【摘 要】脚手架在建筑施工中是比较常见的设备，在高层建筑工程中应用比较广泛，碗扣式脚手架是新型的脚手架，其在线性高空建筑中有广泛的应用，这种脚手架比传统的钢管脚手架，承载力更高，使用更加安全，碗扣式脚手架的搭设方式比较简单，但是由于施工单位对新型脚手架的性能和功能不了解，在应用过程中有时会出现安全事故，常见的主要是模板支撑体系坍塌，避免这种问题的发生，建筑企业的管理者必须普及碗扣式脚手架使用的注意事项，并设计出最佳的搭设方案。
【关键词】碗扣式脚手架；结构；荷载；线性高空建筑；应用
一、碗扣式脚手架的结构特点
我国施工过程中会应用到很多脚手架，碗扣式脚手架是实际应用最广泛的一种，碗扣式脚手架在连接各种连杆时，均采用带齿的碗扣接头进行连接，使不同方向连接的杆件更加牢固，与传统的木质杆件比较，提高其承重负荷，脚手架的主构件均用标准的焊接钢管，并且底端做好固定，可承受的压力大大提高，进行连接时，将钢管和下碗扣焊接在一起，同时上碗扣套在相应的钢管上，为保证销槽和限位销能上下滑动，下碗扣可以允许多个横向接头插入，操作简单，适用于道路桥梁建设、水利大坝施工、大规模房屋建设等多种工程中。
二、碗扣支架搭设方案
1.碗扣式支架平面和竖向组合设计依据
箱梁底板宽10.50m，顶板宽15.5m，另外两侧人行操作面不小于1.2×2=2.4m，即总宽不小于17.9m左右，箱梁底板离地面平均高6.5m。
2.支架立杆布置方案
a、立杆平面布置
空腹部位：立杆柱网900×900（横向×纵向），步距900，承载面积A=0.9×0.9=0.81m2；
腹板部位：立杆柱网600×900（横向×纵向），步距600，承载面积A=0.6×0.9=0.54m2；
端梁和中横梁部位：
立杆柱网600×600（横向×纵向），步距600，单柱网承载面积A=0.6×0.6=0.36m2
横向总宽：B=0.9×14+0.6×10=18.6m纵向跨度L=0.6×17+0.9×56=60.6m
b、竖向设置立杆规格用1.2m和0.6m两种组合，错开对接。
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三、 碗扣支架设计计算
1.箱梁砼自重(容重取为2.6T/ m3)
空腹部位：（0.2+0.22）×1×2.6=1.092T/m2
腹板部位：0.4×1.4×2.6=1.456T/m2
端梁和中横梁部位：1.2×1.4×2.6=4.368T/m2
翼缘板部位: 2.5× (0.15+0.45)÷2×2.6=1.95T/m2
1.092+1.456+4.368+1.95=8.866 T/m2
2.模板钢托架自重取0.075T/m2
3.支架自重计算
取柱网900×600，步距900为计算单元，立杆与横杆交叉结点处，立杆外为4根横杆，对立杆平面外抗弯刚度起到加强作用，故脚手架自重产生的轴向力计算如下：
1200型立杆自重，根据厂家提供值为：7.41/1.2=6.175kg/m
交叉横杆(900×600型)4根自重为：（4.1×2+2.9×2）/1.5=6.6kg/m
则每米高脚手架自重产生的设计轴向力为：6.175+6.6=12.775kg/m
按6.5m高脚手架，单根立杆支架体系产生的设计轴向力： 20.22×6.5=243kg=0.243T
4.施工均布或活荷载
（a）、模板方木及楞木自重取 0.10T/m2，
（b）、施工人员及施工设备自重取 0.25T/m2，
（c）、振捣砼时对水平模板冲击力取 0.2T/m2，
（d）、施工中不可预见荷载取 10%砼重量=8.866×0.1=0.87T/m2
（a）+（b）+（c）=0.55T/m2
5.立杆轴向荷载计算 N=1.2×(NG1k+NG2K)+1.4×∑Nqk
空腹部位：N=1.2×[(1.092+0.075)×0.81+0.243]+1.4×(0.55+0.87)×0.81=3.04T
腹板部位：N=1.2×[(1.456+0.075)×0.54+0.243]+ 1.4×(0.55+ 0.87)×0.54=2.36T
端梁和中横梁部位：N=1.2×[(4.368+0.075)×0.54+0.243]+ 1.4×(0.55+0.87)×0.54=4.24T
翼缘板部位N=1.2×[(1.95+0.075)×0.81+0.243]+ 1.4×(0.55+0.87)×0.81 =3.81T
6、立杆稳定性验算 立杆稳定性：N/φA≤f Q235钢 f= 2050kg/cm2
取支架立杆的横向加强杆步距900时
立杆系长比按扣件式支架计算λ=（h+2a）/i=（1200+2×300）/15.8=114，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》附表： 稳定系数φ=0.489
空腹部位：2927/0.489×4.89=1224.1kg/cm2
腹板部位：2239/0.489×4.89=936.3kg/cm2
端梁和中横梁部位：4126/0.489×4.89=1725.5kg/cm2
翼缘板部分：3759/0.489×4.89=1572.0kg/cm2
7.支架稳定承载力计算
