盤扣式支架在大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用

摘要 隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步、機(jī)械設(shè)備的不斷發(fā)展及新型材料的運(yùn)用，作為路橋人更加注重材料在交通建設(shè)方面使用的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和安全性。文章以傳統(tǒng)支架和承插型盤扣式支架的對(duì)比分析為研究方法，通過(guò)在實(shí)際施工中選用盤扣式支架取得了良好效果，在大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁施工中具有搭拆速度快、時(shí)間短、安全性高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，能很好地解決公路滿堂支架施工中遇到的若干問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 承插型盤扣式腳手架；大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁；工藝技術(shù)；穩(wěn)定性；安全

中圖分類號(hào) U442 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）02-0099-03

0 引言

在大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁施工中，基于工程實(shí)際采用滿堂支架體系，重點(diǎn)介紹了承插型盤扣式腳手架現(xiàn)澆箱梁專項(xiàng)的施工技術(shù)，包括主要構(gòu)件選擇、施工工藝流程、施工方法及安全驗(yàn)算等，通過(guò)將盤扣式腳手架應(yīng)用在大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁中，成本有節(jié)約、技術(shù)有保障、安全可靠性強(qiáng)、施工工效較高及美觀度較好，進(jìn)而介紹了盤扣式滿堂支架法現(xiàn)澆箱梁施工工藝的技術(shù)方法和應(yīng)用要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際提出了相應(yīng)的施工管理措施，為相關(guān)研究提供參考，為提升承插型盤扣式施工管理水平起到應(yīng)有的促進(jìn)作用，值得研究和推廣。

1 緒論

1.1 研究背景

以浙江某公路工程變截面箱梁為例展開討論，變截面現(xiàn)澆箱梁跨徑為65 m，支架高約13 m，跨中梁高2 m，橫梁處梁高3.8 m，頂面寬26.5 m，底寬17.5 m，腹板厚0.5～1.0 m，采用承插型盤扣式支架搭設(shè)滿堂支架法現(xiàn)澆。詳見(jiàn)圖1～2所示：

1.2 承插型盤扣式支架與其他支架的對(duì)比

1.2.1 整體穩(wěn)定性對(duì)比

承插型盤扣式支架：立桿為高強(qiáng)度低合金鋼，其強(qiáng)度與普通的碳鋼強(qiáng)度高出很多，具有高強(qiáng)度、高承載能力、高韌性和低溫韌性好等特點(diǎn)，使得腳手架的承載力和穩(wěn)定性提升了很多。在架體構(gòu)造形式上，整體結(jié)構(gòu)連接形成靜定的幾何不變體系，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均為二力桿體系，水平桿、斜桿與立桿連接盤處的接頭端部弧面與立桿外表面貼合并通過(guò)插銷鎖死，受力簡(jiǎn)圖軸線匯交于一點(diǎn)，力的傳遞途徑簡(jiǎn)單、清晰合理，從而使腳手架的各桿件連接更好，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更加良好[1]。

碗扣式支架：只通過(guò)上下扣碗和限位插銷連接立桿和橫桿，沒(méi)有斜向的連接體系，只有設(shè)置鋼管剪刀撐，而剪刀撐與碗扣桿件之間會(huì)留有一定的間隙，所以會(huì)影響架體的整體穩(wěn)定性?？奂街Ъ苡捎诠?jié)點(diǎn)處的桿件是偏心連接，靠扣件與鋼管之間的摩擦力傳遞荷載及內(nèi)力，會(huì)影響腳手架體系的整體承載能力和穩(wěn)定性[2]。

1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)比

承插型盤扣式支架：各構(gòu)件均為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，安裝拆除便捷、迅速，施工效率高；桿件采用高強(qiáng)度、高韌性和低溫韌性的低合金鋼制造，具有較長(zhǎng)的使用壽命，能在公路工程的各類環(huán)境中保持良好性能。桿件采用熱鍍鋅浸鋅工藝，以提高其防腐蝕能力，通體銀白色，不僅使用壽命更長(zhǎng)，且整個(gè)腳手架體系美觀度較好，能更好地維持施工現(xiàn)場(chǎng)的安全文明施工。

