承插型盤扣式支架系統特點

（1）材料特點：本方案所選用的材料為承插型盤扣式支架，主桿外徑采用材質為Q345A，規格為φ60×3.25mm盤扣支架桿件，橫桿和斜采用材質為Q235B桿件，桿件規格為φ48×2.5mm。承插型盤扣式支架與傳統的扣件鋼管腳手架相比，具有明顯的特點：結構簡單、合理輕巧、承載力高、穩定性好、安全系數高、容易操作、可快速組裝拆卸、節約用工、容易調整垂直度和水平度、運輸方便；可作單管支撐、可作支撐架、上下調整高度靈活；為獨立塔式結構，可留施工通道便于工人通行作業；支撐架自鎖能力強、沒有零散扣件，不易丟失、且耐用性高、外形美觀。

（2）結構形式：承插型盤扣式鋼管支架由立桿、水平桿、斜桿、可調底座及可調托座等構配件構成。立桿采用套管或連接棒承插連接，水平桿和斜桿采用桿端扣接頭卡入連接盤，用楔形插銷快速連接，形成結構幾何不變體系的鋼管支架（簡稱速接架）。

2.3安全性分析比較

根據碗扣式鋼管腳支架和承插型盤扣式鋼管支架的結構特點進行安全性分析，見表1支架安全性分析表。

表1　支架安全性分析表

在實際施工過程中，承插型盤扣式鋼管支架比碗扣式鋼管腳支架的安全性優點主要體現在以下幾個方面：

（1）盤扣式支架在節點形式上為半剛性連接，插銷設計為具有自鎖功能的楔形，同時插銷端頭設計有弧形彎鉤段確保插銷不會滑脫。支架搭設完成后，直接可以目測檢查扣接頭插銷的插入狀況和擊緊程度。而碗扣式支架的碗扣接頭連接須等4個橫桿安裝后，再用榔頭擊緊的方式，不能直接檢查其擊緊程度，且存在漏擊緊的情況，留下安全隱患。

（2）碗扣支架的穩定性主要靠豎向和橫向剪刀撐，在設計時施工間距都符合規范和設計要求，但是施工過程往往由于扣件用量不足，特別是與各立桿交點處扣件嚴重不足，這也給支架整體穩定打了一個很大的折扣；而盤扣式支架專門設計標準化豎向斜桿，帶有自鎖式插銷，為支架的搭設保證了架體整體結構的穩定性。

（3）盤扣式支架采用熱鍍鋅浸鋅工藝，有效地防止了構件在使用期內因材料腐蝕而造成的承載力下降，確保產品性能的一致。而且架體外觀呈銀灰金屬色，色澤美觀統一，達到安全文明施工的要求；而碗扣支架目前市場的大多數為銹蝕的碗扣件，且按現行安全技術標準規定承重主立桿壁厚為3.5mm，然而市場上小部分僅有3.0mm，更大部分僅有2.75mm，基本上沒有3.5mm，再加上內外表面銹蝕，承載力大大減少，實際施工過程中，存在著一定的安全風險。

2.4方案的經濟比較

主要是碗扣支架和盤扣式支架的取舍，對其進行經濟分析"擬建造價費用如表2。

從表2可見，盤扣式支架的方案低于傳統碗扣支架的費用。盤扣支架的價格包括了支架的搭設和拆除及材料組織與運輸、現場施工與安全管理等全部環節，由專業的施工隊伍進行集中管理和施工，使工程中支架專項的風險系數降至最低。其中，盤扣式支架用新型設計的工字型鋼梁代替了方木，大大減少了前期成本的投入同時也降低了施工成本。

表2　方案經濟對比

2.5結構特點對比

（1）碗扣式支架是帶齒碗扣接頭連接各種桿件，采用立桿（φ48× 3.5）A3焊接鋼管作為主構件，立桿和頂桿是在一定長度的鋼管上每隔0.6m安裝一套碗扣接頭制成，碗扣分上碗和下碗。連接時，將橫桿接頭插入碗扣內，將上碗扣沿限位銷扣起，形成框架結構。

（2）盤扣式支架立桿均使用Q345A低碳合金結構鋼，圓盤式節點設計，自鎖式插銷設計，比傳統腳手架所用的Q235普通碳鋼管材質有大幅提升，特別使得立桿（φ60×3.25）的承載力得到大幅度提升（單桿極限荷載可達20t）。盤扣節點構成由焊接于立桿上的連接盤、水平桿桿端扣接頭和斜桿桿端扣接頭組成，特有的斜拉桿設計，形成穩定的格構柱結構。

