十字盘扣支架在现浇中的应用

十字盘扣支架在现浇箱梁施工中的应用

摘 要：本文针对当前主要通用现浇梁支架施工，结合工程自身施工特点，选用十字盘扣支架作为本项目现浇梁支架体系，加快工程进度，降低工程成本，满足现场施工需要。

关键词 ：十字盘扣架 现浇梁 施工

1、引言

在过去的现浇砼施工中，现浇支架大多数采用梁式支架、碗口支架及组合支架。碗口支架一般适用于支架体系高度小于8m ，且市场上碗口构件基本都来自租赁，壁厚往往不足，质量较差，外观通常锈蚀、破损严重，施工时要加密布置且要设置大量剪刀撑等配套设施。梁式支架成本大，消耗大量钢材，施工时往往需要场地，施工现场无法提供大型机械设备工作场地。运用十字盘扣架施工技术，对于加快工程进度，降低工程成本，满足现场施工需要，施工技术进步很有必要性和重要性。

2 、盘扣架施工特点

十字盘扣式钢管支架由立杆、水平杆、斜杆、可调底座及可调托座等构配件构成立杆采用套管或连接棒承插连接，水平杆和斜杆采用杆端扣接头卡入连接盘，用楔形插销快速连接，形成结构几何不变体系的钢管支架。

水平杆、斜杆采用杆端的扣接头卡入立杆的连接圆盘，再插入楔形插销连接形成半刚性节点。插销的末端设计为弧形弯钩状，可有效防止水平杆和斜杆的杆端扣接头的插销与连接盘在使用过程中滑脱。有关试验表明，即使未用榔头击紧插销的情况下，插销的抗拔力亦可达到0.5～1kN ，基本可满足一般使用的要求，而在使用普通榔头敲击2～3下的情况下，插销的抗拔力可达到2.5～5kN ，能够

充分满足施工现场扣接头在施工过程中的防滑脱要求。在支架搭设完成后，可以直接通过目测检查扣接头插销与圆盘的插入状况和紧固程度，极大的方便了安全隐患的排查。碗扣式支架的碗扣接头连接须待4个横杆全部安装到位后，方可敲击紧固，容盘扣支架有专门的调节杆，通过套管与顶端立杆连接，既能方便的调节顶托高度，又能保证顶托丝杆安全长度。顶托采用双拼工字钢，可有效的卡紧在顶托托撑上，降低了底模拼装过程中工字钢滑脱的风险。

十字盘扣式支架采用热镀锌工艺，能够起到良好的防锈蚀能力，从而有效的防止了构件在使用期内因锈蚀而导致承载力降低。在正常使用情况下，通常其使用周期长达15年以上。而碗口支架通常仅在表层喷涂了一层油漆，在使用过程中油漆很快便脱落，通常都是锈迹斑斑，实际承载力往往都会低于设计承载力，给施工生产带来了极大的安全隐患。

十字盘扣支架构件规格齐全，可根据荷载及需求空间灵活选择立杆规格，搭设模数满足不同空间需要。盘扣支架的横杆、斜杆通过插销与立杆上圆盘连接，支架的立杆、横杆、斜杆轴线交汇于一点，属于二力杆件，传力路径简洁、清晰、合理，节点抗扭能力和整体承载能力高，结构受力简单便于荷载验算，可靠性好。盘扣支架自带斜杆可方便的通过盘扣与立杆连接独成体系，而碗扣支架，需要通过加设剪刀撑形成格构体系，支架整体承载力受节点的连接质量影响较大，性能不稳定。

通过以往工程施工中对比十字盘扣式和碗扣式模板支架人工搭设效率的对比，相同高度的盘扣式模板支立杆间距为1.5×1.5m; 碗扣式立杆间距0.3×0.3～1.2×1.2m ，搭设完成均要求验收合格具备下道工序施工条件。根据对比，架体高度超过3m 时，盘扣式人均每天可搭设完成150～180m3，而碗扣式则为70～

100m3。在类似工程实际应用中，十字盘扣式支架的搭设和拆除总用时约需10天，而碗扣支架搭设、拆除均超过15天，盘扣支架用时仅为碗扣支架的1/3左右。随着人工费的上涨，盘扣式支架的经济效益会越发明显，而其对工期的贡献更是碗口支架难以比拟的。

盘扣式支架外观呈银灰金属色，色泽美观统一，给人一种清爽、整齐、有序的形象。而碗扣式支架锈迹明显，支架密集，给人一种杂乱和不牢靠的感觉。采用十字盘扣式支架，更有利于安全文明施工形象。

总之，十字盘扣架施工工艺优势

（1）产品内外热锌防锈处理，保证产品一致性，寿命达15-20年。

（2）特别适合高大桥梁或各种支架的施工。

（3）比碗扣式脚手架节约2/3用钢量以上。大幅节约工时成本，减少运费成本。

（4）平放组装，整体吊装，减少高空作业，保证施工安全，大幅提高施工速度。

（5）机械化施工，大幅提高施工效率，总造价不高于碗扣架预算。

3 、十字盘扣架使用实例：

3.1 工程概况

A 匝道桥位于沟岩上互通，上跨B 匝道、宣曲高速。孔跨布置为4x （4x25）m+（20+25+20）m+（30+40+30）m 。现浇箱梁梁高为1.6m 、2.4m ，梁宽9m ，采用十字盘扣架现浇施工。