碗扣式支架：立桿和水平桿均為標(biāo)準(zhǔn)件，而水平剪刀撐和豎向剪刀撐為鋼管和扣件，構(gòu)件數(shù)量多，安裝和拆除耗時(shí)耗力。碗扣式支架和扣件式腳手架架體材質(zhì)均為普通鋼管，容易銹蝕和變形，在其表面涂刷一層紅、黃、黑顏色油漆作為防腐措施，但在重復(fù)周轉(zhuǎn)使用過(guò)程中，油漆易磨損殆盡，容易銹蝕和變形，整個(gè)腳手架體系美觀度不如承插型盤扣式腳手架。

1.2.3 功效對(duì)比

對(duì)于承插型盤扣式腳手架而言，主要是采用了模塊化及工具化進(jìn)行作業(yè)，因?yàn)槠渥陨淼闹亓勘容^小，承載力比較大，具有良好的穩(wěn)定性，零部件比較少，在安裝的時(shí)候也十分方便快捷。結(jié)合該工程施工條件，使用碗扣式支架搭設(shè)需要1個(gè)月時(shí)間，而采用承插型盤扣式鋼管支架僅需要10 d[5]，見(jiàn)表3所示：

通過(guò)上述對(duì)比分析，承插型盤扣式支架較傳統(tǒng)支架具備較多優(yōu)點(diǎn)，包括整體穩(wěn)定性強(qiáng)、綜合施工成本低、接頭結(jié)構(gòu)合理、綜合效益及施工便捷等。結(jié)合《浙江省公路水運(yùn)工程落后施工工藝、設(shè)備和材料的淘汰目錄》的出臺(tái)實(shí)施，考慮大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁的跨徑、支架高度、單位面積支架承壓等要求，經(jīng)方案比較和安全驗(yàn)算，該變截面現(xiàn)澆箱梁采用重型（Z形）承插型盤扣式滿堂架，以此為基礎(chǔ)，探討承插型盤扣式支架在公路大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁施工中的應(yīng)用[3]。

2 承插型盤扣式支架現(xiàn)澆箱梁施工工藝技術(shù)

2.1 承插型盤扣式支架施工流程圖

施工準(zhǔn)備—地基處理—地基驗(yàn)收—測(cè)量放樣—支架搭設(shè)—支架驗(yàn)收—支架預(yù)壓—現(xiàn)澆箱梁施工—支架拆除—支架存放。

2.2 施工準(zhǔn)備工作

施工準(zhǔn)備工作包括技術(shù)準(zhǔn)備及交底、安全技術(shù)交底和物資設(shè)備準(zhǔn)備等。

2.3 基礎(chǔ)處理

由于該項(xiàng)目為上下分層的斷面布設(shè)——上層高架橋、下層地面道路，從經(jīng)濟(jì)性和工程實(shí)際需要，在墩柱施工完畢先進(jìn)行地面路基施工（宕渣填筑），直至填筑至路床頂20 cm左右，最后一層頂面橫坡按1%設(shè)置，既能滿足排水要求又便于后續(xù)的路堤填筑?；浊灞戆粗骶€路基高度填筑壓，壓實(shí)度達(dá)到96%以上，采用機(jī)械分層找平壓實(shí)應(yīng)保證地基的承載力不小于300 kPa，再澆筑一層20 cm厚的C20混凝土硬化，作為現(xiàn)澆箱梁滿堂支架的搭設(shè)基礎(chǔ)。

2.4 承插型盤扣式支架搭設(shè)

支架進(jìn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收。搭設(shè)前應(yīng)檢查支架的基礎(chǔ)及排水情況，地基應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，有良好的排水措施和足夠的地基承載力，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行支架搭設(shè)。

測(cè)量放樣。支架布置應(yīng)根據(jù)箱梁的長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行計(jì)算，并繪制支架平面布置圖。以縱橫軸線為控制點(diǎn)，用墨斗彈出支架縱橫向立桿的交叉線，交叉點(diǎn)即為立桿點(diǎn)位，且現(xiàn)澆箱梁在每聯(lián)均須設(shè)置2個(gè)高程控制基準(zhǔn)點(diǎn)，以控制支架的底托水平。

