基于现场施工情况对盘扣式支架实际应用的探索

2021-11-21贾俊闻

建材发展导向 2021年5期

贾俊闻

（中铁二十四局集团南昌铁路工程有限公司，江西南昌 330000）

目前，在高支模架现浇箱梁施工中，使用较多的就是碗扣式支架与门式支架。虽然这两种支架是使用频率最高的支架类型，但是这两种支架具有非常明显的缺点。比如碗扣式支架，使用次数较多，材质老旧，材料自身质量得不到保障，安装过程中稳定性受到很多因素制约。承插型盘扣式钢管支架采用连接盘的形式，横杆与斜杆通过插销与竖杆在连接盘处双向锁紧，使得节点处抗弯、抗剪、抗扭的能力得到大大提升。并且承插型盘扣式支架采用热镀锌工艺，钢管质量好，尺寸规范，拥有更高的稳定性和承载力。跟碗扣式支架与门式支架比起来承插型盘扣式支架具有很明显的优势［1］。

1 承插型盘扣式支架的应用

1.1 应用背景

杭州市余杭区某高架快速路涉及铁路营业线工程上跨沪杭高速，下穿沪杭高铁。由于本工程属于涉及铁路营业线工程，业主对邻近营业线高支模架现浇箱梁施工的安全质量问题格外关注。遂在相关会议精神的要求下，决定弃用碗扣式支架改用承插型盘扣式钢管支架，在没有任何使用经验的前提下，需要我们工程技术人员从零开始摸索学习［2］。

1.2 支架地基处理

本工程现浇箱梁具有墩高、跨度大、箱梁自重大的特点。支架基础必须要平整、坚实，承载力要能满足上部结构传递的荷载，地基沉降变形必须在允许范围内。原地面处理过程中，原先用作泥浆池的地方，将泥浆池泥浆抽出，再使用挖机将底部淤泥进行翻晒，使用塘渣分层回填，压路机分层碾压，压实度不小于96%。地基两侧纵向挖设60×40cm排水沟，并用砖砌好，作为临时排水设施。对支架搭设范围内地面进行摊铺整平，压路机反复碾压4～5遍后经静载试验测试地基承载力不得小于110kPa。最后在碾压过的塘渣垫层上浇筑20cm厚的C20混凝土垫层。

1.3 盘扣式支架搭设

立杆采用Φ60×3.2mmQ345规格钢管支架，水平杆采用Φ48×2.5mmQ235B规格，水平杆接头与连接盘插销应用铁锤击紧至规定插入深度的刻度线。剪刀撑采用竖向斜杆，水平方向采用水平扣件钢管剪刀撑。

支架搭设前，通过水平杆长度，画出搭设施工图，通过测量放样确定立杆搭设精准位置。根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。下部先安装完一个作业面的底部立杆及部分横杆。再逐层往上安装，同时安装所有横杆。立杆与横杆安装完毕后，考虑支架的整体稳定性，按照4～6步距设置水平剪刀撑。斜撑通过扣件与支架连接，安装时尽量布置在框架节点上。

支架组装时应控制水平框架的纵向直线度、直角度及水平度，支架拼装时采用激光水平仪。支撑搭设完毕后，应对其平面位置，顶部标高，节点联系及纵横向稳定性进行全面检查，符合要求后方可进行下一步施工。

顶托安装时，为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大致调好顶托伸出量，再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定断面间距，设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量。

1.4 盘扣式支架的检查与验收

在盘扣式支架搭设完毕后，对盘扣式支架进行自检，自检内容主要有插销锁紧情况、斜杆扣接点是否正确，架体顺向垂直度，立杆的垂直度等。支架搭设是否按方案执行，特别是斜撑的布设，需要仔细检查。在检查插销锁紧情况时，采用人工并排逐个敲击检查，确保插销击紧率在98%以上。

架体随施工进度定期进行检查，主要检查保证支架几何不变性的纵、横向剪刀撑、水平剪刀撑等设置是否完善，基础是否有不均匀沉降，立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况。

1.5 盘扣式支架监测

在支架搭设前，技术人员就对搭设场地面标高进行了测量，作为原始数据，以便对支架基础沉降进行监测。同时，技术人员还在支架不同位置设立监测点，监测支架的变形。由于施工测量仪器精度限制，我们无法测量出支架局部倾斜变形，支架各部位受力情况。项目部与同济大学进行合作，利用先进的仪器、传感器对支架进行检测，监测数据实时传输上报。

1.6 盘扣式支架拆除

支架拆除具有很高的危险性，必须明确拆除步骤、顺序。通过分析支架受力特点，从上而下、从跨中往两边进行拆除，拆除过程中特别注意人身安全。拆除的支架采用吊机吊运，人工传递等方式运送到地面，严禁从高处抛下。

