《承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術(shù)標準》（JGJ/T 231—2021）修訂要點分析

于海祥

（重慶建工集團股份有限公司設計研究院，重慶 400080）

0 引言

承插型盤扣式鋼管腳手架（簡稱盤扣架）是目前工程建設領(lǐng)域腳手架與模板支撐體系中應用量日趨增多的新型高強工具式腳手架，是建筑業(yè)推廣應用的重點新技術(shù)之一，其工程應用主要指導依據(jù)為行業(yè)標準《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ 231—2010）[1]，該標準應用10 年后推出了修訂后的《建筑施工承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術(shù)標準》（JGJ/T 231—2021）[2]。在此期間，與此相關(guān)的荷載標準、結(jié)構(gòu)可靠性標準、相關(guān)結(jié)構(gòu)設計標準都有更新?lián)Q代，建設行業(yè)關(guān)于腳手架的安全管理也積累了一些新的經(jīng)驗，在高強工具式腳手架方面的認識水平也有所提升，尤其是國家標準《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標準》（ GB 51210—2016）的發(fā)布，為各類腳手架安全技術(shù)標準新一輪的修訂提供了根本遵循。修訂后的JGJ/T 231—2021 相比于JGJ 23—2010，在安全技術(shù)管理方面存在一些值得關(guān)注的條文規(guī)定，為正確執(zhí)行該標準，本文結(jié)合工程應用對其中主要的修訂要點進行逐一分析。

1 構(gòu)配件與材質(zhì)

本次標準修訂過程中，針對盤扣架構(gòu)配件與材質(zhì)規(guī)定的變換主要體現(xiàn)在如下方面。

1.1 桿件型號規(guī)定

新標準將盤扣架構(gòu)配件與材質(zhì)的相關(guān)規(guī)定完全指向新發(fā)布的行業(yè)現(xiàn)行產(chǎn)品標準《承插型盤扣式鋼管支架構(gòu)件》（JG/T 503—2016），標準條文中僅作引用，應用中應注意如下調(diào)整之處：（1）JG/T 503 中規(guī)定的Z 型（重型架，對應JGJ 231—2010 中型號為A 開頭的構(gòu)件，立桿為φ60 型號）、B 型（標準型架，對應JGJ 231—2010 中型號為B 開頭的構(gòu)件，立桿為φ48 型號）產(chǎn)品的立桿、水平桿的外徑公稱尺寸發(fā)生了小數(shù)點的變化，由原先的60mm 和48mm 調(diào)整為60.3mm 和48.3mm；（2）所有桿件的壁厚允許偏差規(guī)定均發(fā)生了變化；（3）JG/T 503 中將水平桿、水平斜桿的型號由JGJ 231—2010 中的φ48×2.5和φ42×2.5 兩種型號調(diào)整為僅一種截面型號φ48.3×2.5，減小了產(chǎn)品選擇的余地；（4）變化最大的是豎向斜桿的型號，JGJ 231—2010中規(guī)定60 系列產(chǎn)品采用φ48×2.5 截面型號豎向斜桿，48 系列產(chǎn)品采用φ33×2.3 截面型號豎向斜桿，但JG/T 503 中統(tǒng)一給出了60 系列和48 系列產(chǎn)品所適用的豎向斜桿類型有4 種，即φ48.3×2.5、φ42.4×2.5、φ38×2.5、φ33.7×2.3，這樣就存在一個產(chǎn)品選用的問題，即Z 型架和B 型架是否均可采用上述四種截面型號斜桿？抑或分別對應不同型號？這給工程應用帶來了困惑，需要后續(xù)解釋或再次修訂中進一步明確。顯然Z 型架配小截面型號斜桿不安全，B 型架配大截面型號偏保守，應該說這是JG/T 503 未表達清楚之處?？偠灾?，桿件類型統(tǒng)一按照產(chǎn)品標準JG/T 503 采用即可，有效避免了工程標準與產(chǎn)品標準的沖突，但應注意豎向斜桿與立桿類型的配對選用問題。