搭設(shè)方法。根據(jù)施工結(jié)構(gòu)物的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸，確定腳手架搭設(shè)的框架，采用承插型盤扣式腳手架進(jìn)行搭設(shè)，主要由立桿上的連接盤、水平桿件和斜桿件等連接組成鋼構(gòu)架[4-5]。

2.5 支架預(yù)壓

支架預(yù)壓是為更加精準(zhǔn)地獲取載荷作用下支架的變形數(shù)據(jù)，確定合理的施工預(yù)拱度，同時(shí)做好沉降觀測(cè)，以確保箱梁在卸落支架后的標(biāo)高和線形均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。預(yù)壓荷載布置應(yīng)模擬結(jié)構(gòu)物的實(shí)際荷載分布情況，并進(jìn)行分級(jí)對(duì)稱預(yù)壓，預(yù)壓監(jiān)測(cè)及加載分級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。堆載預(yù)壓荷載為支架承受豎向荷載的1.1倍。由于該箱梁最大跨徑為65 m箱梁，則應(yīng)加密布置測(cè)點(diǎn)斷面，從跨中向兩側(cè)每隔10 m布設(shè)一個(gè)斷面，每個(gè)橫向按每道腹板設(shè)置1個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。測(cè)量監(jiān)控步驟如下：荷載施加110%后，在加載24 h后、連續(xù)3 d（每天不少于三次）、卸載前、卸載后分別測(cè)量各測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)高值[6]。

2.6 支架拆除

卸載后的拆除順序和搭設(shè)順序相反。

3 承插型盤扣式滿堂支架設(shè)計(jì)安全驗(yàn)算

（1）支架計(jì)算荷載標(biāo)準(zhǔn)：立桿鋼管截面類型為A 60.3×3.2 mm，鋼材等級(jí)為Q355。立桿截面面積A=574 mm2，立桿截面回轉(zhuǎn)半徑i=20.2 mm，立桿截面抵抗矩W=7.784 cm3，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[f]=300 N/mm2，支架立桿計(jì)算長(zhǎng)度修正系數(shù)η=1.05，懸臂端長(zhǎng)度計(jì)算的折減系數(shù)k=0.6。長(zhǎng)度計(jì)算如下：

l01=βHγh'+2ka=1.05×0.9×1 000+2×0.6×400=1 425 mm。

l0=βHηh=1.05×1.05×1 500≈1 654 mm。

受壓長(zhǎng)細(xì)比：

λ=max[l01，l0]/i=1 654/20.2≈81.88≤[λ]=150。

根據(jù)《建筑施工承插型盤扣件鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 231—2021）[6]附錄C.0.2 Q355相關(guān)要求，鋼管軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)為φ=0.624。

（2）中、邊腹板處立桿驗(yàn)算（橫距0.6 m，縱距0.6 m）。

中腹板處2根立桿受力、邊腹板處4根立桿受力，以最不利的中腹板處立桿進(jìn)行驗(yàn)算。

支架自重產(chǎn)生的軸向力（kN/m）：平均每米高腳手架的自重合計(jì)NGk1=0.15 kN/m。鋼筋混凝土、模板及板底支撐等產(chǎn)生的軸向力NGk2：鋼筋混凝土自重（kN）按照立桿橫距0.6 m、立桿縱距0.6 m進(jìn)行計(jì)算，箱室混凝土重

=0.6×0.6×3.8×26=35.57 kN，N模=0.5×0.6×0.6=0.18 kN，N架=0.15×15=2.25 kN。由此可得，鋼筋混凝土、模板及支撐等產(chǎn)生的軸向力合計(jì)為NG=混凝土重+N模+N架=35.57+0.18+2.25=38 kN。

