盘扣支架使用过程中的风险管控

肖军（正能建工集团有限公司，重庆401220）

盘扣支架使用过程中的风险管控

肖军
（正能建工集团有限公司，重庆401220）

盘扣支架作为一种新型支架，由竖杆、横杆、斜杆、可调底座及可调托座等构配件组成。由于立杆采用了Q345材质，它的承载力明显大于普通钢管和碗扣钢管支架，越来越受到各施工单位的欢迎，广泛应用于市政工程和公路工程等。由于它的装配程度高，有些单位忽略了一些重要的构造措施，造成了隐患。

盘扣支架；附墩；地基处理；承载力试验；侧模支承；风险管控

1 盘扣支架概况

盘扣支架作为一种新型支架越来越受到各施工单位的欢迎，广泛运用于各种工程。《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010的发布，对指导施工单位合理设计及施工起了很大的作用[1]。由于支架立杆的材质为Q345，承载力大，搭设的间距也比碗扣支架和普通钢管支架大。人们容易受习惯的影响，认为两种支架的地基处理一致。同样是立杆，普通钢管单根受力1t左右，而盘扣支架的立杆的受力通常达到了7～8t，所以两种钢管支架的地基处理的要求也是不同的。

同时，盘扣支架的搭设高度较高，桥墩高度5～20m均有使用，支架搭设最大高度可以达到24m。高速公路匝道的纵向坡度均较大，在混凝土浇筑过程中尚未硬化前，对支架整体有一个水平冲击力。如果忽略支架在这种情况下的水平力也会造成安全风险。

2 某工程概况

渝X高速公路某立交（一期）为一般互通式立交，包括大道主线、AB匝道、1#人行天桥和2#人行天桥。

主线桥梁（K6+884.624-K7+344.624）全桥长460m，共分为两幅，第一联至第四联为30m预应力混凝土连续箱梁，梁高均为1.6m;墩柱高度16～20m。A匝道桥（AK0+176.000-AK0+ 301.000）全桥长125m，全桥共分为二联，均为预应力混凝土连续箱梁，梁高1.6m；B匝道桥（BK0+093.681-BK0+415.681）全桥长322m，桥梁宽度由8.3m渐变至10.3m。上部结构分为三联，第一联、第二联采用预应力混凝土连续箱梁，梁高1.6m;墩柱高度5m～18m。

上部结构采用后张法预应力混凝土连续箱梁结构，箱梁采用天泵浇筑，分二次浇筑：第一次浇筑底板和腹板，第二次浇筑顶板和翼板。施工缝预留在顶板下倒角低缘。

3 支架设计

施工单位在施工前编制了专项安全方案，并通过了专家论证。专家在论证过程中，对架体的间距、构造要求都作了详细的要求。尤其是地基承载力，专家特别要求作地基承载力试验。

3.1 支架基础

根据地质勘探资料，施工单位应对地基基础按照预先制定的专项方案进行严格处理，地基处理过程中，监理进行旁站，确保地基承载力满足支架设计要求，须大于0.4MPa。经过对支架受力的验算，支架基础设计为15cm厚的C20混凝土，为安全考虑，每根立杆下垫边长20cm的C20混凝土垫板，厚度为10cm。地基处理完毕正式搭架之前，应作地基承载力试验，每跨不少于一处，合格后方可进入下一步工序。

3.2 支架布置

根据箱梁设计图纸，横桥向支架立杆布置间距为1200mm（在腹板位置为900mm），纵桥向布置间距为1500mm，步距为1500mm。顶部最上一层水平杆的间距控制在1000mm以内。在支架顶托上，横桥向布置16号工字钢作为横向分配梁，纵桥向采用120mm×120 mm木方作为纵向分配梁，木枋上布设18mm厚高强竹胶板。腹板模板也采用高强竹胶板，背枋采用50× 100mm木枋，圆钢拉杆对拉支承。

