摘要：承插型盘扣钢管支架和碗扣式钢管支架是目前在建设工程领域有着广泛应用的两种支架体系。本文首先对两种支架的形式和各自优缺点进行了简要概述，然后从多个角度对承插盘扣式支架和碗扣式支架进行了对比分析，结果表明，作为一种新型支架系统，承插盘扣式支架优势明显，其在工程实践中的应用也日渐增多，大有逐步取代碗扣式支架的趋势。
关键词：承插盘扣式支架；碗扣式支架；比较分析
前言
随着我国经济社会的平稳迅速发展，我国基础设施建设的进程也随之加快，在建设规模和投资力度上都获得了长足的发展。高层和超高层建筑、桥梁隧道工程、地铁地下工程、大型公共建筑等项目的大量兴建，对于脚手架和模板支撑体系在工程中的广泛应用有着明显的促进作用。在工程实践中发展出了种类繁多的脚手架支撑体系，比如扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架、承插盘式钢管脚手架、门式脚手架、挂挑式脚手架、榫卯式脚手架等。各种脚手架支撑体系均有其自身的安全和经济上的适用性，如何因地制宜合理地选择支架成为施工设计中必须要认真考虑的问题。综合来看，我国的模板支架体系的发展历程大致可分为三个阶段：20世纪60年代以前，以木材、竹篙为主要材料的支架体系主要应用于建筑高度较低、结构简单的工程中；60年代至80年代中期，一方面由于国内木材竹篙资源的日渐衰减不能满足于越来越多的工程需求，另一方面新型建筑体系结构的出现和高层建筑的快速发展，我国引进并推广了扣件式模板支架体系；80年代至今，建筑行业的快速发展促进了新技术、新工艺、新材料的大量涌现，以适应高层建筑结构、大跨建筑结构、室内外装修及设备安装工程的需要。1994年，“新型模板和脚手架应用技术”更是被建设部选定，作为建筑业重点进行推广应用的新技术之一，以此为基础，各类新型脚手架支架体系的研发和推广取得了很大的进步。本文从多个方面对承插盘扣式支架与碗扣式支架进行了对比分析，以便结合不同支架形式的特点和优势灵活适宜地应用于建筑施工建设中。所谓承插盘扣式支架，是指采用外径60mm，壁厚3.2mm，Q345A材质无缝钢管加工制作的以立杆为承担主要承重构件的支架体系，所谓碗扣支架则是指采用外径48mm，壁厚3.5mm，Q235A材质无缝钢管加工制作的以立杆为承担主要承重构件的支架体系。从推广应用的时间来看，碗扣式支架地应用要早于承插盘盘扣式支架，因而碗扣式支架应用更成熟，市场占有率更高。但是，作为一种创新型的新型工具，承插盘盘扣式支架在承载能力、材料用量、搭设便捷度、安全性及外观形象方面优势明显，大有逐步取代碗扣式支架的趋势。
一、承插盘扣式脚手架概述
近年来，承插盘扣式支架在我国得到了广泛的应用，我国一些建设单位也创新性地申请了多种形式的专利，并在工程实践中得到了一定程度上的应用。承插盘扣式支架属于单管脚手架的一种形式，其构造类似于扣件式钢管支模架，主要有立杆、水平杆、斜杆和底座等组成，立杆与水平杆及立杆与斜杆之间并不像扣件式支架那样由扣件连接，承插盘扣式脚手架立杆、横杆和斜杆在横向及竖向形成一个稳定的三角形平面结构单元，通过承插盘扣再将相相似的三角形单元系统重复组合，形成三维空间结构架体。八孔扣盘焊接于立杆上，C型锁卡件焊接在横杆的两端，连接时把卡件上的楔形销子从上向下穿过八孔扣盘完成横杆立杆的连接。对角斜杆通过楔形销子链接到立杆的八孔盘完成三角形稳定空间三维架构。常识告诉我们，在几何图形构成的空间中，三角形构成的结构是最稳定的。而碗扣式脚手架的立杆和横杆的连接没有自带的斜撑，因此稳定性能差距还是比较大的，因此盘扣式脚手架是目前承重脚手架和非承重脚手架中最稳定的脚手架体系之一。盘扣式脚手架所用钢管为国际通用材料Q345，此种脚手架承载力强，安装效率高，极大的减轻了脚手架安装的劳动强度。盘扣式脚手架系统的配件采用低碳钢冲压和铸造Q345钢板成型，在保证了配件的刚性的同时提高了它们的韧性，有效增强了整体脚手架的支撑能力和整体结构性。