1.2 材質(zhì)規(guī)定

關(guān)于鋼管材質(zhì)的規(guī)定需注意：（1）JGJ 231—2010 中規(guī)定立桿、水平桿、豎向斜桿、水平斜桿的鋼管材質(zhì)分別為Q345A、Q235A（與其附錄對應的Q235B 相矛盾）、Q195、Q235B，而JG/T 503 中將材質(zhì)規(guī)定簡化調(diào)整為立桿材質(zhì)不低于Q345，水平桿和水平斜桿材質(zhì)不低于Q235，豎向斜桿材質(zhì)不低于Q195；（2）JG/T 503 中僅規(guī)定鋼材的屈服強度，對質(zhì)量等級（材質(zhì)表達中的A、B）不作規(guī)定，這更符合施工臨時設施用材的實際情況；（3）特別應注意，新修訂的國家標準《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 1591—2018）中已將Q345 級鋼代號調(diào)整為Q355，這在JGJ/T 231—2021 附錄中有調(diào)整，但由于受發(fā)布年份的限制，JG/T 503（2018 年發(fā)布）中尚未做調(diào)整，而由于對應的屈服強度未調(diào)整，所以不影響承載力計算，工程應用中應注意查驗產(chǎn)品質(zhì)量證明文件中的鋼材代號。

1.3 相關(guān)配件的規(guī)定

在新修訂的JGJ/T 231—2021 中，需要注意如下細微的調(diào)整：

（1）修訂后在術(shù)語中引入了“基座”這一構(gòu)配件，并在后續(xù)構(gòu)造、施工章節(jié)及條文說明中多次出現(xiàn)，需強調(diào)的是，基座是今年來在各地使用經(jīng)驗總結(jié)的基礎上提出的一種盤扣架產(chǎn)品的重要輔助配件（圖1a），不是必須采用的配件，但引入后能提高架體在不同支設高度條件下的適用性?；稍诹U底部起步時設置（圖1b），并能快速提高首步立桿的搭設效率，即通過擺放基座后，后續(xù)插入接長的立桿可自穩(wěn)站立，免去了一人扶桿、一人安設水平桿的至少需要2 人操作的工況，減少了人工耗用，同時能有效控制掃地桿離地間距，小配件起到了大作用。其也可用于雙槽托梁上設置立桿或頂托時作為托底配件（圖1c）。實際工程應用中推薦使用基座作為起步配件，但應注意，由于本身基座尺寸不符合500mm 模數(shù)，因此不可用于標準步距組架或立桿頂部自由外伸長度調(diào)節(jié)組架（圖1d）；

圖1 基座用途

（2）將“挑架”更名為“三角架”，雖只是字面上的調(diào)整，但修改后更符合工程習慣。應用中需注意兩點：①標準并未限制三角架的形狀、尺寸與結(jié)構(gòu)構(gòu)造，實際應用中有多種類型，但應滿足三角架與立桿的連接為標準承插型盤扣連接（圖2a）；②JGJ/T 231—2021 中規(guī)定了使用三角架的兩個重要要求：一個是在立桿承載力驗算時，應計入由三角架產(chǎn)生的附加彎矩；另一個是三角架與立桿連接及接觸的地方，應沿三角架長度方向增設水平桿（圖2b）；

圖2 三角架應用

（3）將“雙槽鋼托梁”更名為“雙槽托梁”，回歸托梁的本質(zhì)屬性。原標準中將托梁限于“雙槽鋼”限制了托梁截面形狀范圍，根據(jù)近幾年各地的使用經(jīng)驗，雙槽托梁可不限于雙槽鋼組合，也可采用雙鋁合金梁及雙方鋼梁等組合對稱截面形式（圖3），甚至“雙槽”的表達也略顯多余。使用中應注意兩橫梁間應通過螺栓連接進行限位，根據(jù)托梁長度設置橫向連接，防止托梁平面外失穩(wěn)。

