浅析扣件式钢管脚手架设计与施工安全

旷远许

(贵州高速公路开发总公司)

1 前言

在建筑施工中，高空作业施工平台以及梁板结构现浇施工都离不开脚手架的搭设与应用，扣件式钢管结构支架体系由于其组合能力强、结构多样性、适应于各种地形、成本低廉等优点，被大量应用于脚手架施工平台等施工场合。虽然采用钢管脚手架杆配件搭设各类模板支架已是施工常用作法，且有JGJ130-2001《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》作为设计、施工标准，但从当前现场支架的搭设情况来看，仍存在着诸多不安全因素。

2 工程介绍

2.1 支架基础施工

支架设计中，充分考虑钢筋、模板、混凝土、支架自重，以及施工荷载、振捣荷载、风荷载等因素的影响，取横梁处最大受力环境进行验算，计算得出:单排方木受力要求地基荷载(及施工要求地基最大承载能力):184.3 kPa。考虑到施工中可能出现的其它不利条件以及突发事件的影响，经论证，决定将地基承载力进一步加强。现场施工中，支架基础底层采用30 cm炮渣石，上层采用20 cm二灰，在密实度达97%以上时，其承载力可达到0.7 MPa以上，完全满足施工要求。

2.2 支架设置

(1)立杆的加密布设

由于梁体结构不均匀分布，以及避免不均匀沉降造成的质量事故，支架设计中，着重针对箱梁箱室侧壁、横梁(中横梁)处进行了加密布设，加密段宽度超出侧壁或横梁一定尺寸，作为应力缓冲区。

应力缓冲区长度在《规范》中并无详细规定，此处提供现场搭设数据，仅做为参考:箱室侧壁立杆加密段宽出侧壁60 cm(及腹板底未加密段立杆的横向间距)，横梁加密段宽出横梁180 cm(及支架纵向间距的2倍)。

(2)扫地杆、天杆、剪刀撑的重点布设

关于扫地杆、天杆、剪刀撑的布设方法在《规范》中都有详细规定，值得一提的是，在现场施工中，由于施工管理的疏忽，或者由于材料尺寸限制、连接部位节点过多等原因，其搭设的质量并不乐观。

在匝C桥支架搭设过程中，管理者充分认识到扫地杆、天杆、剪刀撑对于支架整体稳定性的重要性，除严格按照《规范》施工外，还针对以上原因做出了进一步的加强处理，如:由于钢管长度不足的搭接处理，采用双扣件或三个扣件进行连接;由于局部节点过多，引起扣件无法连接的现象，采用其它部位增设连接点的处理办法。

(3)门洞的特殊处理

《规范》中针对门洞结构的介绍被视为范例，在实际施工中应根据特殊的地形和用途，遵行《规范》编制原则，做出相应的处理措施。

在匝C桥号桥第一跨和最后一跨支架搭设过程中，由于采用挡墙结构，支架采用门洞形式渡过挡墙斜坡。

以下简述门口布置情况。

(1)从《规范》门洞布置图中分析，门洞顶立杆第一步距之所以设置短斜杆，是为了使其纵向结构为“几何不可变杆系结构”，从而起到梁体承担上部压力的效果。如果只用于施工平台，或顶部荷载较小的情况下，在立杆第一步距处设置此结构，不会出现太大的问题，但应用到以承载为主要目的支架系统中，就显得过于单薄。在现场施工中，施工方采取大量斜杆，将门洞顶支架纵向方向全部改造成“几何不可变杆系结构”。

(2)纵横向剪刀撑的布设，优先考虑跨越门洞。基于上一点，剪刀撑有提高整体稳定性的作用，同时，可以通过扣件，承担一部分竖向荷载。

(3)门洞两侧立杆是变形应力集中区域，其变形形式如图1所示。如果把门洞顶的“几何不可变杆系结构”比做梁的话，那么《规范》中门洞两侧采用的双立杆结构则主要起到加强支撑能力的作用。现场施工中为了进一步加强门洞两侧的承载能力，门洞两侧各两排立杆都进行了加密。加密立杆顶部单独设置工字钢，以提高承载能力。如图2所示。

