承插型盤扣式鋼管支架同層兩段式搭設施工技術

劉尊高

中億豐建設集團股份有限公司 江蘇 蘇州 215131

1 研究背景

目前國內盤扣式鋼管腳手架的搭設主要是滿堂搭設方法和塔架搭設方法。此2種方法，由于受到結構梁間距的影響，會導致現場搭設的立桿實際間距比施工方案所規定的間距小，間接造成了架體的實際含鋼量高于設計含鋼量，這對整個架體總材料量的估算影響很大。自20世紀80年代以來，歐美發達國家研發了各種類型的插銷式腳手架，這種腳手架是立桿上的插座與橫桿插頭采用楔形插銷連接的一種新型腳手架。它具有結構合理、承載力高、裝拆方便、節省工料、技術先進、安全可靠等特點，被稱為盤扣式鋼管腳手架。當前在國內，盤扣式鋼管腳手架很少應用于滿堂支撐領域，盤扣式鋼管腳手架靈活應用方面的研究十分欠缺。本文開展承插型盤扣式鋼管腳手架同層兩段式搭設施工技術的研究，以期推動盤扣式鋼管腳手架在國內滿堂支撐領域的廣泛應用[1-3]。

2 構造形式

2.1主要應用技術

2.1.1 同層兩段式搭設施工技術

第1段：將盤扣式鋼管腳手架的架體搭設至最大梁底處，最上端頂托處放置雙拼型鋼作為擱置梁形成平臺，此平臺可視為下一段施工架體的基礎。

第2段：在第1段架體的雙拼型鋼上放置輔助立桿，輔助立桿的長度可根據上部空間進行靈活設置與調節，調節后輔助立桿設置至樓板底或結構次梁底。

2.1.2 盤扣式鋼管腳手架的架體結構體系設計技術

根據項目特點進行橫桿模數標準化設計，使項目的盤扣材料規格減少，主要規格集中，便于盤扣式鋼管腳手架的供應、搭設、整理、打包等工序施工，直接提高施工效率，降低施工成本。

2.1.3 同層兩段式搭設體系標準化設計技術

同層兩段式搭設體系包含雙拼型鋼裝置以及輔助立桿裝置，雙拼型鋼裝置是梁底支撐的主楞，同時承受板底輔助立桿傳遞的荷載，通過雙拼型鋼，實現梁板模板支撐空間結構轉換；輔助立桿將板與雙拼型鋼有效連接，傳遞板面荷載。其關鍵為首段為一整體，第2段為另一整體，以段間雙拼型鋼為界，實現力的有效傳遞。

2.2盤扣式鋼管腳手架的構造特點

2.2.1 盤扣式鋼管腳手架

立桿采用套管承插連接，水平桿和斜桿采用桿端扣接頭卡入連接盤，用楔形插銷連接，形成結構幾何不變體系的鋼管支架。盤扣節點如圖1所示。

圖1 盤扣節點

節點原理：盤扣式鋼管腳手架架體的重要節點在立桿的連接盤處，連接盤與立桿通過焊接形成整體，此連接盤共有8個連接口。施工時，橫桿通過桿端端頭與立桿的連接盤穩固連接，以達到抵抗拉力、壓力、剪力的作用。以此使得立桿與立桿以由點成線、由線成面的方式形成盤扣式鋼管腳手架體系。斜桿通過桿端端頭以相同的方式與立桿連接盤連接，以增強架體的整體性與穩定性。

2.2.2 盤扣式鋼管腳手架架體特點

盤扣式鋼管腳手架的連接盤與立桿為滿焊，即兩者為一整體，并且橫桿與立桿通過桿端接頭卡入連接盤，配合斜桿支撐，形成具有一定抗側移剛度的空間框架結構。

3 同層兩段式搭設技術的應用

通過對某主廠房結構的梳理發現，結構層高從7 m到9.85m不等，屬于層高較高的框架結構，其支撐模架均屬于高支模類。廠房單層面積約為33 961 m2，共4層（包括地下1層），占總面積的80%，該區域主次梁屬于下凸梁，尺寸、間距不一。

華夫板結構區域，厚度為8 0 0 m m，面積約為30 556 m2，占總面積的18%，厚度為600 mm，面積約為3 405 m2，占總面積的2%，該區域的特點是無下凸梁，因此免去了由于結構梁而引起的規格不一的情況，但該區域的荷載較大，這也對架體增加了較大的荷載，對盤扣式鋼管腳手架的承載能要求較高。