3.3 构造处理

（1）架体所有与墩柱相交处必须将整个架体与墩柱相连接成为一个整体，以确保支架的稳定性；

（2）水平斜撑：在支架范围内，中间层每隔4.8m设置一道水平钢管剪刀撑；

（3）满设竖向斜杆，在底层及顶层设置水平对角横杆。

3.4 采用盘扣支架的范围

（1）A线匝道；

（2）B线匝道（第三联除外）；

（3）主线（第一、二跨除外，采用贝雷梁支架跨越河流）。

4 出现的问题

施工单位搭设了盘扣支架，并做了荷载试验，浇筑了两次混凝土。在混凝土养护达到强度并准备进行张拉时，工人在检查过程中发现：局部立杆变形，竖向成S型。

5 原因分析

5.1 基础处理不到位

该工程支架搭设区域原为种植土、水田及小河等。项目最先考虑的是碗扣支架方案，并按碗扣支架的承载力对支架基础进行了处理：将水田的水放干，挖掉上部的松软部位，回填了一些路基上开挖出来的页岩;种植土区域将表面腐土清理后，也回填了页岩;在顶部浇筑了10cm的密封混凝土。

碗扣钢管的布置间距通常为60cm×90cm，该工程盘扣立杆布置间距达到了120cm×150cm，单根盘扣立柱所要求的承载力是碗扣支架的3.3倍。施工方案要求将松软部位清除，并回填砂卵石或土夹石，并且层层碾压，在浇筑密封混凝土前必须检测地基承载力。令人遗憾的是，检测地基承载力这一项非常重要的工作被省略了。

施工方案中密封混凝土的厚度是15cm，并在每根立杆的底部布置一个20cm宽的垫块。但实际施工的密封混凝土厚度是10cm。二者承载力差距是多少呢？根据《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》TB10110-2011，按地基经过处理后达到的承载力0.4MPa，以图1受力模式分两种情况进行计算[2]。

图1 两种支架布置的受力对比

（1）密封混凝土的厚度是15cm（上部垫块为20cm宽）：

按《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》TB10110-2011第4.4.8条，面积A的计算为（B为垫块宽度200mm，h为混凝土垫层高度150mm，按45度扩散角扩散）：

（2）密封混凝土的厚度是10cm（上部底块10cm宽）：

按《铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程》TB10110-2011第4.4.8条，面积A的计算为（B为底块宽度100mm，h为混凝土垫层高度100mm，按45度扩散角扩散）：

（3）两种地基处理措施承载力比较

N1/N2=100/36=2.8倍

在地基承载力均等于0.4MPa的情况下，按方案施工的承载力远远大于实际的承载力。

5.2 整个架体未附墩

施工方案中要求：架体所有与墩柱相交处必须将整个架体与墩柱相连接成为一个整体。但现场实际搭设的支架架体高度近20m，整个支架未见一处与墩柱相连接成为一个整体。混凝土在浇筑后未硬化前处于液化状态（流动状态），混凝土会对支架产生一个水平力。比如：工程纵坡2%，一跨混凝土重量1000t，三跨3000t，将产生3000t×2%=60t的水平力，由于整个支架未附墩，水平力没有约束加以抵消，将由自身承载，架体在水平力作用下产生变形。

5.3 腹板模板斜撑在架体上产生横向冲击力

施工方案中，对腹板两侧的模板是采用圆钢拉杆，对拉支承混凝土浇筑过程的水平力。在实际施工中取消了对拉螺杆，直接将侧模用斜钢管支承在架体上。

混凝土在振捣过程中会对侧模产生冲击力，混凝土在硬化前会对侧模产生水平力，这些力都会直接对架体产生一个横向的冲击力。如果箱梁左右对称浇筑，两边的冲击力还可互相抵消;但实际施工过程中，很难做到绝对的同时浇筑。所以，单边产生冲击力引起了支架局部横向变形。这也是该桥在荷载试验时立杆没有发生变形的原因：因为在荷载试验时支架只是承担竖向荷载，没有水平冲击力。现行的荷载试验方法：水压法、砂袋装载法、钢筋试压法都不能够模拟水平冲击力。所以，即使支架通过了荷载试验也不能麻痹大意。《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》中有明确要求：应保证立杆保持轴心受力状态[1]。当架体承担水平力且没有相关的约束措施时，它就变成了压弯构件，承载力大大降低。

5.4 支架纵向断开处未有效处理

该桥为弯坡斜桥，内弧短，外弧长，由于支架沿内弧边搭设，在纵向每隔一定的距离外弧边会产生一个三角区。在施工方案中已考虑到了这种情况，采用普通钢管将断开的两部分架体连接成为一个整体。《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011第5.4.1条：（3）“满布支架，应加强斜向连接与支撑，以保证支架的整体稳定”，也对此作出了明确的规定[3]。