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：NQ=3×0.6×0.6=1.08（kN）。

在組合風(fēng)載時(shí)：N=γ0×（1.3NG+0.9×1.5NQ）

=1.1×（1.3×38+0.9×1.5×1.08）=55.94（kN）

Mw＝0.9×1.5×ωk×La×h2/10

＝0.9×1.5×0.407×0.6×1.52/10＝0.074 2（kN·m）

則此時(shí)鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值，б=N/φA+Mw/W

=55.94×103/（0.624×574）+0.074 2×106/（7.784×103）=156.18+9.53=165.71（N/mm2）≤[f]=300（N/mm2）

依據(jù)計(jì)算可得，立桿在組合風(fēng)載時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）箱室和翼緣板處立桿驗(yàn)算（橫距1.2 m，縱距

0.9 m）：邊箱室2根立桿受力、翼緣板處3根立桿受力，以最不利的箱室處立桿進(jìn)行驗(yàn)算。

支架自重產(chǎn)生的軸向力（kN/m）：平均每米高腳手架自重合計(jì)NGk1=0.15 kN/m。鋼筋混凝土、模板及板底支撐等產(chǎn)生的軸向力NGk2：鋼筋混凝土自重（kN）按照立桿橫距1.2 m、立桿縱距0.9 m進(jìn)行計(jì)算，

箱室混凝土重=4.338 5×0.9×26/2=50.76（kN）；N模=0.5

×0.9×1.2=0.54（kN），N架=0.15×15=2.25（kN）。由此可得，鋼筋混凝土、模板及支撐等產(chǎn)生的軸向力合計(jì)為NG=混凝土重+N模+N架=50.76+0.54+2.25=53.55（kN）。

活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：NQ=3×0.9×1.2=3.24（kN）。

在組合風(fēng)載時(shí)：N=γ0×（1.3NG+0.9×1.5NQ）=1.1×（1.3×53.55+0.9×1.5×3.24）=81.39（kN）。

Mw＝0.9×1.5×ωk×La×h2/10

＝0.9×1.5×0.407×0.9×1.52/10＝0.111 3（kN·m）。

則此時(shí)鋼管立桿的最大應(yīng)力計(jì)算值，б=N/φA+Mw/W

=81.39×103/（0.624×574）+227.23+14.29=241.52（N/mm2）

≤[f]=300（N/mm2）。

依據(jù)計(jì)算可得，立桿在組合風(fēng)載時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求。

經(jīng)驗(yàn)算，該變截面現(xiàn)澆箱梁采用60型承插型盤扣式滿堂支架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性均滿足設(shè)計(jì)要求。

4 總結(jié)與展望

通過(guò)采用承插型盤扣式支架系統(tǒng)對(duì)大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁的施工設(shè)計(jì)，闡述了承插型盤扣式支架就大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁的施工管理，可知承插型盤扣式支架可以提高施工的穩(wěn)定性與安全性，因該支架的架構(gòu)強(qiáng)度較大，架體構(gòu)件更加標(biāo)準(zhǔn)化，提高了支撐體系的穩(wěn)定性，可應(yīng)用在危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程中。相較于傳統(tǒng)支架，其單位造價(jià)成本低，施工簡(jiǎn)單，操作方便，構(gòu)件耐久性高、周轉(zhuǎn)性好，架體更穩(wěn)固安全，且架體整體形象美觀，可有效提高現(xiàn)場(chǎng)的施工質(zhì)量等，可在以后的公路橋梁施工中進(jìn)行廣泛推廣應(yīng)用[7]。

參考文獻(xiàn)

[1]王森林，王星嶼，項(xiàng)凱，等.幾種常用腳手架支撐體系應(yīng)用比選分析[J].科技資訊， 2019（22）：71-72.

[2]岳英龍，李劍慧，楊文才.現(xiàn)澆箱梁盤扣式模板支架施工技術(shù)研究[J].煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2023（2）：86-91+102.

[3]袁志平.現(xiàn)澆箱梁模板支架受力性能分析[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）， 2015（11）：237-238+242.

[4]洪振冬.承插式盤扣腳手架的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用分析[J].散裝水泥， 2022（6）：91-93.

[5]韋新強(qiáng)，吳陽(yáng)露，陸建培.承插型盤扣式鋼管支架在現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2018（6）：159-160.

[6]建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程： JGJ/T 231—2021[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2021.