圖3 托梁構(gòu)造及安裝示意圖

2 架體可靠度指標

腳手架（含作業(yè)腳手架、支撐腳手架）是一種承受較大荷載的臨時結(jié)構(gòu)，各類腳手架標準通過一系列結(jié)構(gòu)計算指標的引入，最終需回答結(jié)構(gòu)可靠度問題，或整體安全系數(shù)問題，雖然這個問題不在各類腳手架標準中顯性表達，但是可以綜合歸納出其隱性的可靠度指標。為分析盤扣架的結(jié)構(gòu)設計安全度，可從如下設計表達通式尋求其隱含的結(jié)構(gòu)安全系數(shù)[3]（新舊標準在公式表達上雖然將各類型系數(shù)放在不同章節(jié)表達，但都是按

同于目前所有現(xiàn)行的腳手架標準的結(jié)構(gòu)可靠度推演思路，雖然盤扣架新舊標準均規(guī)定“采用概率極限狀態(tài)設計法，采用分項系數(shù)的表達式”，從上述計算通用表達式來看，新舊標準均采用整體安全系數(shù)K表征，尚未達到真正采用可靠指標度β反映結(jié)構(gòu)的失效概率，在形式上采用了完全同于永久建筑結(jié)構(gòu)的分項系數(shù)表達式，但需要注意的是永久結(jié)構(gòu)分項系數(shù)表達式與既定的可靠指標度β 有嚴格的對應關(guān)系，顯然腳手架結(jié)構(gòu)可靠性還未上升到荷載與材料抗力這兩個離散型變量的概率統(tǒng)計層面，只是形式上采用了分項系數(shù)設計法的“半概率法”設計[5]，目前只能從式（2）通過將所有分項系數(shù)移項得到整體安全系數(shù)K判定腳手架結(jié)構(gòu)的安全度。對比新舊標準可以發(fā)現(xiàn)如下差異：

3 架體穩(wěn)定性計算公式

從公式表達及系數(shù)取值中可以看出修訂后的標準有如下變化：

（1）修訂后的標準JGJ/T 231—2021 計算立桿計算長度時，引入了架體高度計算系數(shù)βH，充分考慮到了架體高度對架體整體穩(wěn)定性的影響，符合滿堂架體的實際力學特性；

（2）修訂后的公式中對于頂部步距計算長度引入了頂層步距修正系數(shù)γ，隨頂層步距的減小，該值增大，這與有限元分析得到的結(jié)果相吻合；

（3）立桿計算長度修正系數(shù)η、懸臂端計算長度折減系數(shù)k，相對于原標準有所降低。

表1 支撐架立桿計算長度計算公式對比

關(guān)于承載力計算公式，需要特別強調(diào)：（1）新舊標準均采取了同樣的表達思路，即在公式表達盡可能簡單的條件下反映架體搭設的各種幾何、構(gòu)造因素。均采取了立桿計算長度表達式進行簡易表達，表達式僅與架體步距、立桿頂部懸臂端長度、架體搭設高度有關(guān)，除此之外與其他參數(shù)無關(guān)。但從工程實際來看，不同的立桿間距、豎向斜桿與水平斜桿（或水平剪刀撐）的設置方式與覆蓋率、架體高寬比、連墻抱柱點設置等均與立桿承載力有較大關(guān)聯(lián)，結(jié)合標準的通篇表達來看，可認為這些因素都在構(gòu)造措施中進行強約束，比如限制過大的高寬比、控制斜桿設置密度與立桿軸力正相關(guān)等。然而不排除在今后進一步的修正中會在計算公式中考慮這些因素（類似于JGJ 130—2011 在立桿計算長度系數(shù)中考慮了立桿縱橫間距、剪刀撐設置方式等因素）；（2）新舊標準對方塔架均給出了一般性的計算規(guī)定（按鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱理論計算），并未針對這類結(jié)構(gòu)給出具體的、能反映腳手架特點的計算方法；（3）修訂后的標準特別強調(diào)了采用三角架時，應注意懸挑架的傾覆力矩將傳遞至與之相連的立桿，該立桿設計中應考慮這部分不利荷載影響，新標準的構(gòu)造章節(jié)中，也規(guī)定了三角架與盤扣節(jié)點連接處應設置附加水平桿；（4）從支撐架承載力計算公式來看，計算結(jié)果與斜桿設置方式無關(guān)，這意味著斜桿設置疏與密對應相同的承載力，但顯然不能這樣片面理解。關(guān)于這一點的考量，本次修訂中是按照滿覆蓋率設置斜桿給出的承載力計算公式，但后續(xù)構(gòu)造中規(guī)定了隨著立桿軸力的減小，斜桿設置密度可相應降低，這符合通常的力學規(guī)律，規(guī)定斜桿設置密度與立桿軸力正相關(guān)是目前腳手架標準中的重要創(chuàng)新。

