承插型盘扣式钢管支架同层两段式搭设施工技术

刘尊高

中亿丰建设集团股份有限公司 江苏 苏州 215131

1 研究背景

目前国内盘扣式钢管脚手架的搭设主要是满堂搭设方法和塔架搭设方法。此2种方法，由于受到结构梁间距的影响，会导致现场搭设的立杆实际间距比施工方案所规定的间距小，间接造成了架体的实际含钢量高于设计含钢量，这对整个架体总材料量的估算影响很大。自20世纪80年代以来，欧美发达国家研发了各种类型的插销式脚手架，这种脚手架是立杆上的插座与横杆插头采用楔形插销连接的一种新型脚手架。它具有结构合理、承载力高、装拆方便、节省工料、技术先进、安全可靠等特点，被称为盘扣式钢管脚手架。当前在国内，盘扣式钢管脚手架很少应用于满堂支撑领域，盘扣式钢管脚手架灵活应用方面的研究十分欠缺。本文开展承插型盘扣式钢管脚手架同层两段式搭设施工技术的研究，以期推动盘扣式钢管脚手架在国内满堂支撑领域的广泛应用[1-3]。

2 构造形式

2.1主要应用技术

2.1.1 同层两段式搭设施工技术

第1段：将盘扣式钢管脚手架的架体搭设至最大梁底处，最上端顶托处放置双拼型钢作为搁置梁形成平台，此平台可视为下一段施工架体的基础。

第2段：在第1段架体的双拼型钢上放置辅助立杆，辅助立杆的长度可根据上部空间进行灵活设置与调节，调节后辅助立杆设置至楼板底或结构次梁底。

2.1.2 盘扣式钢管脚手架的架体结构体系设计技术

根据项目特点进行横杆模数标准化设计，使项目的盘扣材料规格减少，主要规格集中，便于盘扣式钢管脚手架的供应、搭设、整理、打包等工序施工，直接提高施工效率，降低施工成本。

2.1.3 同层两段式搭设体系标准化设计技术

同层两段式搭设体系包含双拼型钢装置以及辅助立杆装置，双拼型钢装置是梁底支撑的主楞，同时承受板底辅助立杆传递的荷载，通过双拼型钢，实现梁板模板支撑空间结构转换；辅助立杆将板与双拼型钢有效连接，传递板面荷载。其关键为首段为一整体，第2段为另一整体，以段间双拼型钢为界，实现力的有效传递。

2.2盘扣式钢管脚手架的构造特点

2.2.1 盘扣式钢管脚手架

立杆采用套管承插连接，水平杆和斜杆采用杆端扣接头卡入连接盘，用楔形插销连接，形成结构几何不变体系的钢管支架。盘扣节点如图1所示。

图1 盘扣节点

节点原理：盘扣式钢管脚手架架体的重要节点在立杆的连接盘处，连接盘与立杆通过焊接形成整体，此连接盘共有8个连接口。施工时，横杆通过杆端端头与立杆的连接盘稳固连接，以达到抵抗拉力、压力、剪力的作用。以此使得立杆与立杆以由点成线、由线成面的方式形成盘扣式钢管脚手架体系。斜杆通过杆端端头以相同的方式与立杆连接盘连接，以增强架体的整体性与稳定性。

2.2.2 盘扣式钢管脚手架架体特点

盘扣式钢管脚手架的连接盘与立杆为满焊，即两者为一整体，并且横杆与立杆通过杆端接头卡入连接盘，配合斜杆支撑，形成具有一定抗侧移刚度的空间框架结构。

3 同层两段式搭设技术的应用

通过对某主厂房结构的梳理发现，结构层高从7 m到9.85m不等，属于层高较高的框架结构，其支撑模架均属于高支模类。厂房单层面积约为33 961 m2，共4层（包括地下1层），占总面积的80%，该区域主次梁属于下凸梁，尺寸、间距不一。

华夫板结构区域，厚度为8 0 0 m m，面积约为30 556 m2，占总面积的18%，厚度为600 mm，面积约为3 405 m2，占总面积的2%，该区域的特点是无下凸梁，因此免去了由于结构梁而引起的规格不一的情况，但该区域的荷载较大，这也对架体增加了较大的荷载，对盘扣式钢管脚手架的承载能要求较高。