立杆为φ48×3.5mm钢管，可调顶托螺杆高度a≤300mm
钢管几何特性：截面积A=489mm2截面回转半径i=15.8mmQ235钢 f=2050kg/cm2
取支架立杆的横向加强杆步距900时
立杆系长比按扣件式支架计算λ=（h+2a）/i=（1200+2×300）/15.8=114，稳定系数φ=0.489
单杆稳定承载力N¬¬¬¬¬¬d=φ×A×f=0.489×4.89×2050=4900kg=4.90T
四、碗扣式满堂支架施工控制措施
1.基础处理支架地基处理的好坏将直接影响支架的稳定，对防止梁底砼产生裂缝有较大的作用，因此支架地基处理必须坚实，按设计要求进行地基硬化，在两侧修筑排水沟，用于排除用地范围内积水和施工期间雨水。由于本工程桥梁0#台至1#墩，2#至3#台跨施工范围内大部分为人工杂填土，在施工支架地基前需进行杂填土的翻挖回填，地基分层夯实，并用压路机压实，以防止支架沉陷，地基面筑成中拱型。对承台基坑应用砂性土密实回填（密实度不小于95％），层层夯实，表层做40cm 水泥稳定层，严格按绵吴立交二层平台路基结构层要求处理。
2.支架搭设按施工方案弹线定位，放置可调底座后分别按先立杆后横杆再斜杆的搭设顺序逐层进行,每次上升高度不大于3m。底座和垫板应准确地放置在定位线上；垫板宜采用长度不少于2 跨，厚度不小于50mm的木垫板；底座的轴心线应与地面垂直。底层水平框架的纵向直线度应≤L/200；横杆间水平度应≤L/400。
模板支撑架搭设应与模板施工相配合，利用可调底座或可调托撑调整底模标高，但支架顶托和底座的丝杆外露长度不得大于20cm。
支架的搭设应分阶段进行，第一阶段的撂底高度一般为6m，搭设后必须经检查验收后方可正式投入使用。
在支架拼装头3 层，每层用经纬仪、水平仪、线坠随时检查立杆的垂直度及每层横杆的水平，随时检查随时调整。
支撑架搭设到顶时，应组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收，及时解决存在的结构缺陷。
浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。
3.支架预压，预压目的为消除支架在搭设时接缝处的非弹性变形和地基的非弹性沉陷而获得稳定的支架，应逐孔进行预压。为获得支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预拱度，使箱在卸落支架后获得符合设计的标高和外形，应进行沉降观测。（支架预压的目的：检查支架的安全性，确保施工安全。消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。预压材料用编织袋装砂对支架进行预压，预压时，应对砂袋进行随机抽样称重，以估算每个砂袋的平均重量，砂袋的堆放位置和顺序应尽量和实际施工时的加载顺序相同。采用吊车吊装至预压区进行预压。
4.预压方法（1）测点布置横向左右翼缘板各侧布2 个点、梁底部布3 个点进行观测，纵向每跨梁1/4 横向布置一排5 个点进行沉降观测。加载前，先准确确定点位置，用红漆做记号。
（2）支架预压加载与卸载按预压单元进行3 级加载，预压加载值按60%、80%、100%。
当纵向加载时，宜从砼结构跨中开始向支点处进行对称布置；当横向加载时，应从砼结构中心向两侧进行对称布置。每级加载完成后，停止下级加载，间隔12h 对支架沉降量进行一监测，当支架监测点12h沉降量平均值小于2mm 时，可进行下一级加载。全部加载完成后各监测点最初72h 的沉降量平均值小于5mm 时，进行支架荷载预压一次性卸载；完善支架预压报告。
（3）测点观测在开始预压之前应对各个测点的标高进行预压前观测，并做好记录。在底模及翼板范围内预压砂袋，按60％、80％、100％的设计重量加载。每次加载完成后，在加载12 小时、24 小时、48 小时后分别观测各个测点的标高并记录。如果加载100%后所测数据与持荷72小时后所测数据变化很小时，表明地基及支架已基本沉降到位，可进行卸载，预压荷载卸载完成后6 小时对各个测点标高观测一次，从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形值。将此弹性变形值与设计标高及预留拱度值叠加，算出施工时调整底模标高。
结语
碗扣式脚手架比传统的扣件式脚手架在使用上，安全性更具有优势，在经济上，若是短工期，规模大的工程，采用碗扣式脚手架具有很大的经济性，作为未来的新型碗扣式脚手架搭设模式，具有推广优势。
参考文献
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[2]武俊峰;;新型模板和脚手架的施工技术和经济效益[J];科学之友;2010年23期
[3]曹义;;碗扣式钢管脚手架在天桥施工中的应用[J];科技信息(科学教研);2008年08期
论文作者:何嘉鑫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/10/1
标签：支架论文; 脚手架论文; 预压论文; 立杆论文; 部位论文; 加载论文; 自重论文; 《基层建设》2018年第20期论文;