盤扣式支架在大跨度鐵路下穿立交工程中研究及應用

張海清 中國鐵路上海局集團有限公司安全監察室

隨著經濟社會快速發展，交通網絡日趨完善，市政公路下穿既有鐵路工程越來越多。框構橋預制支架大多采用鋼管支架，包括碗扣式、盤扣式支架等。隨著工程規模擴大，進而對鋼管支架承載力、安全穩定性、施工效率均提出更高要求。盤扣式腳手架具有承載性能好、施工效率高、安全穩定等優點，在框架橋預制施工應用十分廣泛。在理論分析方面，吳培良對盤扣式鋼管承重支架受力性能進行研究，提出立桿是盤扣式鋼管承重支架的主要受力桿件，增加立桿直徑可直接提高架體的整體穩定性和架體的剛度。在工程應用方面，徐志雄對盤扣式腳手架在地下洞室支護工程中的應用進行研究，得出盤扣式腳手架承載力大，安全可靠，使用壽命長。本文結合下穿鐵路工程背景，探討盤扣式支架應用較傳統支架的優勢和經濟成本分析。

1 工程概況

蚌埠市G329公路下穿京滬貨運鐵路立交工程，穿越京滬貨運鐵路上下行，主體框構規模為（6.5 m+8.5 m+12.75 m+12.75 m+8.5 m+6.5 m），中孔12.75 m箱體結構凈高為6.6 m，頂板厚0.9 m，底板厚1.0 m，邊墻厚0.9 m，次邊孔8.5 m箱體結構凈高為6.8 m，頂板厚0.75 m，底板厚0.85 m，邊墻厚0.7 m，邊孔6.5 m箱體結構凈高為7.0 m，頂板厚0.6 m，底板厚0.7 m，邊墻厚0.6 m，箱身采用C40P8鋼筋混凝土（見圖1）。采用承插型盤扣式鋼管支架的施工工藝支撐搭設本工程框架橋滿堂支架及模板體系，使用立桿48.3 mm×3.25 mm鋼管，橫桿48.3 mm×2.75 mm鋼管，可調頂托撐和可調底座：Φ38.3 mm。

圖1 框架橋橫截面

2 盤扣式支架施工

本工程支架擬用承插型盤扣式鋼管滿堂腳手架，模板支架搭設高度為6.9 m，立桿的縱距b=0.9 m、橫距l=0.9 m、步距h=2.0 m?？v、橫向桿及立桿用扣件式鋼管連接。因本工程支架搭設高度超過4 m，按規范設剪刀撐，在橫橋方向兩端各設兩道加固斜撐。在縱橋方向兩端各設一道加固斜撐。距離地面20 cm設置縱橫掃地桿，底部加設墊塊，按照縱上橫下的搭設規范。中孔箱體支架橫截面圖見圖2。

圖2 中孔箱體支架橫截面圖

當搭設高度在6.3 m至6.9 m滿堂模板支架時，步距不大于2.0 m，支架架體四周外立面向內的第一跨每層均應設置豎向斜桿，架體整體底層以及頂層均應設置豎向斜桿，并應在架體內部區域每隔5跨由底至頂縱、橫向均設置豎向斜桿或采用扣件鋼管搭設的剪刀撐。當滿堂模板支架的架體高度不超過4個步距時，可不設置頂層水平斜桿；當架體高度超過4個步距時，應設置頂層水平斜桿或扣件鋼管水平剪刀撐。

2.1 箱涵頂板底模、腹板側模安裝

模板安裝前，先需要測量腹板的邊線和橋的中軸線，放樣后經監理檢查，合格后安裝模板。箱涵頂板底模、腹板側模采用15 mm厚木膠合板做面板，箱涵腹板模板支撐體系內楞采用10 cm×10 cm方木，間距20 cm、外楞采用2*Φ48×3 mm及Φ14對拉螺栓，間距40 cm×40 cm，采用止水型對拉螺栓平衡側模板受力。機械配合人工進行模板安裝。

