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摘要：依托郑州市南四环至郑州南站城郊铁路工程实例，从安全性、结构受力、经济性等方面将承插型盘扣支架与碗口支架进行对比分析，阐述了承插型盘扣式支架在轨道交通现浇箱梁中应用的优势和推广价值。
关键词：轨道交通；现浇箱梁；碗扣式；盘扣式
引言
随着城市客运量急剧增加，交通拥挤堵塞给城市居民出行带来极大不便。城市轨道交通的建设，对缓解交通拥堵作用明显，但在建设期间会造成现有交通系统拥堵升级。因此在进行此类工程施工时，往往工期都十分的紧迫，以尽可能减小对交通拥堵的影响。尤其是对于采用满堂支架施工的现浇桥，选择一种安全、经济、快速的支架方案更显得意义重大。
1工程概况
郑州市南四环至郑州南站城郊铁路工程G116-G121为（23+25+35+2×25）m预应力混凝土连续箱梁。主梁截面为单箱七室斜腹板截面，全桥桥宽35.6-36.2m，通过悬臂长度变宽，G117-G121悬臂板宽均为2m，G116左侧悬臂长度1.625m，右侧悬臂长度1.732m。G117-G121梁高1.8m，G116梁高1.2m，G116-G117直线过渡。腹板宽度由梁中500mm变到支点附近900mm；顶板与底板厚度由跨中250mm变到支点附近400mm。全桥共分两个节段施工，第一段为G118-G119，两侧分别伸入跨中5m，第二段为G116-G118和G119-G121。施工时，分步浇筑各节段，张拉各节段腹板束，在全部节段施工完成后统一张拉顶板束。
2施工难点
（1）本跨线桥与孟祥路立交主线上跨，交点桩号为K49+387.65，梁底距离路面高度为5.427m，G118-G119上跨地方道路孟祥路，所跨孟祥路公路为双向四车道，车流量较大。
（2）由于本联箱梁属于“大干90天”劳动竞赛的重要节点，施工工期非常紧，业主要求项目部在3个月内完成本联现浇箱梁的施工，而且部分现浇梁下部墩柱还没有完成，施工任务重。因此选择相对快速、经济和安全的施工方案是本工程现浇箱梁施工的重点。
3支架方案选择
模板支架一直是混凝土工程中不可或缺的一部分，也极大的影响着现场的安全文明施工、进度以及工程质量。在我国，钢管支架经历了扣件式钢管支架、门式钢管支架、碗扣式钢管支架、承插型支架的发展阶段。[1]目前，在现浇箱梁施工中又以碗扣式钢管支架和承插型盘扣式支架为主。
碗扣式钢管脚手架是采用定型钢管杆件和碗扣接头连接的承插型多立杆脚手架。平面布置设计时，往往仅仅在斜腹板、中隔板和墩柱处进行加密设计处理，并设置纵、横向垂直钢管大剪刀撑和水平层钢管大剪刀撑。
承插型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(简称速接架)，根据其用途可分为脚手架与模板支架2类。
根据这两种支架的结构特点分别从安全性、结构受力、经济性和外观质量等方面进行对比，进而选出更适合本项目的支架方案。
4方案比较
4.1 安全性比较
4.1.1 材质规格
（1）材质规格
承插型盘扣式钢管支架立杆采用φ60mm，壁厚3.2mm、Q345B钢管做主构件，插座为直径135mm、厚10mm的圆盘，圆盘上开设8个孔，设有水平杆、斜杆连接孔。立杆是在一定长度的钢管上每隔0.5m焊接一个圆盘，用这种新颖、美观的圆盘连接水平杆，底部带连接套。水平杆是在钢管两端焊接带插销的插头制成。
盘扣式支架钢管及盘扣均由专业企业经营生产，构件的材质、管径、壁厚均受控；构件下料精度、焊接质量、镀锌厚度均优于其他形式。而碗扣支架多采用租赁形式，市场较为混乱，目前市场的大多数为锈蚀的碗扣件，且按现行安全技术标准规定承重主立杆壁厚为3.5mm，然而市场上小部分仅有3.0mm，更大部分仅有2.75 mm，基本上没有3.5mm，再加上内外表面锈蚀，承载力大大减少。有关资料显示现行市场中90%以上的碗扣支架为非标产品，给施工造成了安全隐患。
（2）材质强度
盘扣式支架立杆采用Q345B钢管，更加符合现浇箱梁模架以轴心受压为主，而碗扣式支架的横杆、剪刀撑和盘扣式支架的水平杆、斜杆都主要起横向连接和构造作用，受力较小，从盘扣式支架与碗扣支架各杆件的选材比较，盘扣式支架更为安全合理。
4.1.2 支架搭设
承插型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组成。立杆采用套管或连接棒承插连接接长。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，容易遗漏，且不能直接通过目测检查其紧固程度，容易留下安全隐患。
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。
4.1.3 防锈蚀
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。
4.1.4 焊接质量
盘扣支架均为工厂定尺生产，采用自动焊接机器人、双面自动环向焊接机，焊缝质量和稳定性远远高于碗口支架的人工焊接。
4.2 结构受力比较
承插型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。
4.3 方案经济性比较
4.3.1 搭拆速度比较
通过以往工程施工中对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，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。
4.3.2 材料损耗
根据以往同规模的工程采用碗扣式支架和盘扣式支架所花费的租赁费、人工费、运输费、材料损耗费、管理费等进行测算分析，2种架体费用基本在0.50～0.55元/ m3天。但是，盘扣式支架往往要比碗扣式支架节约用钢量1/3~2/3左右。
4.4 外观质量比较
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。对市政轨道工程来讲，采用盘扣式支架，便于维护城市形象，更有利于安全文明施工形象。
5 结语
郑州市南四环至郑州南站城郊铁路工程现浇箱梁通过采用承插型盘扣支架的实际运用，充分展示了承插型盘扣支架材料用量少，安装和拆除工效高、极大提高了施工进度的优点。在现场施工过程中不仅保证了施工安全、工程质量和结构安全，还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。对盘扣式支架的技术和经济比较，节约施工成本，同时保证施工安全。由于工期短，盘扣式支架的施工方案施工成本较低，避免了许多管理和施工各方面的潜在问题。
参考文献：
[1] 曹阳、瞿进、张洋.盘扣式钢管支架与碗扣式钢管支架对比分析.建筑施工，第38卷，第8期.
[2] 窦军帅.浅谈新型盘扣式支架在现浇箱梁施工的应用.山西交通科技，第5期.
论文作者:王强,李志成
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
标签：支架论文; 斜杆论文; 钢管论文; 插销论文; 立杆论文; 圆盘论文; 现浇论文; 《基层建设》2017年4期论文;