M60承插式盤扣支架在鐵路現澆梁施工中的運用

毛曉兵(中國鐵建十六局集團有限公司，北京 100018)

M60承插式盤扣支架在鐵路現澆梁施工中的運用

毛曉兵(中國鐵建十六局集團有限公司，北京 100018)

在鐵路現澆結構施工中，承重支架因其成本投入大、風險大及施工難度大，支架搭設方案及驗算一直是施工審查的重點。在目前支架施工中，因碗扣支架應用時間較長，因而應用較為成熟，市場占有率較高。盤扣支架設計從支架材質、制作工藝及支架受力上對支架體系進行優化，從而在支架的承載力、安全性及外觀方面優勢明顯。目前以廣泛應用到輕軌交通、道路橋梁、隧道工程、水利工程及工業與民用建筑工程中。

盤扣支架；施工工藝；現澆梁；有限元

盤扣式腳手架立桿橫桿斜桿在縱向、橫向和豎向形成一個穩定的三角形結構單元，再將該單元系統重復組合，形成三維空間架體。八孔扣盤焊接在立桿上，C型鎖卡件焊接在橫桿的兩端，連接時把卡件上的楔形銷子從上向下穿過八孔扣盤完成橫桿立桿的連接。對角斜桿通過楔形銷子鏈接到立桿的八孔盤完成三角形穩定架構。因在幾何圖形構成的空間中，三角形構成的結構是最穩定的。而碗扣式腳手架的立桿和橫桿的連接沒有自帶的斜撐，穩定性能差距還是比較大的，因此盤扣式腳手架是目前腳手架中最穩定的腳手架系統之一[1,3]。

1 工程概況

金陽車站四線特大橋6#～13#墩墩高約為17m。梁體為單箱單室、等高度、變截面箱梁，梁體全長228.6m。梁高3m。箱梁頂板寬12.1m，箱底寬7m，梁體在支座處設橫隔板。梁體鋼筋混凝土2629m3，重約6966.85t。

圖1 架體橫斷面圖（單位：cm）

2 施工方法及工藝[4,5]

2.1 施工方法

連續梁采用M60承插式盤扣支架分段現場澆筑施工，梁體混凝土分ABC三個段澆筑成型。

支架橫橋向寬度12.3m，順橋向長度228.6m。支架基礎尺寸為支架尺寸加寬0.5m，地面承載力達到150KPa，澆注20cm厚C25混凝土墊層。

支架體系組成：支架體系由立桿、橫桿、水平斜桿、豎向斜桿、標準基座、可調頂托、底托、木工字梁等組成。如圖1所示。立桿采用套管或連接棒承插鏈接，水平桿和斜桿采用桿端扣接卡入連接盤，用楔形插銷快速鏈接，形成幾何不變體系的鋼管支架，根據用途可以分為腳手架和模板支架兩類。

模板支架的主要承重桿件立桿，采用直徑為60mm鋼管制成，架體的橫桿為直徑48mm的鋼管制成，材質均為Q345B高強度低合金鋼；支架主龍骨采用16號工字鋼，次龍骨采用H200木工字梁。支架搭設方案如圖3，順橋向間距布置為1.2m。

2.2 支架搭設工藝流程

1）支架搭設流程：地基處理→放線定位擺放可調絲桿底座→安裝標準底座→安裝縱橫水平掃地桿→通過可調絲桿底座調節掃地桿水平→逐層安轉立桿→逐層安裝水平橫桿→逐層安裝斜桿→逐層緊固插銷→安裝剪力撐（豎向每8m一道）→安裝I16工字鋼主龍骨→安裝I20木工字梁次龍骨。

2）支撐體系施工要點：

（1）根據專項施工方案與支撐體系平面布置圖，采用彈線放置每個可調底座，確保位置正確。

（2）支撐體系搭設應與模板施工相結合，利用可調底座或可調托座調整模板底模標高。

（3）嚴格按照施工流程作業，平面方向先采用四根立桿組合一個塔式穩定體，安裝水平橫桿后再向周邊擴展，垂直方向搭完一層以后再搭設次層，依次類推。

（4）水平調整。在場地四周作+0.500水平標記，拉通線找平。第一步支撐組立完成后，以水平尺控制，確保每個可調底座達到同一水平位置。

（5）桿件組合。各桿件采用插銷結合，結合后再以榔頭槌實。

（6）安裝可調托座、主龍骨，主龍骨搭接時應錯開搭接，搭接長度不小于300mm，如果型鋼放置在可調托座上容易傾斜或倒時，必須用小木方固定，保證其不會傾斜或倒，最后精確控制標高。

（7）模板支撐拆除應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中混凝土強度的有關規定。

（8）支撐體系拆除應按照施工技術方案執行，當無具體要求時，不應在結構構件未形成設計要求的受力前拆除。頂板混凝土強度必須達到100%，并經過技術部門批準后方可拆除底部承重支撐體系，且拆除前，先從跨中部位向兩側卸載，然后拆除。

（9）拆除前應全面檢查支撐的螺桿、插銷連接、桿件支撐體系等是否符合構造要求，同時清除支撐上的雜物及地面障礙物，并應根據檢查結果補充完善各項施工方案中的拆除順序和措施，經主管部門批準后方可實施。

（10）拆除作業必須從上而下逐層進行，嚴禁上下同時作業。

（11）斜桿應隨支撐逐層拆除，嚴禁先將斜桿數層拆除后再拆支撐。

（12）當支撐拆至下部最后一層時，應對立桿采取必要的臨時防傾倒措施。

（13）支架搭設高度超過8m時，沿豎向每6米立桿設置扣件鋼管大剪刀撐，并應與周邊結構形成可靠拉結。支架搭設好后安裝底模及側模，在底模上根設計梁體荷載分布情況堆碼沙袋，對支架進行預壓加載試驗。