4 構(gòu)造要求

構(gòu)造要求是施工臨時設施設計中的重要環(huán)節(jié)，是確保計算模型成立的重要約束條件，如最大適用高度、高寬比、步距與立桿間距上限、斜桿設置方式等。JGJ/T 231—2021 的修訂主要在如下方面對架體的構(gòu)造要求作出了調(diào)整。

4.1 適用范圍的調(diào)整

JGJ 231—2010 推薦支撐架和作業(yè)架的最大適用高度限制在24m 之內(nèi)，且對于高度超過24m 的支撐架規(guī)定“應另行專門設計”。根據(jù)近十年以來全國各地盤扣架的使用經(jīng)驗，超過24m的架體應用較為廣泛（支撐架最高超過50m），只要計算充分、構(gòu)造合理，可不局限于24m 的應用范圍。因此在修訂后的標準JGJ/T 231—2021 中取消了支撐架及作業(yè)架的最大適用高度的柔性限制，相應地在超過24m 的超高支撐腳手架的設計計算公式中引入了搭設高度調(diào)整系數(shù)，并對此作出了嚴格的斜桿設置方式的規(guī)定。

4.2 幾何參數(shù)臨界值的調(diào)整

在幾何參數(shù)的定量規(guī)定方面，新標準JGJ/T 231—2021 的修訂主要體現(xiàn)在如下方面：（1）構(gòu)配件截面尺寸的允許偏差的調(diào)整（見本文第1.1 節(jié)，除此之外還包括可調(diào)底座的底板和可調(diào)托座托板厚度偏差調(diào)整、可調(diào)托座及可調(diào)底座絲桿與螺母咬合齒數(shù)下限的調(diào)整、可調(diào)絲桿插入長度及外露長度調(diào)整等）；（2）在架體搭設三維幾何參數(shù)方面進行了一些調(diào)整（表2）。架體設計中應注意，修訂后的標準更符合腳手架結(jié)構(gòu)原理、產(chǎn)品特性及現(xiàn)場操作實際，尤其應注意關(guān)于支撐架立桿軸力超過一定數(shù)值后的步距需調(diào)小的規(guī)定，新老標準分別規(guī)定的是頂步距及底步距的縮減，且新標準區(qū)分了B 型架與Z 型架，更為合理。

表2 架體空間幾何尺寸的規(guī)定對比

4.3 斜桿的設置方式

斜桿的設置方式是最重要的構(gòu)造要求之一，也是本次修訂的重要調(diào)整之處，執(zhí)行中應著重注意如下方面：（1）JGJ/T 231—2021 針對支撐架，分為B 型架和Z 型架兩種類型，規(guī)定了按照架體高度、單立桿軸力大小分檔次設置斜桿，分為豎向斜桿滿搭（100%覆蓋率）、隔一搭一（50%覆蓋率）、隔二搭一（（1/3 覆蓋率）、隔三搭一（1/4 覆蓋率）四檔設置方式，符合安全性與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)關(guān)系，與有限元的分析結(jié)果相吻合。實際搭設中，對于100%覆蓋率的豎向斜桿設置，應注意縱橫方向的豎向斜桿盤扣節(jié)點孔眼占位的影響，相鄰兩榀架同跨、同層的斜桿設置方式應相反；（2）JGJ/T 231—2021 規(guī)定盤扣架豎向斜撐不應采用鋼管扣件，換言之只能設置豎向斜桿（考慮到節(jié)點盤孔眼數(shù)量限制，水平方向可設置鋼管扣件水平剪刀撐），回歸了工具式腳手架的本質(zhì)；（3）JGJ/T 231—2021 針對支撐架取消了相鄰立桿錯開一定高度的限制，這是在全國各地使用經(jīng)驗總結(jié)的基礎上提出的。實踐證明，盤扣式腳手架的穩(wěn)定性對立桿相鄰接頭在同一高度并不敏感。但對于雙排作業(yè)腳手架，仍推薦“宜采用不同長度的立桿交錯布置”的方式實現(xiàn)立桿接頭錯開；（4）針對作業(yè)腳手架的斜桿設置方式，JGJ 231—2010 規(guī)定不管架體高度如何，均按照隔5 跨設置豎向通高斜桿，且可以采用剪刀撐代替。而JGJ/T 231—2021 規(guī)定根據(jù)架體高度不同采取不同間隔跨數(shù)的豎向斜桿設置，不允許設置剪刀撐，這種方式顯然更符合腳手架的結(jié)構(gòu)特性。