3.2 支架基础

十字盘扣脚手架基础局部采用换填处理，处理范围：

长度为桥梁起点桥台内侧至终点桥台内侧，宽度比支架搭设范围宽1.0米，处理措施为：

1、支架地基对原地面的处理

首先对支架布设范围内的表土、杂物、泥浆及淤泥进行清除，将原地面进行整平（斜坡地段做成台阶），然后采用重型压路机碾压密实，对软弱地段的土用透水性材料换填，换填厚度不小于1.5m ，分层碾压。采用灌砂法进行检测，压实度小于90%。

2、支架基础整平承载力检测合格，报请监理工程师进行验收。在整平的地基上浇筑厚20cm 厚的C20砼，浇砼时必须振捣密实，表面不得有裂缝，避免由雨水渗透浸泡地基，降低地基承载力导致支架体系产生沉降。

3、本桥5#-11#墩位于红瓦房水库旁，雨季期间为防止雨水浸泡支架基础，在该段落靠近水库侧设置挡水埝，挡水埝和支架基础之间设置排水沟，避免水浸入地基降低地基承载力。

4、在分台处采用90度直角开挖至下一台，台阶采用浇筑C15片石砼小挡墙进行支护，墙高根据现场实际情况进行确定。

3.3 支架形式

十字盘支架顺桥向根据桥梁跨径分联布置，单跨内细分单元进行搭设。箱梁腹板位置立杆横向跨距为900mm ，其他部位立杆最大横距1500mm ，支架立杆纵向最大间距1200mm 。支架标准步距为1500mm ，部分顶层步距为1000mm 。 具体布置如下：

图一 十字盘支架横断面示意图（单位：mm ）

3.4 支架立杆受力检算

根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》对支架立杆轴向力设计值按照下列公式计算：

不组合风载荷时：N=1.2NGK+1.4 NQK

组合风载荷时：N=1.2NGK+0.9×1.4 NQK 式中：

NGK-模板及支架自重、新浇混凝土自重和钢筋自重标准值产生的轴向力总和（KN ）； NQK –施工人员及施工设备载荷标准值和风载荷标准值产生的轴向力总和（KN ）；

（2）立杆轴向承载力计算

恒荷载：

Q1=25.5×2.2×1.2×0.9+0.5×1.2×0.9=61.1KN

施工荷载：Q2=3×1.2×0.9=3.24KN

考虑风荷载时组合荷载Q=1.2×Q1+1.4×Q2=77.86KN

不考虑风荷载时组合荷载Q=1.2×Q1+0.9×1.4×Q2=77.4KN

（3）立杆长度计算 l 0=ηh

立杆计算长度取其中最大值： l 0=h' +2ka

l 0 ——支架立杆计算长度（mm ）；

a ——直接可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离（mm ）；

h ——支架立杆中间层水平杆最大竖向步距（mm ）；

h' ——支架立杆顶层水平杆步距（mm ），宜比最大步距减少一个盘扣的距离；

η——支架立杆计算长度修正系数，水平杆步距为0.5m 或1m 时，可取

1.60；

水平杆步距为1.5m 时可取1.20；

k ——悬臂端计算长度折减系数，可取0.7；

l 0=1.2×1500=1800mm；

l 0=1000+2×0.7×650=1910mm

立杆计算长度取较大值1910mm 计算。

（4）立杆局部承载力计算

立杆局部承载力为立杆上下相邻节点间杆件失稳时的轴力。

杆件长度l 0：1910mm

杆件截面面积A （Ф60*3.25）= 3.14×（602-53.52）/4=579.1 mm2 杆件惯性矩I = 3.14×（D 4-d 4)/64 = 23.39 cm4

杆件回转半径i =I /A =20.1 mm

杆件长细比 λ=l0/i=1910/20.1=95.02

查表得杆件的稳定系数φ为 0.512

杆件轴向承载力为 N= φ×f y ×A= 0.512×300×579.1

=88.9KN > Q

所以立杆轴向承载力符合要求。

（5）立杆稳定性计算

考虑风荷载时, 立杆的稳定性计算公

风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW计算公式

MW =0.9×1.4wklah 2/10

其中 Wk —— 风荷载标准值(kN/m2) ；

w k =βz u s u z w 0

βz —— 高度z 处的风振系数，取1；

μs —— 风荷载体形系数，取0.8；

μz —— 风压高度变化系数，查表取3.12；

W0 —— 基本风压，取50年一遇0.3kpa;

式为：

经计算得Wk=0.75KN/M2

风荷载产生的弯矩MW=0.9×1.4wklah 2/10

h —— 立杆的步距，1.00m ；

la —— 立杆迎风面的间距，0.9m ；

lb —— 与迎风面垂直方向的立杆间距，0.9m ；

风荷载产生的弯矩 Mw=0.9×1.4×0.75×0.9×1/10=0.08505kN*m；

Nw —— 考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

σ=77400/(0.512×579.1) +85050/7800=272N/mm2

立杆的稳定性计算 σ 小于[f],满足要求!

4、几点体会

（1）十字盘扣架能满足各种搭设高度，尤其是搭设高度较大的支架同时能满足安全、稳定性使用。

（2）十字盘扣架自带斜杆，安全、稳定性能较高，不需设置大量剪刀撑，立杆间距达1.5m ，施工操作空间大，施工方便。

（3）构件表面采取镀锌处理，文明施工较好。

5、 结语

通过采用十字盘扣支架的实际运用，充分展示了其施工适应性很强，能满足各种环境下的支架施工，稳定性高，搭拆方式简单等特点，其效率为普通碗扣式脚手架的2～3倍，扣件式脚手架的4～6倍。在现场施工过程中大大提高了现场文明施工程度，提高了施工技术含量，取得了良好的技术经济效益，节约施工成本，缩短工期，同时保证施工安全。避免了许多管理和施工各方面的潜在问题。

参考文献：