承插型盤扣式鋼管支架同層兩段式搭設(shè)施工技術(shù)

劉尊高

中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 江蘇 蘇州 215131

1 研究背景

目前國(guó)內(nèi)盤扣式鋼管腳手架的搭設(shè)主要是滿堂搭設(shè)方法和塔架搭設(shè)方法。此2種方法，由于受到結(jié)構(gòu)梁間距的影響，會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)的立桿實(shí)際間距比施工方案所規(guī)定的間距小，間接造成了架體的實(shí)際含鋼量高于設(shè)計(jì)含鋼量，這對(duì)整個(gè)架體總材料量的估算影響很大。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家研發(fā)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(jié)構(gòu)合理、承載力高、裝拆方便、節(jié)省工料、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠等特點(diǎn)，被稱為盤扣式鋼管腳手架。當(dāng)前在國(guó)內(nèi)，盤扣式鋼管腳手架很少應(yīng)用于滿堂支撐領(lǐng)域，盤扣式鋼管腳手架靈活應(yīng)用方面的研究十分欠缺。本文開(kāi)展承插型盤扣式鋼管腳手架同層兩段式搭設(shè)施工技術(shù)的研究，以期推動(dòng)盤扣式鋼管腳手架在國(guó)內(nèi)滿堂支撐領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用[1-3]。

2 構(gòu)造形式

2.1主要應(yīng)用技術(shù)

2.1.1 同層兩段式搭設(shè)施工技術(shù)

第1段：將盤扣式鋼管腳手架的架體搭設(shè)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(tái)，此平臺(tái)可視為下一段施工架體的基礎(chǔ)。

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(zhǎng)度可根據(jù)上部空間進(jìn)行靈活設(shè)置與調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后輔助立桿設(shè)置至樓板底或結(jié)構(gòu)次梁底。

2.1.2 盤扣式鋼管腳手架的架體結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)技術(shù)

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行橫桿模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，使項(xiàng)目的盤扣材料規(guī)格減少，主要規(guī)格集中，便于盤扣式鋼管腳手架的供應(yīng)、搭設(shè)、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(shè)體系標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)

同層兩段式搭設(shè)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(shí)承受板底輔助立桿傳遞的荷載，通過(guò)雙拼型鋼，實(shí)現(xiàn)梁板模板支撐空間結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換；輔助立桿將板與雙拼型鋼有效連接，傳遞板面荷載。其關(guān)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(shí)現(xiàn)力的有效傳遞。

2.2盤扣式鋼管腳手架的構(gòu)造特點(diǎn)

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(jié)構(gòu)幾何不變體系的鋼管支架。盤扣節(jié)點(diǎn)如圖1所示。

圖1 盤扣節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)原理：盤扣式鋼管腳手架架體的重要節(jié)點(diǎn)在立桿的連接盤處，連接盤與立桿通過(guò)焊接形成整體，此連接盤共有8個(gè)連接口。施工時(shí)，橫桿通過(guò)桿端端頭與立桿的連接盤穩(wěn)固連接，以達(dá)到抵抗拉力、壓力、剪力的作用。以此使得立桿與立桿以由點(diǎn)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(guò)桿端端頭以相同的方式與立桿連接盤連接，以增強(qiáng)架體的整體性與穩(wěn)定性。

2.2.2 盤扣式鋼管腳手架架體特點(diǎn)

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(guò)桿端接頭卡入連接盤，配合斜桿支撐，形成具有一定抗側(cè)移剛度的空間框架結(jié)構(gòu)。

3 同層兩段式搭設(shè)技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)某主廠房結(jié)構(gòu)的梳理發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)層高從7 m到9.85m不等，屬于層高較高的框架結(jié)構(gòu)，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(qū)域主次梁屬于下凸梁，尺寸、間距不一。

華夫板結(jié)構(gòu)區(qū)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(qū)域的特點(diǎn)是無(wú)下凸梁，因此免去了由于結(jié)構(gòu)梁而引起的規(guī)格不一的情況，但該區(qū)域的荷載較大，這也對(duì)架體增加了較大的荷載，對(duì)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(jù)結(jié)構(gòu)概況以及上述所得結(jié)論確定平臺(tái)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(tái)搭設(shè)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(shè)施工技術(shù)型模型

