摘要：进年来，中国建筑市场的不断的革新与发展，部分传统的老建筑产品和施工方法已经不能满足日益增长的人工成本和材料成本，而承插型盘扣式钢管支架支撑体系也是基于对建筑市场发展的需要，国外引进并更新、改进、升级换代的一种产品。目前建筑市场的支撑架中，扣件式钢管脚手架和碗扣式钢管脚手架占据了比重在逐渐减少，同时存在操作不方便、配件多且丢失、损坏严重等缺点，承插型盘扣式钢管支架支撑体系针对这些问题，解决了操作上和使用上的不足，提高了工效的同时，也节省了材料。本文重点阐述承插型盘扣式钢管架在城际铁路车辆段大跨度高支模工程中的应用，同时，提出了其比传统扣件式、碗扣式钢管支架在质量控制、特殊节点处理、和成本上的优势。
关键词：盘扣式钢管架；质量控制；节点处理。
引言
进年来，中国建筑市场的不断的革新与发展，部分传统的老建筑产品和施工方法已经不能满足日益增长的人工成本和材料成本，而承插型盘扣式钢管支架支撑体系也是基于对建筑市场发展的需要，国外引进并更新、改进、升级换代的一种产品。目前建筑市场的支撑架中，扣件式钢管脚手架和碗扣式钢管脚手架占据了比重在逐渐减少，同时存在操作不方便、配件多且丢失、损坏严重等缺点，承插型盘扣式钢管支架支撑体系针对这些问题，解决了操作上和使用上的不足，提高了工效的同时，也节省了材料。本文主要以杭海城际铁路车辆段物资总库采用承插式盘扣钢管架在高支模的应用，通过对承插式盘扣钢管架在高支模工程的质量控制、特殊节点处理及成本方面的优势分析，为其他类似工程提供借鉴意义。
1 工程概况
浙江杭海城际铁路盐官车辆段物资总库总建筑面积4169.96m2，建筑层数为一层，建筑总高度为13.32m，屋面为结构找坡，主梁最大跨度15m，次梁最大跨度10.5m，梁板面标高为12.6～13.32m。物资总库主次梁跨度大，屋面梁板模板支撑高度超高（最高13.32m，最低12.6m），在充分考虑支模架质量控制、安全保障、工期及成本的因素，物资总库采用承插型盘扣式支模架。
2 承插式盘扣架的特点及优势分析
2.1 工艺原理
承插式盘扣支架，是新型架体升级换代产品。架体采用60系列承插式盘扣式钢管，壁厚3.2mm，Q345B钢管做主构件，圆盘为直径135mm，厚10mm的冲压件，圆盘上开设8个孔（4大，4小，大的连接水平杆，小口连接斜拉杆）
盘扣式支架结构由基础、立杆（含底座、顶托）、纵横斜向连接系（含水平杆、剪刀撑、斜杆）、立杆顶分配梁（钢梁和铝梁）、托梁等组成。水平杆与斜杆端扣接头通过插销与焊接在立杆上的连接般连接，组成格构形式，剪刀撑用异形扣件与立杆、水平杆、斜杆连接。
2.2 材料本身性能对比
低合金钢：指在钢中加入少量合金元素，由于合金元素的强化作用，低合金结构钢的屈服点比普通碳素钢高25-150%，加之大多低碳，而具有良好的塑性韧性和焊接性能，有的还具有耐腐蚀、耐低温等特性；
碳素钢：指钢中除含有一定量为了脱氧而加入的硅（一般不超过0.40%）和锰（一般不超过0.80%，较高含量可到1.20%）等合金元素外，不含其他合金元素（残作元素除外）的钢。盘扣件：各种立杆使用60系列，Q345A/Q345B低碳合金结构钢钢管。传统普通钢管和碗扣架：支架所用材料一般为Q235普碳钢管材质。因此材料性能盘扣架要优于碗扣架和普通钢管架。
2.3节点连接方式对比
1）扣件式最为稳固，但是考虑到要靠力矩扳手对螺母是否拧紧进行不小于40N∙m检验，实际操作和检查难度大，需要逐个检查扣件拧紧度，市场扣件材料也很难达到40N以上，并且抗滑能力小于碗扣式和盘扣式；
2）碗扣式节点连接形式克服了扣件式抗滑和目测不能检查连接稳固的缺点，但是，在上扣碗是否扣好，限位销是否发挥作用验收时要逐一进行排查，否则，架体在受到施工荷载晃动时，可能导致上碗扣脱离限位销而造成架体失稳；
3）盘扣式节点连接方式选用连接圆盘不仅避免了上述抗滑和脱离扣碗的缺陷外，而且采用了重力式承插型楔形插销，既可以直观目测插销是否自锁，并且在架体晃动时重力式插销会越扣越紧，同时水平方向杆件可以360°连接和约束，增加了支撑体系的整体稳定性。