3.1模板支撐三維模型建立

根據結構概況以及上述所得結論確定平臺以下立桿間距為：板下1 200 mm×1 800 mm，梁下加密1 200 mm×1 500 mm。平臺搭設高度為層高扣除最大梁高所得凈高。架體模型如圖2所示。

圖2 同層兩段式腳手架搭設施工技術型模型

3.2現場應用的盤扣式鋼管腳手架橫桿模數選擇

某廠房應用的盤扣式鋼管腳手架模板支撐方案具體參數如下：厚600 mm華夫板搭設層高9.55 m/9.85 m，設計間距900 mm×900 mm，實際間距900 mm×900 mm；厚800 mm華夫板搭設層高9.55m/9.85m，設計間距600 mm×900 mm，實際間距600 mm×900 mm；厚200 mm梁板搭設層高7.70 m/8.80 m，設計間距1 200 mm×1 200 mm，實際間距1 200 mm×1 200 mm、1 200 mm×900 mm、1 200 mm×600 mm、600 mm×900 mm、900 mm×900 mm。

通過對某廠房方案和現場搭設情況的整理調查發現，華夫板的支撐架體設計間距與實際間距一致，梁板結構下部的支撐，雖然設計間距為1 200 mm×1 200 mm（安全計算得到結果），但在現場實際應用的滿堂搭設方法卻不止一種規格，受到上部梁的尺寸與間距的影響，立桿的布置不得不根據梁的尺寸以及間距作出相應的調整，由于盤扣式鋼管腳手架的模數為300 mm，且立桿間距不可超越設計間距，因此出現多種間距。隨著立桿間距的變小，橫桿的規格增加，導致整個架體的含鋼量增加，材料量以及人工增多，架體周轉率下降，立桿的承載能力不能夠得以充分發揮。

3.3同層兩段式搭設的研究

為使梁板區域下方的立桿布置不受其上方結構梁包括主梁與次梁尺寸和間距的影響，做到該區域內的立桿實際間距最大限度地趨近設計間距，從而保證橫桿、斜桿規格統一，含鋼量、材料量降低，立桿承載能力得以充分發揮，將盤扣式鋼管腳手架體分為2段，第1段為平臺以下立桿架體，該區域立桿高度統一，且均在結構梁以下，即立桿布置不受上部結構梁影響，縱橫間距為方案中的設計間距，以達到在安全計算范圍內最大限度地拉大立桿間距且保證橫桿規格的統一。具體方案如下：

第1段：將盤扣式鋼管腳手架整個架體搭設至最大梁底處，最上端頂托處放置雙拼型鋼作為擱置梁形成平臺，此平臺可視為下一段施工架體的基礎。此平臺下方架體結構除應具有一定的穩定性外，還應具有對上方二次架體的承載能力，特別是對荷載空間轉換的節點——雙拼型鋼處，應具有足夠的荷載傳遞能力，即足夠的強度、剛度、整體穩定性、局部穩定性。

第2段：在第1段架體的擱置梁形成的平臺上放置輔助立桿，輔助立桿的長度可根據上部空間進行靈活設置與調節，調節后輔助立桿直接頂至樓板或結構次梁。輔助立桿的設置除了保證自身的穩定性外，還應保證上部結構的安全，以保證上部主龍骨的強度、剛度在規定限值范圍內，保證架體安全可靠地承載上部荷載（圖3）。

圖3 新型施工方法第1、第2段施工示意

3.4新型施工方案與現場施工方案優劣分析

通過對2種施工方法進行比較，同層兩段式搭設施工方法施工速度快、周轉率高、整體性好、含鋼量低、橫桿規格少。而普通搭設方法施工速度慢、周轉率低、整體性差、含鋼量高、橫桿規格多。僅從施工速度方面比較，同層兩段式搭設施工方式的速度就比普通搭設方法快約33%。

4 結語

通過模板支撐同層兩段式搭設施工方法，使盤扣式鋼管腳手架架體的布置不受結構梁影響，在保證安全計算條件下，使平臺以下的立桿間距最大化，實現降低含鋼量、材料量，提高施工效率，降低施工成本的目的。通過對盤扣式鋼管腳手架施工工藝的改進，不僅可以提升盤扣式鋼管腳手架在施工中應用的經濟性和施工效率，而且可以使盤扣式鋼管腳手架適用于更重、更復雜的建筑結構。