3.2現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的盤扣式鋼管腳手架橫桿模數(shù)選擇

某廠房應(yīng)用的盤扣式鋼管腳手架模板支撐方案具體參數(shù)如下：厚600 mm華夫板搭設(shè)層高9.55 m/9.85 m，設(shè)計(jì)間距900 mm×900 mm，實(shí)際間距900 mm×900 mm；厚800 mm華夫板搭設(shè)層高9.55m/9.85m，設(shè)計(jì)間距600 mm×900 mm，實(shí)際間距600 mm×900 mm；厚200 mm梁板搭設(shè)層高7.70 m/8.80 m，設(shè)計(jì)間距1 200 mm×1 200 mm，實(shí)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(guò)對(duì)某廠房方案和現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)情況的整理調(diào)查發(fā)現(xiàn)，華夫板的支撐架體設(shè)計(jì)間距與實(shí)際間距一致，梁板結(jié)構(gòu)下部的支撐，雖然設(shè)計(jì)間距為1 200 mm×1 200 mm（安全計(jì)算得到結(jié)果），但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的滿堂搭設(shè)方法卻不止一種規(guī)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(jù)梁的尺寸以及間距作出相應(yīng)的調(diào)整，由于盤扣式鋼管腳手架的模數(shù)為300 mm，且立桿間距不可超越設(shè)計(jì)間距，因此出現(xiàn)多種間距。隨著立桿間距的變小，橫桿的規(guī)格增加，導(dǎo)致整個(gè)架體的含鋼量增加，材料量以及人工增多，架體周轉(zhuǎn)率下降，立桿的承載能力不能夠得以充分發(fā)揮。

3.3同層兩段式搭設(shè)的研究

為使梁板區(qū)域下方的立桿布置不受其上方結(jié)構(gòu)梁包括主梁與次梁尺寸和間距的影響，做到該區(qū)域內(nèi)的立桿實(shí)際間距最大限度地趨近設(shè)計(jì)間距，從而保證橫桿、斜桿規(guī)格統(tǒng)一，含鋼量、材料量降低，立桿承載能力得以充分發(fā)揮，將盤扣式鋼管腳手架體分為2段，第1段為平臺(tái)以下立桿架體，該區(qū)域立桿高度統(tǒng)一，且均在結(jié)構(gòu)梁以下，即立桿布置不受上部結(jié)構(gòu)梁影響，縱橫間距為方案中的設(shè)計(jì)間距，以達(dá)到在安全計(jì)算范圍內(nèi)最大限度地拉大立桿間距且保證橫桿規(guī)格的統(tǒng)一。具體方案如下：

第1段：將盤扣式鋼管腳手架整個(gè)架體搭設(shè)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(tái)，此平臺(tái)可視為下一段施工架體的基礎(chǔ)。此平臺(tái)下方架體結(jié)構(gòu)除應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性外，還應(yīng)具有對(duì)上方二次架體的承載能力，特別是對(duì)荷載空間轉(zhuǎn)換的節(jié)點(diǎn)——雙拼型鋼處，應(yīng)具有足夠的荷載傳遞能力，即足夠的強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性。

第2段：在第1段架體的擱置梁形成的平臺(tái)上放置輔助立桿，輔助立桿的長(zhǎng)度可根據(jù)上部空間進(jìn)行靈活設(shè)置與調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后輔助立桿直接頂至樓板或結(jié)構(gòu)次梁。輔助立桿的設(shè)置除了保證自身的穩(wěn)定性外，還應(yīng)保證上部結(jié)構(gòu)的安全，以保證上部主龍骨的強(qiáng)度、剛度在規(guī)定限值范圍內(nèi)，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(xiàn)場(chǎng)施工方案優(yōu)劣分析

通過(guò)對(duì)2種施工方法進(jìn)行比較，同層兩段式搭設(shè)施工方法施工速度快、周轉(zhuǎn)率高、整體性好、含鋼量低、橫桿規(guī)格少。而普通搭設(shè)方法施工速度慢、周轉(zhuǎn)率低、整體性差、含鋼量高、橫桿規(guī)格多。僅從施工速度方面比較，同層兩段式搭設(shè)施工方式的速度就比普通搭設(shè)方法快約33%。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)模板支撐同層兩段式搭設(shè)施工方法，使盤扣式鋼管腳手架架體的布置不受結(jié)構(gòu)梁影響，在保證安全計(jì)算條件下，使平臺(tái)以下的立桿間距最大化，實(shí)現(xiàn)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(guò)對(duì)盤扣式鋼管腳手架施工工藝的改進(jìn)，不僅可以提升盤扣式鋼管腳手架在施工中應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)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(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)。