浅谈扣件式钢管脚手架高支模体系安全性分析

张志

0.概况

随着各类建筑中的大跨度、大空间和高层建筑中的转换层在结构中的使用越来越多，解决高大空间模板支撑成为一项重要的技术课题，而安全性则是此类结构模板支撑的重点。在此，就影响扣件钢管脚手架高支模体系安全的几个因素作一分析。

1.影响扣件式钢管脚手架高支模体系安全的因素

1.1搭设材料

1.1.1钢管

目前情况下，施工单位搭设模板支架的钢管存在以下问题：

①钢管质量难以保证。有从非正规厂家进货的，有租赁的；进货后很少有施工单位对其进行材质的复试。所用钢管的壁厚严重不均，从2.6～3.5mm不等，最小承载力约为最大承载力的78%。

②钢管使用中忽视防腐保护，严重的表面出现麻坑，影响其承载力。

③钢管变形严重。经多次周转使用后，出现弯曲、管壁压扁、管壁开裂、管壁上打孔等现象，抗弯、抗压能力下降。

④施工单位将长度较短的钢管焊接接长后继续使用，钢管使用中的气割、电焊使端头断面不平整，初始弯曲较大，作为支撑立柱来说影响其抗压承载力，且容易失稳。

1.1.2扣件

①有的厂家使用灰口铸铁、地槽钢来制作扣件，很易脆裂；有的厂家偷工减料，扣件构造断面尺寸偏小，其机械力学性能难以满足要求。

②施工单位对进场扣件质量不进行验收、检验复试，使劣质扣件进人施工现场。

③不注重对扣件的维护保养，扣件螺丝锈蚀、滑丝仍然使用，致使拧紧力矩达不到规定要求。

1.2高支模施工方案

1.2.1计算方面

①永久荷载和可变荷载取值未考虑工程结构、支撑体系和施工工艺的实际情况。高大空间结构往往存在梁板结构构件尺寸和配筋量偏大的现象，模板水平支撑在杆件截面尺寸和杆件布置间距上都较普通模板支撑体系要大和密，但方案编制中，设计人员未考虑这一实际情况，只是简单依据《建筑施工模板安全技术规范》（JCJl62-2008）的通用规定确定荷载标准值，造成设计荷载小于实际荷载，导致支撑体系承载力不足。

②忽视对支撑立杆顶端悬臂长度的验算，造成因立杆顶端悬臂长度过大而失稳。

③立杆计算未考虑实际壁厚，选用理论值?48×3.5mm（新标准为：?48.3×3.6mm），导致支撑体系实际承载力小于理论计算值。

④立杆计算不考虑立杆顶端具体的传力方式。可调支托传力和顶部水平钢管通过直角扣件传力对立杆承载力是截然不同的，前者立杆处于轴心受压，而后者立杆处于偏心受压；经试验和计算，后者的稳定承载力仅为前者的40%左右。

1.2.2搭设要求方面

①方案中对支撑立杆、水平拉结杆、剪刀撑杆等杆件的是采用对接还是搭接的要求不明确，立杆搭接接长的稳定承载力不到对接接长稳定承载力的一半。

②方案中忽视高支模体系构造方面的特殊要求，套用一般模板支撑的构造措施。扫地杆、水平拉杆、剪刀撑的设置以及支撑体系与内部结构柱和周边已有建筑结构的可靠拉接等，都是维持高支模结构体系稳定必不可少的措施。

③方案无细部节点详图，无立杆平面布置图、剖面图等，方案的可操作性较差，造成支撑体系搭设时杆件布置的相互位置混乱、连接和拉结节点方式多种多样、支撑体系荷载传递多样化。

1.3高支模支撑体系搭设

1.3.1支撑体系受力部分

①支承立杆的回填土基础未夯实或支撑立杆底部垫板厚度不足（使用单层竹胶板或胶合板）或垫板平面尺寸偏小，造成支撑体系下沉。

②立柱连接有采用搭接的、有上段立柱与下段立柱错开固定在水平拉杆上、有相邻立杆对接接头位于同一步距内的或对接接头位于步距的中间位置。

③支撑立杆倾斜，致使受力状态与计算不符，承载力下降。

④立杆顶部U形可调支托伸出钢管顶部超过300mm，U形支托与楞木两侧间隙未楔紧，立杆承受垂直荷载的能力大为下降。

⑤构件底模水平支承钢管与立杆节点未采用双扣件保险。

⑥扣件预紧力矩不足，导致扣件滑移、支架垮塌。

1.3.2支撑体系构造部分

①支撑体系底部不设扫地杆或未双向设置扫地杆。

②未双向设置水平连接杆件，各步纵横方向交替设置水平拉杆的方法很普遍，支撑立杆的计算长度在无水平杆方向上有水平杆方向的两倍，因此承载能力大大下降。

③未按技术规范规定在满堂高支模支撑体系外侧的四周连续及中间适当的位置设置竖向剪刀撑或在适当的水平位置设置水平剪刀撑或剪刀撑设置数量太少，降低了支撑体系的整体性、刚度和承载力。