5 其他修訂內(nèi)容

任何一部標準的修訂都是從系統(tǒng)層面做出的重新審視與修改，上文羅列了與盤扣架構(gòu)配件與材質(zhì)、設計計算、構(gòu)造相關(guān)的主要修改之處，此外，還應注意修訂后的JGJ/T 231—2021 在如下方面作出的調(diào)整：

（1）文檔結(jié)構(gòu)上，由于不再單獨規(guī)定“主要構(gòu)配件的材質(zhì)及制作質(zhì)量要求”，將其調(diào)整為“一般規(guī)定”，在總則中對架體適用范圍的規(guī)定作出了優(yōu)化；

（2）架體類型上，在GB 51210—2016 的基礎上，將盤扣架劃分為支撐腳手架與作業(yè)腳手架兩種類型；

（3）增加了鋼笆片、鋁合金模板自重標準值的規(guī)定?？箖A覆穩(wěn)定性計算時，針對荷載對抗傾覆有利和不利兩種情況分別給出了分項系數(shù)的取值；

（4）隨著方塔架的應用越來越廣泛，新標準特別重視獨立方塔架的穩(wěn)定性，規(guī)定了以獨立塔架形式搭設支撐架時，應沿高度每間隔2～4 個步距與相鄰塔架水平拉結(jié)。實際采用方塔架時，應注意各塔架之間的水平連接及豎向剪刀撐連接設置；

（5）細化了高度超過8m 的支撐架與周邊既有結(jié)構(gòu)連接時的連接點間距要求（連接點間隔4～6 個步距），細化了作業(yè)架連墻件的構(gòu)造規(guī)定；

（6）針對高寬比超過3 的支撐架給出了應采取與既有建筑物進行剛性連接等抗傾覆措施的規(guī)定；

（7）優(yōu)化了支撐架門洞的設置方式，給出了更為合理的門洞構(gòu)造規(guī)定；

（8）為符合現(xiàn)場可操作性，取消了“插銷連接應保證錘擊自鎖后不拔脫，抗拔力不得小于3kN”的規(guī)定，將其調(diào)整為“水平桿及斜桿插銷安裝完成后，應采用錘擊方法抽查插銷，連續(xù)下沉量不應大于3mm”。現(xiàn)場搭設過程中，應對盤扣銷緊度按此定量規(guī)定嚴加管控。

6 結(jié)語

目前，承插型盤扣式鋼管腳手架在工程建設領(lǐng)域廣泛使用，是最活躍的高強度、工具式腳手架之一。隨著近10 年全國各地對該類腳手架使用經(jīng)驗的不斷積累，行業(yè)標準《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ 231—2010）修訂為《建筑施工承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術(shù)標準》（JGJ/T 231—2021），其中對盤扣式腳手架的設計、構(gòu)造、施工等方面都作出了全新的修改。相比原標準，新修訂的標準操作性更強、結(jié)構(gòu)可靠度更明確、計算模型更準確、構(gòu)造更合理。但在新標準的使用過程中尚存在對標準的領(lǐng)會不深入、對主要變動的核心條款理解錯誤、與現(xiàn)行其他標準的匹配程度無系統(tǒng)了解等問題，本文系統(tǒng)分析了本次標準修訂的主要內(nèi)容，以推動提高標準的準確執(zhí)行率，提高承插型盤扣鋼管式腳手架的科學使用水平。