盤扣式支架在大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁中的應用

摘要 隨著我國科學技術水平的進步、機械設備的不斷發(fā)展及新型材料的運用，作為路橋人更加注重材料在交通建設方面使用的經(jīng)濟性、實用性和安全性。文章以傳統(tǒng)支架和承插型盤扣式支架的對比分析為研究方法，通過在實際施工中選用盤扣式支架取得了良好效果，在大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁施工中具有搭拆速度快、時間短、安全性高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，能很好地解決公路滿堂支架施工中遇到的若干問題。

關鍵詞 承插型盤扣式腳手架；大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁；工藝技術；穩(wěn)定性；安全

中圖分類號 U442 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）02-0099-03

0 引言

在大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁施工中，基于工程實際采用滿堂支架體系，重點介紹了承插型盤扣式腳手架現(xiàn)澆箱梁專項的施工技術，包括主要構件選擇、施工工藝流程、施工方法及安全驗算等，通過將盤扣式腳手架應用在大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁中，成本有節(jié)約、技術有保障、安全可靠性強、施工工效較高及美觀度較好，進而介紹了盤扣式滿堂支架法現(xiàn)澆箱梁施工工藝的技術方法和應用要點，結合實際提出了相應的施工管理措施，為相關研究提供參考，為提升承插型盤扣式施工管理水平起到應有的促進作用，值得研究和推廣。

1 緒論

1.1 研究背景

以浙江某公路工程變截面箱梁為例展開討論，變截面現(xiàn)澆箱梁跨徑為65 m，支架高約13 m，跨中梁高2 m，橫梁處梁高3.8 m，頂面寬26.5 m，底寬17.5 m，腹板厚0.5～1.0 m，采用承插型盤扣式支架搭設滿堂支架法現(xiàn)澆。詳見圖1～2所示：

1.2 承插型盤扣式支架與其他支架的對比

1.2.1 整體穩(wěn)定性對比

承插型盤扣式支架：立桿為高強度低合金鋼，其強度與普通的碳鋼強度高出很多，具有高強度、高承載能力、高韌性和低溫韌性好等特點，使得腳手架的承載力和穩(wěn)定性提升了很多。在架體構造形式上，整體結構連接形成靜定的幾何不變體系，每個節(jié)點均為二力桿體系，水平桿、斜桿與立桿連接盤處的接頭端部弧面與立桿外表面貼合并通過插銷鎖死，受力簡圖軸線匯交于一點，力的傳遞途徑簡單、清晰合理，從而使腳手架的各桿件連接更好，整體結構穩(wěn)定性更加良好[1]。

碗扣式支架：只通過上下扣碗和限位插銷連接立桿和橫桿，沒有斜向的連接體系，只有設置鋼管剪刀撐，而剪刀撐與碗扣桿件之間會留有一定的間隙，所以會影響架體的整體穩(wěn)定性。扣件式支架由于節(jié)點處的桿件是偏心連接，靠扣件與鋼管之間的摩擦力傳遞荷載及內(nèi)力，會影響腳手架體系的整體承載能力和穩(wěn)定性[2]。

1.2.2 現(xiàn)場施工對比

承插型盤扣式支架：各構件均為標準構件，安裝拆除便捷、迅速，施工效率高；桿件采用高強度、高韌性和低溫韌性的低合金鋼制造，具有較長的使用壽命，能在公路工程的各類環(huán)境中保持良好性能。桿件采用熱鍍鋅浸鋅工藝，以提高其防腐蝕能力，通體銀白色，不僅使用壽命更長，且整個腳手架體系美觀度較好，能更好地維持施工現(xiàn)場的安全文明施工。

碗扣式支架：立桿和水平桿均為標準件，而水平剪刀撐和豎向剪刀撐為鋼管和扣件，構件數(shù)量多，安裝和拆除耗時耗力。碗扣式支架和扣件式腳手架架體材質(zhì)均為普通鋼管，容易銹蝕和變形，在其表面涂刷一層紅、黃、黑顏色油漆作為防腐措施，但在重復周轉(zhuǎn)使用過程中，油漆易磨損殆盡，容易銹蝕和變形，整個腳手架體系美觀度不如承插型盤扣式腳手架。