④高支模体系水平拉杆未按技术规范规定在四周及中间适当的位置与结构拉结或拉节点偏少。

2.保证扣件式钢管脚手架高支模安全的措施

2.1搭设材料

①钢管、扣件应从正规厂家进货，并具有质量合格证、生产许可证。抽查钢管壁厚、称量扣件重量。对材质、机械性能有疑问时，可找专业检测单位对钢管、扣件进行复试，杜绝劣质材料的进场。

②不使用锈蚀、弯曲、管壁压扁、管壁开裂严重及壁厚严重不均或壁厚达不到计算值和焊接接长的钢管；不使用易脆裂、构造断面尺寸偏小、锈蚀、滑丝的扣件。

2.2高支模施工方案

2.2.1计算方面

①根据高大空间梁板结构构件的实际尺寸和配筋、模板水平支撑杆件截面尺寸和布置间距，结合《建筑施工模板安全技术规范》（JCJl62-2008）的规定综合确定恒载和施工活载标准值，确保设计荷载与实际荷载相符。

②对支撑立杆顶端悬臂长度进行验算，确保立杆顶端悬臂段的稳定。

③方案制定时必须对所使用钢管的壁厚进行调查，按较小壁厚计算确保安全。

④高支模方案中立杆承载力计算必须根据实际的顶端传力方式，可调支托传力的按轴心受压计算，顶部水平钢管通过直角扣件传力的按偏心受压计算。

2.2.2搭设要求方面

①高支模方案必须明确支撑立杆、水平拉结杆、剪刀撑杆等杆件的连接方式，同类杆件的连接方式必须一致；支撑立杆、扫地杆和水平拉杆应采用对接，剪刀撑杆应采用搭接。

②方案中必须考虑高支模体系与一般模板支撑在构造方面的不同要求。扫地杆、纵横向水平拉杆、剪刀撑的设置以及支撑体系与内部结构柱和周边已有建筑结构的可靠拉接等都必须符合《建筑施工模板安全技术规范》（JCJl62-2008）的规定。

③方案中除文字外，对细部节点构造，支撑立杆与水平拉结杆、剪刀撑杆的相互位置关系，拉结节点的做法、位置及数量等要附必要的平、立、剖详图说明。

2.3高支模支撑体系搭设

2.3.1支撑体系受力部分

①立杆的回填土必须夯实，无论是支承于土层还是支承于楼面的支撑立杆底部均应设底座，底部木垫板厚度不小于50mm，垫板平面尺寸除计算有特别要求外不应小于200mm×200mm。

②支撑立柱的连接必须采用对接方式，严禁采用搭接或上段立柱与下段立柱错开固定在水平拉杆上，相邻立杆对接接头不得在同一步距内，且沿竖向错开的距离不宜小于500mm，对接接头中心距每步的端点中心不大于1/3步距。

③支撑立杆必须保持垂直状态，使受力状态与方案的计算相符。

④为确保立杆顶部的稳定性，立杆顶部U形可调支托螺杆伸出钢管顶部不得超过300mm，螺杆外径与钢管内径间隙不大于3mm，可调支托底部的立柱顶端应沿纵横向设置一道水平拉杆，U形支托与楞木两侧间隙必须楔紧。

⑤为保证高支模体系构件底模水平支承钢管与立杆节点扣件的抗滑移能力，即使在经计算单扣件满足抗滑移的情况下，仍建议采用双扣件保险。

⑥高支模体系杆件连接或固定的扣件紧固时应采用经校验合格的力矩扳手，紧固力矩控制在40N·m～60N·m之间，确保扣件紧固力矩符合设计要求。

2.3.2支撑体系构造部分

①支撑体系底部距地面200mm高处，沿纵横水平方向按纵下横上的原则设扫地杆。

②支撑体系搭设时不得减少双向水平连接杆件的设置；高支模体系除按一般模板支撑体系各步设置纵横水平拉杆外，还应在最顶步距两水平拉杆中间加设一道纵横向水平拉杆，当支撑体系高度超过20m时，在最顶两步距水平拉杆中间分别加设一道纵横向水平拉杆。

③满堂高支模支撑体系除按一般模板支撑体系在外侧的四周由下至上竖向连续设置剪刀撑和中间在纵横向每隔10m左右设置由下至上宽度为4-6m的竖向连续的剪刀撑外，还应在相邻的竖向剪刀撑之间增加之字斜撑；当支撑体系高度超过20m时，应将上述所有之字斜撑全部改为连续式剪刀撑。

④高支模体系应在四周外侧及中间所有结构柱位置按水平间距6～9m、竖向间矩2～3m设置与结构的拉结点。

以上对扣件式钢管脚手架高支模体系的安全性做了简要分析，概括说来确保高支模体系安全的关键在于重视安全生产管理，认真贯彻安全生产法律法规，将安全技术规程和安全操作规程落实到各项实际工作中去。 [科]