以往換流站建筑物施工時(shí)通常選用扣件式鋼管支架,由于經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)場鋼管壁厚尺寸負(fù)偏差,進(jìn)場扣件使用量大,開裂不合格的扣件較多等問題,現(xiàn)場僅僅靠施工、監(jiān)理、業(yè)主的自查、抽查是解決不了問題的。工人搭設(shè)過程中對扣件力矩的控制也普遍存在隨意性,扣件緊固操作不到位等問題也會導(dǎo)致安全事故層出不窮的隱患。
自2011 年10 月推廣承插型盤扣式鋼管支架以來,從安全性角度,盤扣式支架選用標(biāo)準(zhǔn)化、定型化的構(gòu)件,用鋼量小,架體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,承載能力較大,可靠性強(qiáng),搭拆方便,施工效率高,熱鍍鋅防腐,具有良好的工程形象,有效規(guī)避了扣件式支架的缺點(diǎn),具有推廣使用的優(yōu)勢[1]。從經(jīng)濟(jì)性角度,葉建長[2]以商業(yè)辦公樓一個標(biāo)準(zhǔn)層(層高4.3m)搭設(shè)滿堂盤扣式支架為實(shí)例,租賃期21d,通過對盤扣式支架與扣件式支架的租賃費(fèi)、搭設(shè)人工成本、材料損耗、運(yùn)輸費(fèi)的對比分析,說明盤扣式雖然租賃費(fèi)比較高,但實(shí)際綜合施工費(fèi)用低。同理賀恩明[1]和馮曉楠選取一個跨度的現(xiàn)澆梁空間,通過綜合成本的對比分析,也說明在相同的經(jīng)濟(jì)性能情況下,盤扣式更具有推廣性。無論是橋梁工程還是建筑標(biāo)準(zhǔn)層,都只是對比分析了一個使用周轉(zhuǎn)期內(nèi)的兩種支架施工費(fèi)用,并沒有探討綜合費(fèi)用與租賃期之間的相關(guān)關(guān)系。為此本文以換流站主控樓為例,探討盤扣式和扣件式鋼管支架的綜合費(fèi)用與租賃期之間的相關(guān)關(guān)系,為換流站建設(shè)因地制宜選擇鋼管支架提供依據(jù)。
該換流站的主控樓總建筑面積4459.5m2,地上3 層,單層面積1518.6m2,各層高5.4/6/5.4m,框架剪力墻結(jié)構(gòu)。主控樓主體砼結(jié)構(gòu)施工采用式盤扣式鋼管支架滿堂支撐,計(jì)劃施工周期71d,盤扣式鋼管支架租賃期60d。在同樣的條件下,選用扣件式鋼管支架作為對比分析的對象。在施工期間,兩種腳手架材料均配置了2 層使用量,搭設(shè)和拆除施工流程采用隔一層拆一層。
主控樓施工采用48 型材質(zhì)Q345A盤扣式支架,按照主控樓結(jié)構(gòu)圖,支架系統(tǒng)中采用了基座(JZ-350)、立桿(LG-500~2000)、水平桿(SG-600~2000)、斜拉桿(XG-0.9/1.2/1.5)、下托(0.6m)、上托(0.6m)等構(gòu)件,在層間搭設(shè)滿堂腳手架,其高度為5.6m。考慮盤扣支架構(gòu)件模數(shù),支架立桿縱向間距為1.2m,粱底立桿0.5m,沿梁的跨度方向間距1.0m。水平桿步距為1.5m。縱橫向掃地桿與立桿底距離200mm。假如相同的建筑層間采用扣件式鋼管支架搭設(shè)縱向、橫向立桿步距為1.2m,粱底立桿0.3m,沿梁的跨度方向間距0.6m。盤扣式支架各種管件的租賃用量總重185t。
鋼管支架的成本費(fèi)用通常由租賃費(fèi)、人工費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、維保費(fèi)、損耗費(fèi)組成,而影響成本費(fèi)用敏感度最大的費(fèi)用是租賃費(fèi)和人工費(fèi),本文對盤扣式支架和扣件式支架的租賃費(fèi)和人工費(fèi)進(jìn)行敏感性對比分析。支架材料租賃費(fèi)詳見表1。支架的租賃周期60d,租賃費(fèi)用盤扣式支架為122361 元,扣件式支架為78961元,扣件式的租賃費(fèi)要比盤扣式節(jié)約了43399.74 元。