1.2.3 功效對比

對于承插型盤扣式腳手架而言，主要是采用了模塊化及工具化進行作業(yè)，因為其自身的重量比較小，承載力比較大，具有良好的穩(wěn)定性，零部件比較少，在安裝的時候也十分方便快捷。結合該工程施工條件，使用碗扣式支架搭設需要1個月時間，而采用承插型盤扣式鋼管支架僅需要10 d[5]，見表3所示：

通過上述對比分析，承插型盤扣式支架較傳統(tǒng)支架具備較多優(yōu)點，包括整體穩(wěn)定性強、綜合施工成本低、接頭結構合理、綜合效益及施工便捷等。結合《浙江省公路水運工程落后施工工藝、設備和材料的淘汰目錄》的出臺實施，考慮大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁的跨徑、支架高度、單位面積支架承壓等要求，經(jīng)方案比較和安全驗算，該變截面現(xiàn)澆箱梁采用重型（Z形）承插型盤扣式滿堂架，以此為基礎，探討承插型盤扣式支架在公路大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁施工中的應用[3]。

2 承插型盤扣式支架現(xiàn)澆箱梁施工工藝技術

2.1 承插型盤扣式支架施工流程圖

施工準備—地基處理—地基驗收—測量放樣—支架搭設—支架驗收—支架預壓—現(xiàn)澆箱梁施工—支架拆除—支架存放。

2.2 施工準備工作

施工準備工作包括技術準備及交底、安全技術交底和物資設備準備等。

2.3 基礎處理

由于該項目為上下分層的斷面布設——上層高架橋、下層地面道路，從經(jīng)濟性和工程實際需要，在墩柱施工完畢先進行地面路基施工（宕渣填筑），直至填筑至路床頂20 cm左右，最后一層頂面橫坡按1%設置，既能滿足排水要求又便于后續(xù)的路堤填筑。基底清表按主線路基高度填筑壓，壓實度達到96%以上，采用機械分層找平壓實應保證地基的承載力不小于300 kPa，再澆筑一層20 cm厚的C20混凝土硬化，作為現(xiàn)澆箱梁滿堂支架的搭設基礎。

2.4 承插型盤扣式支架搭設

支架進場應進行驗收。搭設前應檢查支架的基礎及排水情況，地基應平整、堅實，有良好的排水措施和足夠的地基承載力，經(jīng)驗收合格后方可進行支架搭設。

測量放樣。支架布置應根據(jù)箱梁的長度和寬度進行計算，并繪制支架平面布置圖。以縱橫軸線為控制點，用墨斗彈出支架縱橫向立桿的交叉線，交叉點即為立桿點位，且現(xiàn)澆箱梁在每聯(lián)均須設置2個高程控制基準點，以控制支架的底托水平。

搭設方法。根據(jù)施工結構物的實際結構尺寸，確定腳手架搭設的框架，采用承插型盤扣式腳手架進行搭設，主要由立桿上的連接盤、水平桿件和斜桿件等連接組成鋼構架[4-5]。

2.5 支架預壓

支架預壓是為更加精準地獲取載荷作用下支架的變形數(shù)據(jù)，確定合理的施工預拱度，同時做好沉降觀測，以確保箱梁在卸落支架后的標高和線形均能達到設計要求。預壓荷載布置應模擬結構物的實際荷載分布情況，并進行分級對稱預壓，預壓監(jiān)測及加載分級應符合現(xiàn)行行業(yè)標準的有關規(guī)定。堆載預壓荷載為支架承受豎向荷載的1.1倍。由于該箱梁最大跨徑為65 m箱梁，則應加密布置測點斷面，從跨中向兩側(cè)每隔10 m布設一個斷面，每個橫向按每道腹板設置1個沉降觀測點。測量監(jiān)控步驟如下：荷載施加110%后，在加載24 h后、連續(xù)3 d（每天不少于三次）、卸載前、卸載后分別測量各測量點的標高值[6]。