因此，从节点连接可靠性上对比，盘扣架要优于碗扣架和普通钢管架。
2.4 架体重量及施工操作便利程度对比
均以3m长为单位考虑综合杆件，按1.5m步距两道水平约束，每步节点处均按“十”字水平约束进行计算。
扣件式每步增加2个直角扣件重量，即G扣48=11.52+1.35*4=16.92kg；
碗扣式每步增加1个上碗扣，即G碗48=16.48+0.5*2=17.48kg；
盘扣式3m自重包括2个圆盘重量，即G盘48=14.65kg（G盘60=18.4kg）；
结论为同规格：G盘﹤G扣﹤G碗；因此具有重量小易搬运特点。
碗扣架与普通钢管架由于材料本身性能及承载力等因素。在方案设计中，立杆间距、横杆布局都相对要小，在荷载比较大的部位，如梁位置立杆间距可能为300mm，步距可能会为1200mm，这样架体构件数量增多，工程量增大，由于立杆间距较小，施工人员操作空间也相对较小，操作不便，工期、功效都有所降低。
盘扣架体由于立杆为60系列的Q345B室外低合金钢。承载力会比碗扣架要增强2倍以上，在方案设计中同样的结构，盘扣件构件数量要少2倍以上，且本身搭拆速度快，施工空间大等特点，施工工期、施工功效大幅度提升。
2.5工效及工期对比
碗扣架安装时将横杆插头插入下碗扣插槽，敲紧，立杆上所有横杆安装完毕后，旋转上碗口扣固，插入限位销，一个节点完成大约9-15秒，拆除同理。
盘扣架安装时将横杆插头插入圆盘，敲紧即可。一个节点完成大约4-6秒，拆除更快。
钢管架、碗扣架及盘扣架架体搭设及拆除工效统计详见下表：
从节点到整体架体的搭拆，盘扣架搭拆速度是碗口架体的2倍以上，因此，碗扣架工效高，工期要加快2倍左右。
3 车辆段高支模架体布置
车辆段物资总库主梁截面尺寸为：400mm×1400mm，因屋面为结构找坡，存在斜度，故在架体受力简算时采用400mm×1410mm，在主梁两侧立杆最大间距0.6m，按梁居中布置，梁底承重立杆沿梁跨方向最大间距0.9m，立杆步距1.5m，模板支架搭设最大高度为13.52m，荷载传递方式采用可调托座，梁底支撑方木根数为4根；可调托座内主楞根数为2根。梁侧采用M12对拉螺栓，水平间距600mm，主楞采用φ48.0×3.5钢管，合并根数2根，对拉螺栓、主楞到梁底距离为200mm、700mm、1100mm，共3道，次楞采用70mm×50mm方木，水平间距200mm。
物资总库屋面板厚150mm，盘扣架立杆最大纵距0.90m，立杆最大横距0.90m，立杆步距1.5m，模板支架搭设高度为13.52m，荷载传递方式采用可调托座，板底采用70mm×50mm方木做板底支撑，间距为200mm，可调托座内主楞根数为2根。
3.1局部偏心及不符合模数处理措施
由于承插式盘扣架立杆间距全部按照定型模数（300mm、600mm、900mm、1200mm） 排布时，势必造成有的梁会局部偏心。故在盘扣架设计中主梁下不得偏心受力。为确保架体安全，在设计受力简算时时应考虑支模架的 偏心受力影响。
模数不匹配时，在板的位置设置“调节跨”。需重点注意如下事项：
1）“调节跨”设置在板下比较好，荷载较小部位。
2）用普通扣件钢管每步拉结成整体，水平杆向两端延伸至少扣接3根定型支架的立杆。
3.2梁侧板边的空档做法
梁底顶托传力时，梁底立杆是不到板底的，这时也就没有所谓的“梁侧立杆”。
梁侧板下方木（或钢管主楞）不得悬挑太长，可以增加普通扣件式钢管加顶托支撑，并用纵横向钢管与定型化支模架拉结。
3.3高低差支模架做法
1、调节到同一水平线
通过调节可调底座高度，使立杆连接节点（盘扣连接盘）在同一水平线上，水 平杆可以拉通连接。
2、普通钢管拉结成整体
无法通过底座调节立杆使节点在同一水平线上时，可采用扣件式钢管每步 拉结成整体（向两端延伸至少扣接3根定型支架的立杆）。
3.4后浇带处支模架做法
后浇带部位的支模架独立搭设，底部用槽钢横跨下部后浇带，立杆立在槽钢上，其它支模架拆除时后浇带支模架不拆除。