3.1模板支撑三维模型建立

根据结构概况以及上述所得结论确定平台以下立杆间距为：板下1 200 mm×1 800 mm，梁下加密1 200 mm×1 500 mm。平台搭设高度为层高扣除最大梁高所得净高。架体模型如图2所示。

图2 同层两段式脚手架搭设施工技术型模型

3.2现场应用的盘扣式钢管脚手架横杆模数选择

某厂房应用的盘扣式钢管脚手架模板支撑方案具体参数如下：厚600 mm华夫板搭设层高9.55 m/9.85 m，设计间距900 mm×900 mm，实际间距900 mm×900 mm；厚800 mm华夫板搭设层高9.55m/9.85m，设计间距600 mm×900 mm，实际间距600 mm×900 mm；厚200 mm梁板搭设层高7.70 m/8.80 m，设计间距1 200 mm×1 200 mm，实际间距1 200 mm×1 200 mm、1 200 mm×900 mm、1 200 mm×600 mm、600 mm×900 mm、900 mm×900 mm。

通过对某厂房方案和现场搭设情况的整理调查发现，华夫板的支撑架体设计间距与实际间距一致，梁板结构下部的支撑，虽然设计间距为1 200 mm×1 200 mm（安全计算得到结果），但在现场实际应用的满堂搭设方法却不止一种规格，受到上部梁的尺寸与间距的影响，立杆的布置不得不根据梁的尺寸以及间距作出相应的调整，由于盘扣式钢管脚手架的模数为300 mm，且立杆间距不可超越设计间距，因此出现多种间距。随着立杆间距的变小，横杆的规格增加，导致整个架体的含钢量增加，材料量以及人工增多，架体周转率下降，立杆的承载能力不能够得以充分发挥。

3.3同层两段式搭设的研究

为使梁板区域下方的立杆布置不受其上方结构梁包括主梁与次梁尺寸和间距的影响，做到该区域内的立杆实际间距最大限度地趋近设计间距，从而保证横杆、斜杆规格统一，含钢量、材料量降低，立杆承载能力得以充分发挥，将盘扣式钢管脚手架体分为2段，第1段为平台以下立杆架体，该区域立杆高度统一，且均在结构梁以下，即立杆布置不受上部结构梁影响，纵横间距为方案中的设计间距，以达到在安全计算范围内最大限度地拉大立杆间距且保证横杆规格的统一。具体方案如下：

第1段：将盘扣式钢管脚手架整个架体搭设至最大梁底处，最上端顶托处放置双拼型钢作为搁置梁形成平台，此平台可视为下一段施工架体的基础。此平台下方架体结构除应具有一定的稳定性外，还应具有对上方二次架体的承载能力，特别是对荷载空间转换的节点——双拼型钢处，应具有足够的荷载传递能力，即足够的强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性。

第2段：在第1段架体的搁置梁形成的平台上放置辅助立杆，辅助立杆的长度可根据上部空间进行灵活设置与调节，调节后辅助立杆直接顶至楼板或结构次梁。辅助立杆的设置除了保证自身的稳定性外，还应保证上部结构的安全，以保证上部主龙骨的强度、刚度在规定限值范围内，保证架体安全可靠地承载上部荷载（图3）。

图3 新型施工方法第1、第2段施工示意

3.4新型施工方案与现场施工方案优劣分析

通过对2种施工方法进行比较，同层两段式搭设施工方法施工速度快、周转率高、整体性好、含钢量低、横杆规格少。而普通搭设方法施工速度慢、周转率低、整体性差、含钢量高、横杆规格多。仅从施工速度方面比较，同层两段式搭设施工方式的速度就比普通搭设方法快约33%。

4 结语

通过模板支撑同层两段式搭设施工方法，使盘扣式钢管脚手架架体的布置不受结构梁影响，在保证安全计算条件下，使平台以下的立杆间距最大化，实现降低含钢量、材料量，提高施工效率，降低施工成本的目的。通过对盘扣式钢管脚手架施工工艺的改进，不仅可以提升盘扣式钢管脚手架在施工中应用的经济性和施工效率，而且可以使盘扣式钢管脚手架适用于更重、更复杂的建筑结构。