承插型高強(qiáng)盤(pán)扣式高支撐架在地鐵車(chē)輛段工程中的應(yīng)用

李朋謙 （中鐵四局集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230022）

承插型高強(qiáng)盤(pán)扣式高支撐架在地鐵車(chē)輛段工程中的應(yīng)用

李朋謙 （中鐵四局集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230022）

承插型高強(qiáng)盤(pán)扣式鋼管支撐架是一種大間距、高強(qiáng)、質(zhì)輕、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化、多功能的新型架體。文章以官湖車(chē)輛段工程為例，對(duì)比分析了扣件式腳手架、碗扣式腳手架和承插型高強(qiáng)盤(pán)扣式腳手架的力學(xué)特性及經(jīng)濟(jì)效益，重點(diǎn)闡述了承插型高強(qiáng)盤(pán)扣式腳手架在工程中的使用情況，并著重分析了其相比另兩種類(lèi)型腳手架在技術(shù)、成本及安全上的優(yōu)勢(shì)。

承插型；高支撐架體；對(duì)比分析；施工技術(shù)

1 工程概述

某地鐵車(chē)輛段工程，總建筑面積21.8萬(wàn)m2，蓋板厚度為 150mm、200mm，框架梁截面形式多為800mm×1500mm，支架高度為10m～14.1m，支架基礎(chǔ)采用C20混凝土硬化地面。根據(jù)工程特點(diǎn)，考慮到施工安全及進(jìn)度要求，架體采用承插型高強(qiáng)盤(pán)扣式鋼管腳手架。

2 主要技術(shù)特點(diǎn)與難點(diǎn)

①框架梁截面較大。梁截面多為800mm×1500mm，最大梁截面為1200mm×2200mm，施工線荷載達(dá)78kN/m。

②支架高度較高。本工程為提供列車(chē)停放和檢修場(chǎng)所，蓋板頂標(biāo)高為8.5m，其中聯(lián)合檢修庫(kù)為列車(chē)檢修區(qū)域，蓋板頂標(biāo)高為12.6m。

③梁型復(fù)雜，井字梁、斜梁、高低梁的施工需要提供足夠支撐能力的同時(shí)，需要滿足標(biāo)高的變化要求。

④蓋體面積大、工期緊。本工程蓋體投影面積為21.8萬(wàn)m2，根據(jù)合同工期要求，主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)間為5～6個(gè)月，主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)間對(duì)整體工期影響較大。

3 承插型高強(qiáng)盤(pán)扣式腳手架架體簡(jiǎn)介

3.1 基本結(jié)構(gòu)

3.2 承插型高強(qiáng)盤(pán)扣架簡(jiǎn)介

承插型盤(pán)扣架是由立桿、橫桿和斜杠組成的支撐體系，穩(wěn)定性好、輕質(zhì)高強(qiáng)、承載力高，架體連接形式均采用圓盤(pán)形扣盤(pán)與銷(xiāo)板鎖緊固定。安裝速度快，精度高。每根橫桿、斜桿均通過(guò)銷(xiāo)板獨(dú)立鎖緊在圓盤(pán)上，安裝速度快，節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定，效率高。

支撐架主要用于大型公建、廠房、地鐵、體育館等工程的承重支撐，圓盤(pán)式的連接方式是國(guó)際主流的腳手架連接方式，主要應(yīng)用于歐美國(guó)家和地區(qū)，是腳手架的升級(jí)換代產(chǎn)品，技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠。

3.3 支撐架節(jié)點(diǎn)及桿件檢測(cè)

對(duì)承插式腳手架各構(gòu)件承載力情況及結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

4 優(yōu)勢(shì)分析

①盤(pán)扣支架高承載力的產(chǎn)品和獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要構(gòu)件定型化標(biāo)準(zhǔn)化，減少運(yùn)輸成本和占地面積，比傳統(tǒng)腳手架少用約1/2的材料，搭拆速度比碗扣式腳手架快2倍，減少勞動(dòng)時(shí)間與勞動(dòng)報(bào)酬，減少運(yùn)費(fèi)使綜合成本降低。

支撐架節(jié)點(diǎn)及桿件檢測(cè)數(shù)據(jù) 表1

②盤(pán)扣支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，搭建及拆卸方便，無(wú)零散構(gòu)配件，不易丟失。基本結(jié)構(gòu)及專(zhuān)用部件，可使該系統(tǒng)能適應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)建筑物，僅需一把榔頭即可完成架體搭設(shè)，搭積木的安拆方式，提高了施工效率。

③由于用量少、重量輕，操作人員可以更加方便地進(jìn)行組裝，機(jī)械化程度高。每人每天可搭設(shè)150m3～200m3的架體。綜合費(fèi)用（搭拆人工費(fèi)、往返運(yùn)輸費(fèi)、材料租賃費(fèi)、材料丟失、損耗費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等）都會(huì)相應(yīng)地節(jié)省，一般情況下可以節(jié)省50%以上。