表1 盤扣式和扣件式支架材料租賃費(fèi)

圖1 盤扣式與扣件式支架租賃費(fèi)用對比分析圖

圖2 盤扣式與扣件式支架租賃費(fèi)用+人工費(fèi)對比分析圖

表2 盤扣式與扣件式支架人工費(fèi)表
由于扣件式鋼管支架租賃價(jià)格低,損耗較大,市場上大多數(shù)的鋼管支架租賃商家實(shí)行最短3 個月的租賃政策,即租賃期不足3 個月其租賃費(fèi)用按3 個月計(jì)算,而盤扣式支架租賃費(fèi)則與租賃期成正向相關(guān)關(guān)系。通過租賃費(fèi)與租期的相關(guān)關(guān)系計(jì)算而得,支架租賃費(fèi)的平衡點(diǎn)(兩種支架的租賃費(fèi)相等)大約為40d租賃期,如圖1 所示。
盤扣式支架和扣件式支架搭設(shè)、拆除各需人員15 人,其中盤扣式架子工10人,普工5 人,扣件式架子工8 人,普工7 人。
盤扣式與扣件式支架相比,搭設(shè)和拆除工效各節(jié)約了45d,盤扣式支架的搭設(shè)和拆除的工效是扣件式支架的2 倍,人工費(fèi)節(jié)省了55200-24000=31200 元。
盤扣式支架租賃費(fèi)高于扣件式的租賃費(fèi),而扣件式的人工費(fèi)則高于盤扣式的人工費(fèi)。隨著租賃期的延長,兩種支架的租賃費(fèi)用和人工費(fèi)用的平衡點(diǎn)延長至90d,即租賃期在90d 以上,扣件式支架的綜合費(fèi)用低于盤扣式的綜合費(fèi)用,如圖2 所示。
盤扣式支架搭設(shè)用料少,與扣件式相比節(jié)省材料用量57.8%。并且搭拆和拆除快捷,與扣件式相比人工功效提升了2倍,節(jié)省人工費(fèi)56.5%。在租賃期60d 內(nèi),僅考慮租賃費(fèi)盤扣式支架單位體積的租賃費(fèi)15.24 元/m3比扣件式9.84 元/m3高出了35.5%,租賃費(fèi)的租期平衡點(diǎn)40d。如果綜合考慮租賃費(fèi)與人工費(fèi),盤扣式支架單位體積的租賃費(fèi)24.21 元/m3比扣件式30.47 元/m3降低了25.83%,綜合費(fèi)(租賃費(fèi)+人工費(fèi))的租期平衡點(diǎn)由40d 提升到90d。根據(jù)盤扣式支架租賃成本分析結(jié)果,可以預(yù)測隨著盤扣式支架大規(guī)模應(yīng)用,使用壽命長,周轉(zhuǎn)率高,市場上的租賃費(fèi)用也會隨需求和供應(yīng)的有效匹配而降低。換流站內(nèi)的建筑單體功能性強(qiáng),建筑空間各異,施工工期不同,特別是單體建筑工期在3 個月以上情況下,與盤扣式相比,扣件式的綜合施工成本則有優(yōu)勢。但因?yàn)榘踩愿撸C合經(jīng)濟(jì)合理,表面美觀,搭設(shè)效率高,所以盤扣式取代扣件式鋼管支架是未來發(fā)展的趨勢。
在換流站建設(shè)全面推廣應(yīng)用盤扣式支架過程中,應(yīng)科學(xué)安排施工工期,合理匹配資源,盡量避免施工工期拖延而增加支架的租賃費(fèi)用,從而有效地提升建筑施工的經(jīng)濟(jì)效益。