2 承插型盘扣式支架特点分析

2.1 材料特性

承插型盘扣式钢管支架立杆直径为60mm，管壁厚度为3.2mm，材质为Q345A钢材；水平杆直径为48mm，管壁厚度为2.5mm，材质为Q235钢材。钢管直径、壁厚都优于其他种类钢管支架，钢管自身强度非常高。钢管内、外都经过热镀锌防腐工艺处理，不易腐蚀，可使用次数大大增加。

2.2 结构特性

承插型盘扣式钢管支架由立杆、水平杆、斜杆、可调底座及可调托座构成。立杆使用套管连接，，水平杆与斜杆使用杆端扣接卡入连接盘，通过楔形插销进行连接，形成结构几何不变体系的钢管支架。

2.3 安装特性

承插型盘扣式支架搭设属于高空作业，搭设人员必须通过培训上岗。有经验的架子工搭设起来非常快速，只要保证有充足的支架供应，盘扣式支架搭设速度是碗扣式支架的1.5倍。本工程第一联127m现浇箱梁，墩高8m，梁宽33m，仅用19天即完成搭设。

2.4 安全性分析

盘扣式支架在连接方式上为半刚性连接，它为了保持水平杆与斜杆的杆端扣接头的插销和连接盘在支架使用时稳定，添加了具有自锁能力的楔形插销，并且插销断头设计有弧形弯钩保证插销不会掉落。在插销不使用榔头打实的情况下，插销的抗拔力能达到0.5～1kN，在敲紧的情况下能够达到3kN，完全能够满足接头防滑脱拔出的需求。

2.5 经济性分析

2.5.1 材料租赁费用

施工现场使用的盘扣式支架全部采用租赁方式。盘扣式支架单位租赁费用为碗扣式支架的两倍多，但是盘扣式支架的使用量大约只有碗扣式支架的60%左右，因此盘扣式支架租赁费用为碗扣式之家的1.2倍。

2.5.2 运输、损耗、人工费用

以同一厂家提供盘扣式支架与碗扣式支架进行比较，在单位运费相同的基础上，盘扣式支架运费低于碗扣式支架。

盘扣式支架的损耗率低于1%，这与碗扣式支架4%以上的损耗率比起来几乎可以忽略。但是，有一点损耗是可以避免的，由于盘扣式支架的特殊材质，出现盗窃损失的概率比较大，由于盗窃而产生的损耗占损耗总量的一半以上。因此，在实际施工中，若有堆放场地，那么需要安排专人看守；若没有堆放场地，那么用多少、运多少，拆多少、还多少。

盘扣式支架搭设简单易上手，但是属于特种作业，从业人员需要持证上岗。一般情况下安排5名架子工专门搭设支架，10名杂工负责卸载、传递材料。这样的搭设速率大概是碗扣式支架的两倍。搭设速度大幅加快，人工成本就会降低，降低的人工成本与材料损耗完全大于多出的材料租赁费用。

综合上述分析，盘扣式支架具有很高的经济性，特别是在涉铁工程中，既能提升施工安全性，又能加快工程进度，是一种性价比很高的施工方法。

3 承插型盘扣式支架在实际应用中的探索

3.1 施工方式方法

目前，盘扣式支架搭设还是采取吊车吊运材料，再人工传递，再支架搭设的方式。由于盘扣式钢管支架（特别是竖杆）重量与长度都较大，因此安装拆卸过程中比较耗费人力。要想提高搭设效率降低搭设成本，就必须合理安排人员配置分工明确，使吊支架、运支架、搭设支架形成一个配合默契的班组。

盘扣式支架搭设较为简单，但拆除就相对麻烦。由于盘扣式支架（竖杆、斜杆）长度达到1.5m～2m，拆除高处支架如若直接从高处抛落很可能会导致支架变形，影响支架二次使用，因此需要同样的人力去拆除支架。

3.2 施工质量安全保障

盘扣式支架搭设质量保障直接影响着工程质量。盘扣式支架虽然搭设难度不大，但是如若不注意，很容易产生质量事故。而一旦出现质量事故，需要耗大量人力物力进行整改。因此，技术人员的技术交底显得尤为重要，支架搭设前需对班组全体成员进行一次详细的技术交底。交底完毕后，先搭设一跨支架进行检查验收，如果通过验收即可开展后续工作。技术人员还需要根据现场不断的变化，不断地调整施工方法，可以在中间过程中再次进行技术交底。

盘扣式支架搭设安全保障是重点工作，支架搭设过程中涉及汽车起重机、叉车、高空作业等多项危险性较高的作业，安全保障工作较为复杂。支架搭设前确认作业人员身体状况是否健康，是否存在恐高、易晕眩等问题。作业人员高处作业必须系好安全带，穿戴好安全防护用品，作业人员不得随意抛丢杆件。汽车起重机听从专人指挥，配合默契，吊装作业时不得从人员上方略过。现场配置专职安全员进行盯控，发现违规操作采取口头警告、拍照记录、开罚款单等方式进行处理［3］。