插盘扣式支架的主要优点：a.立杆、水平杆和斜撑等辅件的轴线交于一点，尤其是斜撑支架所形成的三角形几何结构，不仅提高了施工现场的规整美观，又提高了支架整体的支撑力；b.节点性能及其连接性能较好，并且插销的自锁功能，保证了水平杆和立杆连接的可靠性；c.盘扣式支架构件的规格与标准标准统一，不存在零散构件丢失损毁；d.架体搭设操作简单，易于拆除和规格化堆放管理。插盘扣式支架的不足之处在于构件需要工厂进行加工和焊接，立杆和水平杆的长度需要符合模数要求，支架布置尺寸受限。
二、碗扣式脚手架概述
碗扣型多功能脚手架吸取了国外同类型脚手架的先进接头和配件工艺等，在此基础上，结合我国实际情况而研制的一种新型脚手架。碗扣式支架主要由钢管立杆、横杆、碗扣接头三大构件部分组成，其与承插盘扣件式钢管支架的不同之处在于碗口接头，二者基本构造和搭设要求等较为为类似。上碗扣、下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成碗口接头。在立杆上焊接下碗扣和上碗扣的限位销，将上碗扣套入立杆内，在横杆和斜杆上焊接插头。组装时，将横杆和斜杆插入下碗扣内，同时压紧和旋转上碗扣，利用限位销固定上碗扣。碗扣处可根据施工需要同时连接多根横杆，横杆可互相垂直或成一定角度，也可组成曲线形、直角交叉形等多种形式的脚手架整体架构。碗扣型多功能脚手架接头构造合理，制作工艺简单，作业容易，使用范围广，能充分满足房屋、桥涵、隧道、烟囱、水塔等多种建筑物的施工要求，在建筑施工行业领域得到了广泛的应用。
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碗扣式支架的主要优点有：a.立杆连接是同轴承插，水平杆与立杆依靠碗扣接头来连接，接头力学性能优越，具有可靠的抗弯、抗剪和抗扭能性能；各杆件轴心线交于一点，节点位于框架平面内，因此，结构稳固可靠，承载力高。b.接头搭设时，上碗扣的螺旋摩阻力和自重力作用，增大了接头的自锁能力，可靠性得到提高；作用于水平杆件的荷载通过下碗扣传递到立杆，下碗扣抗剪能力很强，即使上碗扣没有被压紧，横杆接头也很难脱出而引发工程事故。c.碗扣式支架搭设操作简单易懂，之需要借助简单工具就能将上碗扣锁紧。d.碗扣式构件构件重复利用率高，不易损毁，便于管理且工程造价低。但是由于碗扣式支架的构件规格比较固定，支架布置尺寸受限，这也是其不足之一。
三、承插盘扣式支架与碗扣式支架的对比分析
3.1 整体稳定性上。承插盘扣式支架立杆采用直径为60mm的Q345A钢管：碗扣式支架立杆采用直径为48mm的Q235钢管。由于Q34上5低碳合金结构钢比Q235普通碳钢强度有大幅度提升，使得承盘式支架的承载力优于碗扣式支架的承载力。碗扣式脚手架的立杆和横杆的连接没有自带的斜撑，碗扣式支架由于其碗扣接头的特殊设计，需要搭设剪刀撑，以提高脚手架的整体稳定性，而且要求剪刀撑必须与其跨越的立杆相扣接。这样，用于剪刀撑的钢管与其要横跨的钢管的叠加会使剪刀撑与立杆之间形成较大的缝隙，无法保证剪刀撑与其跨越的每根立杆有效的扣接。这也是碗扣式脚手架整体强度发挥比较薄弱的部位，因此，架设脚手架时要严格处理好斜撑与其横跨钢管的有效扣接。相比之下承插盘扣式支架的接头设计则更为合理方便，焊接在立杆上的每个节点都可以有8个方向的连接，分别可于水平杆、斜杆、定位杆的连接。而且斜杆的搭设更为便捷，连接之后在几何上会形成众多三角形的平面架构，使得每个脚手架分块部分的单元都近似于格构柱，因此架体结构更加稳定、更加安全可靠。另外，由于承插盘扣式支架架体结构为桁架式的搭设形式，在架体高度增加的过程中，架体承载力不会有明显的下降， 满足了脚手架增加搭设高度的要求。由此可见，承盘扣式支架的整体稳定性要优于碗扣式支架的整体稳定性。承插盘扣式脚手架是目前承重和非承重脚手架中最稳定的脚手架系统之一。