实施时，没有将断开的两部分架体连接成为一个整体各自受力。在混凝土冲击力及混凝土振动荷载的作用下，由于没有构造措施加以约束，支架顶部自由变形，造成了局部区域立杆竖向变成S形。

6 结论

盘扣支架作为一种新型支架应用越来越广泛。为保证质量和安全，应高度重视以下问题：地基处理与承载力试验；架体附墩；严禁侧模支承在架体上；支架纵向要连接成为一个整体。

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ231-2010建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]中华人民共和国铁道部.TB10110-2011铁路混凝土梁支架法现浇施工技术规程[S].北京：中国铁路出版社，2011.

[3]中华人民共和国交通部.JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

责任编辑:孙苏，李红

投稿须知

1、作者投稿请上我社官方网站http://cqjz.cbpt.cnki. net首页的作者投稿栏注册投稿。邮箱cqjz2002@126. com仅为作者与编辑部联系的公共邮箱，不作投稿之用。

2、来稿必须是原创稿件，务必立论新颖，论点明确，文字精炼，数据可靠，每篇论文（含图、表）一般在3000字左右，必须包括（按顺序）：题目（中文一般不超过20个汉字，英译）、作者姓名（英译）、作者单位（英译）及邮政编码、中文摘要（150～300字，英译）、关键词（3～8个，英译）、正文、参考文献。

3、作者承诺所投稿件未在任何载体上公开发表过。

4、摘要以提供文章内容梗概为目的，不加评论和补充解释，应简明、确切地记述文献重要的内容。

5、关键词不应重复标题和摘要中已有的词语，而应在文中找出重要的术语、最有特点、最具专业性和独有性的词语。

6、量和单位符号等必须符合国家标准的规定。稿中外文字母、符号必须分清大、小写，正、斜体，黑、白体；上、下角标的字母、数码和符号，其位置高低应有明显区别。

7、文中图、表，随文出现，图一般不超过6幅。插图切勿过大，宽度不超过7cm（半栏）或14cm（通栏）。请用计算机绘图。图中文字符号应与正文一致，字体为六号宋体。照片要清晰，层次分明。文章表格一律采用"三线表"。

8、文中章节编号采用三级标题顶格排序：一级标题形如1、2、3…排序；二级标题形如1.1、1.2、1.3…排序；三级标题形如1.1.1、1.1.2、1.1.3…排序。

9、参考文献一般不少于4篇，必须是公开发表且在文中确实引用的专著、期刊文章、论文集文章、学位论文、技术标准等，按文中引用的先后顺序编号。参考文献著录格式如下：

专著主要责任者.文献题名（版本第1版不著录）[M].出版地：出版者，出版年：起止页码.

期刊主要责任者.文献题名[J].刊名，出版年，卷（期）：起止页码.

论文集析出文献主要责任者.文献题名[C]//论文集编者名，论文集.出版地：出版者，出版年：起止页码.

技术标准标准编号.标准名称[S].出版地：出版者，出版年：起止页码.

10、来稿请提供作者简介，注明姓名，出生年份，性别，籍贯，民族（汉族可不注），学位（或在读学历），技术职称，主要从事的工作或研究方向，联系电话、邮箱及通讯地址、邮编。来稿为科研基金课题项目的请注明课题名称和项目编号，获奖的请提供证书复印件一份；发表后该项目获奖的，请函寄获奖证书复印件一份给本刊。

本刊编辑部

Risk Management and Control of Plate Fastener in Application

Plate fastener is a new type of holder,composed of vertical bar,cross bar,adjustable pedestal and adjustable bracket and so on.Since the vertical bar is made from A345 material,its bearing capacity is significantly greater than that of common steel tubes and bowl steel tube holders.Therefore, it's getting increasingly popular by construction units and extensively applied in municipal engineering and highway engineering.However,because its preparation requirements are high,some construction units cause hazards for ignoring some important structural measures.

plate fastener;attached pier;foundation treatment;bearing capacity test;lateral model support;risk management and control

TU74

A

1671-9107（2017）05-0044-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.05.044

2017-03-14

肖军（1975-），男，重庆人，本科，高级工程师，主要从事桥梁施工管理技术、旧桥加固和钢栈桥设计工作。