(4)双立杆中的副立杆与天杆连接，及尽量加长至支架顶部最后一个横杆。一方面是为了提高主力杆的支撑力，另一方面可以通过横杆抵抗因变形产生的弯距。

(5)台阶上扫地杆应单独设置，不作为跨越门洞支撑结构。

图1 门洞顶变形示意图

图2 门洞两侧加密立杆顶部示意图

2.3 扣件式钢管脚手架施工中重点注意事项

(1)多层支架的立杆应竖直，中心线应一致。

(2)非承重是式支架高度超过10 m应设一组(4～6根)缆风绳，每增高10 m设一组。缆风绳与地面夹角为45°～60°，缆风绳和地锚应安设牢固。地锚安设处应设安全标志。

(3)立杆的接头应用扣件扣紧，立杆与水平撑、剪刀撑之间应连接牢固。

(4)使用前应检查、验收，确认合格并形成文件。使用中应随时检查，确认安全。

(5)立杆应竖直，2 m高度的垂直偏差不得大于1.5 cm，每搭设完一步支架后，应进行校正。立杆的纵、横间距应符合施工设计的规定，每搭完一步支架后，应进行校正。

(6)支架拆除前，应先清理施工现场，划定作业区。拆除时应设专人职守，非作业人员禁止入内。

(7)拆除作业应自上而下进行，不得上下多层交叉作业。

(8)拆除支架时，必须确保未拆除部分的稳定性，必要时应对未拆除部分采取临时加固、支撑措施，确认安全后，方可拆除。

(9)拆除作业暂时停止时，必须将活动部件支稳或固定后，方可离开现场。

(10)简支梁、连续梁支架易从跨中向支座处依次循环卸落支架。

2.4 保证扣件式钢管脚手架支模安全的措施

(1)严格施工现场与设计方案的实时比对，不能闭门造车，尤其是遇到特殊地形、地质，更应根据现场测得数据，进行反复验算，根据计算结果，修改或加强设计。在参考其它方案时，要及时根据传力方式的改变对计算模式、立杆间距、构造措施等作出调整。

(2)严格按照规范施工，超出规范或确立新工艺、新方法时，必须经过专家论证、专项审批等手续，严格禁止照搬其它书籍中不合规范的内容。

(3)支架采用双立杆结构时，需要严格进行其单立杆承载力计算，由于副立杆不直接参与支撑，且《规范》中就双立杆提高支架稳定系数未做明确规定，现场施工中，双立杆仅作为辅助加强措施。

(4)必须完善增强支撑系统稳定性及承载力的各项构造措施，脚手架设计方案中，不得遗漏脚手架的构成元素。

(5)加强技术交底和检查验收工作，保证搭设能按方案进行。

3 结语

扣件式脚手架无论作为施工平台，还是作为承力结构，在现场施工中已经是不可缺少的基本元素。虽然《规范》中就其材料、结构、设计、施工均做出了统一标准，但从目前现场施工情况来看，仍然存在着许多不安全因素，而这些不安全因素的根源却大部分都在于施工管理和对《规范》理解的偏差上。

《规范》具备着普遍性与权威性，不能因为寻求降低成本而选择伪劣产品、降低安全系数，不能因为《规范》中无明确规定而选择忽略其结构的安全性。我们应依据《规范》的编制理念，举一反三、触类旁通，在满足《规范》的各项规定的前提下，做到“动态设计，信息施工”，这样才能更好的保证施工安全、推动建筑科技进一步发展。

:

［1］杜荣军.建筑施工脚手架实用手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，1994.

［2］公路桥涵施工技术规范［S］.北京:人民交通出版社，2000.