2.3 預壓

每孔梁體混凝土量為 277.02m3，共重 734.1t；施工人員、材料及施工機具荷載52t；模板重量為24t，故每孔支架預壓荷載，按120%計，為（734.1+52+24）x1.2=972.12t。預壓按30%、75%、100%、120%共4級堆載，分級卸載。觀測結束對測量數據進行處理，根據總沉降值和卸載后觀測值計算彈性變形量和非彈性變形量，經分析本支架體系彈性變形量為8mm，非彈性變形為6mm。

3 支架受力計算[6,7]

支架受力計算取受力較大截面立桿，單根立桿受力最大區域混凝土面積為S=1.8㎡，該截面縱向間距按照最大間距1.2m計算。

①單根立桿結構荷載為

26.5 ×1.8×1.2=57.24KN。

②模板自重(含內模、側模及支架),按照該位置混凝土自重的5%取值，模板自重2.86KN/m2，主次龍骨 0.5KN/m2；支撐架 0.1KN/m2，架體搭設平均高度取17m，則架體的重量取1.7KN/m2，則A點位置的模架總荷載 =5.06KN/m2。

③施工人員、料具、運輸荷載∶ 2.0kN/m2。

④混凝土澆筑沖擊荷載：2.0KN/m2。

⑤振搗混凝土產生的荷載∶2.5KN/m2。

⑥風荷載M w=0.9 x 1.4 W k l 2 0 a/1 0 Wk=βzμzμsW0，其中a-立桿縱距，取1.2m；l0-步距，取1.5m；基本風壓值W0取0.35kN/m2，風振系數βz取0.7；風壓高度變化系數μz取1.25；風荷載體型系數μs=1.3ψ=1.04；Wk=0.455kN/m2，Mw=0.155KN·m。荷

載組合q=(1+2)+(③+④+⑤)

根據《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》[8]對支架立桿軸向力設按照下列公式計算：組合風載荷時：N=1.2NGK+0.9×1.4NQK

式中：NGK-模板、支架、新澆混凝土及剛勁自重標準值產生的軸向力總和（KN）；

NQK-施工人員及設備載荷標準值和風載荷標準值產生的軸向力總和（KN）；

圖2 變形圖

圖3 應力圖

1 強度驗算

N=[1.2×（F+ G2)+0.9×1.4×（G3+ G4+ G4)×L1×L2]=84.09KN

其中：L1—立桿縱向間距，L2橫向間距；

強度驗算：

2 穩定性驗算

穩定性驗算：計算長度

式中：h-水平桿最大豎向步距1.5m；

η-支架立桿計算長度修正系數1.20；

長細比：λ=L/i=1800/20.1=89.55＜210,符合穩定性要求。

查表得Q345鋼管的軸心受壓穩定系數值為：φ＝0.68

截面積A=574mm2，截面模量W=7700mm3

則符合穩定性要求。

利用MIDAS軟件建立架體模型，架體應力及變形如圖2、圖3所示，架體實體照如圖4。

圖4 實體圖

4 結 語

在此次支架現澆梁中采用M60承插式盤扣案例中，通過對支架體系理論計算與現場實際運用比較，證明了盤扣支架施工的優點。盤扣式支架采用自鎖式連接盤和銷子，銷子插接后靠自重即可鎖緊，且它的橫向和豎向斜桿使每個單元都是固定的三角形格構式結構，架體受到橫向和縱向的力之后都不會發生變形，且盤扣支架是一個完整的體系，腳手板和步梯都能起到保證架體穩定和工人安全的作用，因此相比其他的鋪設的支架，盤扣支架的掛鉤踏板使架子的安全性提升了一個高度。盤扣式支架每個單元都是格構式的，安全可靠。在傳統的橋梁支撐施工中，大部分碗扣支架的間距在1.2米以下，甚至達到0.6米和0.9米，這在工地現場就出現了空間性不足的缺陷，工人在搭設完成后監理不能進到架體中間驗收，而盤扣式支架立桿采用Q345B低合金結構鋼，提高了承載力，允許放大腳手架步距和間距，因此擴大了工人的施工空間和監理的驗收空間。

[1]劉必祥．盤扣式腳手架在現澆箱梁中的應用探討[J]．企業技術開發 ．2016,35(5):56-57

[2]王玉國．承插型盤扣式腳手架在某地鐵車站施工中的應用[J]．鐵道建筑技術．2014（6）:148-151

[3]謝其盛，高君，王月燦．我國建筑腳手架現狀及其發展方向[J]．建筑機械化．2006(9):17-21

[4]TB10303-2009,鐵路橋涵工程施工安全技術規程[S]

[5]Q/CR9603-2015,高速鐵路橋涵工程施工技術規程[S]

[6]GB 50009-2012,建筑工程荷載規范[S]

[7]GB 50017-2003,鋼結構設計規范[S]

[8]JGJ231-2010,建筑施工承插式盤扣支架安全技術規程[S]

The application of M60 socket plate fastener type stents in the construction of cast-in-place beam in railway

In the construction of cast in place structure,Because of its high cost,big risk and construction difficulty,the construction scheme and the checking calculation of the support bracket are always the focus of the construction examination．In the current bracket construction,due to the bowl buckle stent application time is longer,so the application is more mature,high market share．Socket plate fastener type stents design from the scaffold material,production process and the stress on optimize the support system were optimized,thus the bearing capacity of the stent,safety and appearance have obvious advantages．At present,widely used in light rail transport,road and bridge,tunnel engineering,water conservancy engineering and industrial and civil construction．

socket plate fastener type stents；the construction technology；cast-in-situ beam；the finite element

U445．47文獻辨識碼：B

1003-8965(2017)01-0083-03