超高结构的后浇带浇筑时，一般独立支模体系的高宽比都太大，应采取加强侧向稳定的措施。
4 盘扣架质量控制
4.1原材料控制要点
（1）钢管应平直光滑、无裂纹、无锈蚀、无分层、无结巴、无毛刺等缺陷，不得采用横断面接长的钢管。
（2）铸造件表面应光整，不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷，表面粘砂应清除干净。
（3）冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷。
（4）各焊缝应饱满，焊药应清除干净，不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺。
（5）构配件镀锌要求：插口内无锌瘤、锌皮。
（6）钢管壁厚、焊接质量、外观质量，底座和可调顶托材质及丝杆直径、与螺母配合间隙用游标卡尺检查或尺量。
4.2重点检查内容
（1）可调托座和可调底座伸出水平杆的悬臂长度应符合设计限定要求。
（2）水平杆扣接头与立杆连接盘的插销应击紧至所需插入深度的标志刻度。
（3）检查模板支撑架斜杆的销板是否打紧，是否平行与主杆；横杆的销板是否垂直于横杆；检查各种杆间的安装部位、数量、形式是否符合设计要求。模板支撑架的所有销板都必须处于锁紧状态。
（4）脚手板应在同一步内连续设置，脚手板应铺满，上下两层主杆的连接必须紧密，通过观察上下主杆连接处或透过检查孔观察，间隙应小于1mm。
（5）不配套的模板支撑架和配件不得混合使用。
（6）悬挑位置准确，各阶段的横杆、斜杆安装完整，销板安装紧固，各项安全防护到位。
（7）模板支撑架的垂直度与水平度允许偏差应符合下表规定要求。
（8）剪刀撑是否满足方案要求，是否与支架交叉位置均有扣件。
（9）可调低座与顶托丝杆伸出长度是否满足规范要求。
4.3构造要求
架体高度超过8米时，竖向斜杆应满布设置，沿高度每隔4-6个标准步距设置水平斜杆或剪刀撑。
模板支架可调托座伸出顶层水平杆或双槽管托梁悬臂长度（自由端）严禁超过650mm，且丝杆外漏长度严禁超过400mm，可调托座插入立杆或双槽托梁长度不得小于150mm。
可调底座调节丝杆不应大于300mm，扫地杆离地高度不应大于550mm；
单元桁架的竖向斜杆布置可采用对称式和螺旋式两种，且应在单元桁架内满布。
单元桁架组合方式可采用矩阵式或梅花式，单元桁架间的每个节点应通过水平杆连接。
地基应坚实、平整，并有排水措施。立杆为主要受力构件，沥干下应设置具有足够强度和支撑面积的垫板，混凝土垫层时可不设垫板。原状土作为基础时要验算地基承载力要求是否满足。地基高差较大时，可利用立杆0.5米节点位差配合可调底座进行调整。
5结语
承插型盘扣式钢管架在材质、受力、工效、安全性能及质量控制等方面进行了简要的阐述。因近年来支模架体系常出现问题导致支架坍塌事故发生，且目前的市场上的钢管脚手架租赁行业不规范，构建质量差、操作人员素质低、操作水平参差不齐等因素导致事故。杭海城际铁路盐官车辆段物资总库高支模工程采用承插型盘扣式钢管架的使用，其在钢管架材质、工效、成本、质量控制及安全性能等方面具有较大的优势，为工程的快速、安全、高效推进打下坚实基础。
参考文献：
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[2]高文志，徐磊，周萍. 承插型盘扣式改制钢管支架的研究与应用[J]. 建筑施工，2017（3)。
[3]JGJ231-2010，建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程[S].中国建筑工业出版社.2010。
论文作者:马锡海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：钢管论文; 扣件论文; 可调论文; 立杆论文; 支架论文; 斜杆论文; 节点论文; 《基层建设》2019年第1期论文;