④技術(shù)先進(jìn)：盤(pán)扣式的連接方式是國(guó)際主流的腳手架連接方式，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以有8個(gè)方向的聯(lián)接，分別可用于水平桿、斜桿、定位桿的連接。連接之后使得每個(gè)架體的單元都近似于格構(gòu)柱，因此架體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠。是國(guó)內(nèi)目前使用的腳手架的升級(jí)換代產(chǎn)品。

⑤立桿受力穩(wěn)定性比較：橫距、縱距、步距均以1.5m考慮，自由端長(zhǎng)度按照0.3m計(jì)算，均以不組合風(fēng)荷載計(jì)算。

a.承插式腳手架

軸心抗壓強(qiáng)度：N=fφA=300×0.209×571=35.8kN

式中：N為軸心壓力設(shè)計(jì)值 (kN)；φ為軸心受壓穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比λ=Lo/i查表得到；L0為立桿計(jì)算長(zhǎng)度（m）；i為立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑(cm),i=2.01cm；A為立桿截面面積(cm2),A=5.71cm2；f為鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值N/mm2,f=300N/mm2；

立桿長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：λ=Lo/i=372/2.01=185，當(dāng)驗(yàn)算長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，k取1，λ=322/2.01=160＜210，長(zhǎng)細(xì)比滿足要求!按照長(zhǎng)細(xì)比查表得到軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.209。

b.扣件式腳手架

軸心抗壓強(qiáng)度：N=fφA=205×0.137×427=12kN

在相同的橫距、縱距、步距情況下，承插型腳手架單立桿允許承受荷載為普通扣件式腳手架的單立桿允許承受荷載能力的3倍。

5 經(jīng)濟(jì)效益

本工程模板支撐架體積約250萬(wàn)m3，高度多為8.5m和12.6m，目前車(chē)輛段施工采用的支撐架體大體可分為三類(lèi)，分別是高強(qiáng)盤(pán)扣支撐架、普通扣件式鋼管支撐架和碗扣式支撐架，對(duì)三種支撐架進(jìn)行方案比選可知：

表2

通過(guò)綜合經(jīng)濟(jì)比選：支撐架體采用高強(qiáng)盤(pán)扣式腳手架，該架體為工具式腳手架，搭拆方便，較普通腳手架節(jié)約人工約50%，可有效降低成本約（24-19）×250萬(wàn)立方=1250萬(wàn)元。

6 社會(huì)效益

近年來(lái)，我國(guó)工程事故居高不下，尤其是扣件式鋼管腳手架倒塌事故和扣件式鋼管模板支架在混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生倒塌事故呈明顯的上升趨勢(shì)。腳手架事故頻發(fā)，一直是建筑施工安全的主要隱患。由于扣件式腳手架采用的是構(gòu)件連接，搭設(shè)方法屬于結(jié)構(gòu)上的不穩(wěn)定系統(tǒng)，工人操作時(shí)隨意性很大，不能保證施工質(zhì)量;承插型腳手架節(jié)點(diǎn)的連接是通過(guò)桿件自帶的楔形裝置，且?guī)в凶枣i功能，施工質(zhì)量更易保證，使施工安全達(dá)到受控狀態(tài)。

由于承插型支撐體系不需要主龍骨，可大大減少木材用量，體現(xiàn)了綠色施工理念。與相同條件中的空間立體式腳手架相比，承插式支架體系用量更少，總用鋼量相對(duì)減少，符合節(jié)能、節(jié)材要求。由于工人薪資水平的提升，導(dǎo)致工程整體勞務(wù)費(fèi)用逐年升高，承插型支撐體系的裝拆速度和扣件式腳手架相比近2倍，這樣可大大節(jié)約人工費(fèi)用。綜上所述，此種支撐體系具有良好的發(fā)展前景。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在某車(chē)輛段工程的實(shí)際使用，結(jié)合對(duì)目前市場(chǎng)模板支撐體系的了解，以及以往的施工經(jīng)驗(yàn)，在此僅對(duì)3種支撐體系的腳手架材質(zhì)、受力、成本方面做了簡(jiǎn)單的比較闡述。

目前，腳手架總的是向著輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化和多功能方向發(fā)展;搭設(shè)工藝將逐步采用組裝方法，盡量減少或不用扣件、螺栓等零件;材質(zhì)也將逐步采用薄壁型鋼、鋁合金制品等。

通過(guò)推廣使用承插型高強(qiáng)盤(pán)扣式腳手架，可節(jié)約施工單位的建筑成本，達(dá)到降本增效的目的，同時(shí)也能為我國(guó)節(jié)省大量寶貴的鋼材與木材及勞動(dòng)力資源。

TU731.2

B

1007-7359（2016）06-0061-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.023

李朋謙(1963-)，男，山東莒縣人，西南交大經(jīng)濟(jì)管理EMBA碩士研究生，高級(jí)工程師。