從兩種支架結構對比，盤扣式支架相比碗扣式支架框架結構，形成穩定的格構柱結構，使得支架的整體穩定性大大提升，且結構計算模型簡單，極大提高了設計方案的可靠性。其中橫梁采用材質為Q235，14號工字鋼，力學性能：截面模量W=102cm3，慣性矩I=712cm4，截面面積A=21.5cm2，強度高，代替了方木，有效地提高了使用率，降低施工成本。

3　盤扣式支架的設計

根據施工設計圖紙（金朱路立交金珠路跨線橋為例），其上部結構跨徑組成為35+50+35m單箱三室鋼筋混凝土預應力現澆連續箱梁，進行盤扣式支架計算。

3.1盤扣式支架搭設

盤扣式支撐架搭設方式為滿堂支架，支撐架設計方式是從處理后的地面標高處開始搭設。

盤扣支架立柱順橋向間距為150cm，在端橫梁、橫隔板處間距為60cm，靠近端橫梁處立桿間距為120cm。立桿布置間距：跨中底板處為150cm（縱向）×150cm（橫向），接近端橫梁梁處底板120cm×150cm（縱×橫）；中橫梁、端橫梁60cm（縱向）×90cm（橫向）布設；腹板下為60cm（縱向）×150cm，翼板立柱按照120cm（縱向）×150cm（縱向）。縱橫向均布設水平桿，豎向步距為1.5m，底托直接置于20cm厚C20混凝土基礎上。

3.2盤扣式支架受力分析

圖2　跨中截面圖（尺寸：cm）

圖3　

圖4　

最大應力：

σ=8.02MPa<[σ]=10MPa，強度滿足。

底板截面最大剪應力：

τ=1.40MPa<1.6MPa，強度滿足。

②撓度檢算

ω=0.61mm<1200/400=3.00mm，撓度滿足。

（3）橫梁14#工字鋼驗算

①強度檢算

最大應力：

圖5　

根據施工圖紙和箱梁特點，以箱梁最不利位置立桿處的腹板、中端橫梁，進行支撐架體承載力驗算（見圖2）。

3.2.1腹板處受力驗算

（1）15mm厚竹膠板底板驗算（見圖3）

①強度驗算

底板截面最大應力：

σ=4.98MPa<[σ]=50MPa，強度滿足。

底板截面最大剪應力：

τ=0.94MPa<1.6MPa，強度滿足。

②撓度計算

ω=0.21mm<[ω]=150/400mm=0.38mm，撓度滿滿足。

（2）15cm×10cm方木（立放）縱梁方木計算

①強度檢算

σ=30.96MPa<[σ]=205MPa，強度滿足。

底板截面最大剪應力：

τ=30.70MPa<[τ]=135MPa，強度滿足。

②撓度計算

ω=0.06mm<600/400=1.5mm，撓度滿足。

（4）支架受力計算

①強度驗算

σ=109.24MPa≤[σ]=300MPa。

②穩定性驗算

支架搭設高度在6m以內，受風荷載影響較小，計算支架穩定性時，不計風荷載的影響。

N/（ψA）=197.18MPa<300MPa，滿足要求。

3.2.2地基承載力驗算

立桿單根荷載為N=63.25kN，底托下為20cm厚C20混凝土基礎（軸心抗壓強度標準值是13.4MPa，軸心抗拉強度標準值是1.54MPa），底托底板尺寸為20cm×20cm，C20混凝土基礎應力擴散角為45°，受力面寬度為0.6m，長度為0.6m，基底面積A=0.6× 0.6=0.36m2，地基承載力：σ=N/A=63.25/0.36=175.69kPa。在挖臺階處的地基經過壓實后，壓實度大于95%，地基承載力經檢測約250kPa，不挖臺階處，原瀝青混凝土路面承載力經檢測約300kPa，故地基承載力滿足要求。

4　結語

本文結合現場地形和條件，在現澆箱梁施工過程中，充分展示出支架材料用量少，安裝和拆除工效高，不僅保證了施工安全、工程質量和結構安全，還大大提高了現場文明施工程度，提高了施工技術含量，取得了良好的技術經濟效益。因此值得研究和推廣。

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》（JGJ231-2010）[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[2]中華人民共和國住房和城鄉建設部.《建筑施工碗扣式支架安全技術規范》（JGJ166-2008）[S].北京：中國建筑工業出版社，2009.

[3]中華人民共和國建設部.《建筑結構荷載規范》（GB50009-2001）[S].北京：中國建筑工業出版社，2005.

U445.47+1

A

1673-0038（2015）18-0237-03

2015-4-8

周洪（1985-），男，湖南邵陽人，工程師，本科，從事鐵路工程工作。