2.2 箱涵四周施工腳手架搭設

在箱涵四周設置雙排腳手架，采用單立桿，搭設高度為7.5 m，立桿的縱距0.9 m、橫距0.9 m、步距1.20 m，內排架距離結構0.30 m。鋼管類型為φ48×3，腳手板采用木板，欄桿采用金屬鋼絲網，腳手板下大橫桿在小橫桿上面。

3 盤扣式支架特點

盤扣式支架組成由連接盤、插銷、水平桿、斜桿及立桿等部分組成（見圖3）。盤扣式支架作為一種新型支架因具備居多優點，在工程建設普遍應用，與傳統支架相比其特點主要以下幾個方面。

圖3 盤扣式支架結構圖

3.1 適用性強

盤扣式支架采用統一的500 mm或600 mm盤距，可以搭設成不同跨度和不同截面的模塊式架體，滿足于各類橋梁支撐、舞臺支撐、燈光塔架、橋梁墩柱等支撐系統，傳統的橋梁支模體系笨重且僅適用于特定規格，局限性很大，盤扣腳手架則可以搭設成不同形狀不同功能的模板支架，滿足各樣式的搭建需求。

與傳統支架相比，大部分碗扣支架的間距在1.2 m以下，甚至達到0.6 m和0.9 m，導致支架內操作空間有限，不便于現場施工作業。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，因此擴大了作業空間。

3.2 安全性能可靠

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穩定結構，架體受到橫向和縱向的力之后都不會發生變形，且盤扣腳手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腳手架，盤扣腳手架的掛鉤踏板使架子的安全性提升了一個高度。盤扣式腳手架每個單元都是格構式，安全穩定。

3.3 使用周期長

采用統一的熱鍍鋅表面處理，徹底摒刷漆和噴漆的表面處理，這種不掉漆不生銹的表面處理方式除了減少了高額的人工保養成本以外，外觀一致，大氣美觀的銀色也為工程提升了形象。鍍鋅的表面處理方法延長了鋼管壽命到15~20年。

3.4 施工效率高

盤形扣支架屬于標準件，安裝操作相對簡單，無論是搭設還是拆卸，都屬于簡單快捷的施工設備。由于在安裝過程中，完全避免了螺栓操作和零散緊固件的損失，接頭的拆裝速度比常規支架快5倍以上，裝卸速度快、省力，工人可以用錘子完成整個作業，減少作業程序。

4 經濟成本分析

盤扣式支架較傳統支架在工程應用方面適用性更強，一方面表現在支架結構受力性能好、施工效率高等方面，另一方面在成本控制方面也大大降低了施工成本，以本工程最大孔徑箱體施工成本為載體，對盤扣式支架與傳統支架施工成本進行分析，本文以最大孔徑箱體（中孔）為研究對象，主要分析腳手架安拆施工成本（見表1）。

表1 施工成本分析

通過對盤扣式腳手架和傳統腳手架施工成本對比分析可知，人員投入減少8人，搭設效率較傳統腳手架提高5倍，拆除較傳統腳手架提高4倍，人員投入大幅度減少，搭設作業節省合計70工日，拆除作業節省合計45工日，搭設效率大大提高，按照300元/工日計算，節約人工投資成本3.47萬元。

5 結束語

本文對盤扣式腳手架在大跨度下穿橋施工中應用進行探討分析，得出以下結論：（1）盤扣式腳手架從鋼管材質進行改進，使用壽命長等特點，較傳統腳手架承載性能高；（2）盤扣式腳手架為標準化桿件，便于一線人員操作，具有安裝便捷，連接牢固，整體布局整齊，有助于提升工地安全文明施工水平；（3）盤扣式腳手架較傳統腳手架經濟效益好，節約施工成本，節省工期，減少作業人員投入，具有良好經濟效益和安全效益。