3.2 外观形象。承插盘扣式支架的主要部件由于采用内、外热镀锌防腐工艺处理技术，为产品的安全使用提供了保障，既提高了产品使用期限，又使得脚手架工程的搭设看起来规整美观。另外，承插盘扣式支架的标准化构件施工，使得支架杆件在搭设前和拆除完毕后的运输过程中均实现了标准化包装形式，避免了施工现场材料的乱堆乱放现象，既保证了现场施工环境的整洁又不易丢失损坏构件。而碗扣式支架则易于腐蚀，整体规整美观效果差，且由于必须要有剪刀撑的搭设，使得在脚手架的搭设和拆除过程中出现零件繁琐零散，不易规整堆放，严重影响施工现场环境和容貌。可见，从外观形象上看，承插盘扣式支架整体效果要优于碗扣式支架，对于施工现场规整美观要求高，需要做好施工企业形象宣传的可以优先考虑使用承插盘扣式支架。
3.3 租赁市场。目前，租赁市场上的碗扣式支架杆件的壁厚很难达到3.5mm 的厚度，而是普遍低于3mm,此种器材无论是施工进场还是外部检查均不符合设计要求。碗扣式顶端用于调节高程的非标准构件，无法通过人场检验。承插盘扣式支架有着管理能力很强的租赁队伍，在支架杆件进场和离场的整个过程中均安排有专人管理，很大程度地降低了项目部的管理工作难度。承插盘扣式支架无零散构件，易于管理和安放，而 碗扣式则由于需要剪刀撑进行整体抗剪强度的一个加固，相应的增加了搭接构件，这对于施工材料的管理是不利的。
3.4 安全性和经济性。承插盘扣式支架由于立杆连接是同轴心承插，接头抗弯、抗剪和抗扭力学性能良好，结构稳定性好，承载力高，承插盘扣式支架自锁式的连接和格构式的组成方式保证了支撑体系的安全性，同时安装也是目前最为便捷的。另外，同等力学要求下盘扣式支架较普通脚手架间距可以适当加大，有效节省钢管材料用量。新型承插盘扣式支架总体上节省了施工费用，比普通脚手架更加便宜，并且费用更加可控。在施工现场，合理的组织将会给双方合作带来更加高效的收益。 对于碗扣式支架，其接头设计考虑到了上碗扣的摩阻力和自重作用，使得接头自锁能力明显，作用于横杆的载荷通过下碗扣传递到立杆，下碗扣极强的抗剪能力也保证了碗扣式支架体系的安全性。所以说从安全性上考虑，承插盘扣式支架与碗扣式支架均能满足常见的工程项目模板支架体系使用的安全性要求。虽然在费用上承插盘扣式支架与碗扣式支架相差不大，但是随着现代工程项目对于施工进度和施工质量的双重要求，新型盘扣式支撑脚手架体系将会越来越能体现出其自身优势。
四、结语
新型盘扣式支撑脚手架具有多功能性，高效性、承载力大、安全可靠性等突出特点，广泛应用在我国的道路、桥梁、水利水电工程、市政工程、工业与民用建筑工程领域中。国内近几年来出现了较多的新型盘扣式支撑脚手架专业施工承包公司，主要以脚手架供应、搭拆、回收一体化管理为主。无论从费用分析、施工进度和安全保证上，都具有较好的经济效益。无论是从支架体系的整体安全稳定性上、还是经济便捷性上考虑，承插盘扣式支架系统都有着较为明显的优势，特别是承插盘扣式支架从外观形象上优于碗扣式支架，这对于提升施工现场的整体美观规整度以及推动施工企业进行形象宣传是十分有必要的。
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论文作者:孙川
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/17
标签：支架论文; 脚手架论文; 横杆论文; 立杆论文; 钢管论文; 斜杆论文; 构件论文; 《基层建设》2018年第22期论文;