2.6 支架拆除

卸載后的拆除順序和搭設順序相反。

3 承插型盤扣式滿堂支架設計安全驗算

（1）支架計算荷載標準：立桿鋼管截面類型為A 60.3×3.2 mm，鋼材等級為Q355。立桿截面面積A=574 mm2，立桿截面回轉(zhuǎn)半徑i=20.2 mm，立桿截面抵抗矩W=7.784 cm3，抗壓強度設計值[f]=300 N/mm2，支架立桿計算長度修正系數(shù)η=1.05，懸臂端長度計算的折減系數(shù)k=0.6。長度計算如下：

l01=βHγh'+2ka=1.05×0.9×1 000+2×0.6×400=1 425 mm。

l0=βHηh=1.05×1.05×1 500≈1 654 mm。

受壓長細比：

λ=max[l01，l0]/i=1 654/20.2≈81.88≤[λ]=150。

根據(jù)《建筑施工承插型盤扣件鋼管支架安全技術規(guī)程》（JGJ/T 231—2021）[6]附錄C.0.2 Q355相關要求，鋼管軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)為φ=0.624。

（2）中、邊腹板處立桿驗算（橫距0.6 m，縱距0.6 m）。

中腹板處2根立桿受力、邊腹板處4根立桿受力，以最不利的中腹板處立桿進行驗算。

支架自重產(chǎn)生的軸向力（kN/m）：平均每米高腳手架的自重合計NGk1=0.15 kN/m。鋼筋混凝土、模板及板底支撐等產(chǎn)生的軸向力NGk2：鋼筋混凝土自重（kN）按照立桿橫距0.6 m、立桿縱距0.6 m進行計算，箱室混凝土重

=0.6×0.6×3.8×26=35.57 kN，N模=0.5×0.6×0.6=0.18 kN，N架=0.15×15=2.25 kN。由此可得，鋼筋混凝土、模板及支撐等產(chǎn)生的軸向力合計為NG=混凝土重+N模+N架=35.57+0.18+2.25=38 kN。

活荷載標準值：NQ=3×0.6×0.6=1.08（kN）。

在組合風載時：N=γ0×（1.3NG+0.9×1.5NQ）

=1.1×（1.3×38+0.9×1.5×1.08）=55.94（kN）

Mw＝0.9×1.5×ωk×La×h2/10

＝0.9×1.5×0.407×0.6×1.52/10＝0.074 2（kN·m）

則此時鋼管立桿的最大應力計算值，б=N/φA+Mw/W

=55.94×103/（0.624×574）+0.074 2×106/（7.784×103）=156.18+9.53=165.71（N/mm2）≤[f]=300（N/mm2）

依據(jù)計算可得，立桿在組合風載時滿足設計要求。

（3）箱室和翼緣板處立桿驗算（橫距1.2 m，縱距

0.9 m）：邊箱室2根立桿受力、翼緣板處3根立桿受力，以最不利的箱室處立桿進行驗算。

支架自重產(chǎn)生的軸向力（kN/m）：平均每米高腳手架自重合計NGk1=0.15 kN/m。鋼筋混凝土、模板及板底支撐等產(chǎn)生的軸向力NGk2：鋼筋混凝土自重（kN）按照立桿橫距1.2 m、立桿縱距0.9 m進行計算，

箱室混凝土重=4.338 5×0.9×26/2=50.76（kN）；N模=0.5

×0.9×1.2=0.54（kN），N架=0.15×15=2.25（kN）。由此可得，鋼筋混凝土、模板及支撐等產(chǎn)生的軸向力合計為NG=混凝土重+N模+N架=50.76+0.54+2.25=53.55（kN）。

活荷載標準值：NQ=3×0.9×1.2=3.24（kN）。

在組合風載時：N=γ0×（1.3NG+0.9×1.5NQ）=1.1×（1.3×53.55+0.9×1.5×3.24）=81.39（kN）。

Mw＝0.9×1.5×ωk×La×h2/10

＝0.9×1.5×0.407×0.9×1.52/10＝0.111 3（kN·m）。

則此時鋼管立桿的最大應力計算值，б=N/φA+Mw/W

=81.39×103/（0.624×574）+227.23+14.29=241.52（N/mm2）

≤[f]=300（N/mm2）。

依據(jù)計算可得，立桿在組合風載時滿足設計要求。

經(jīng)驗算，該變截面現(xiàn)澆箱梁采用60型承插型盤扣式滿堂支架的強度、剛度和穩(wěn)定性均滿足設計要求。

4 總結與展望

通過采用承插型盤扣式支架系統(tǒng)對大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁的施工設計，闡述了承插型盤扣式支架就大跨徑變截面現(xiàn)澆箱梁的施工管理，可知承插型盤扣式支架可以提高施工的穩(wěn)定性與安全性，因該支架的架構強度較大，架體構件更加標準化，提高了支撐體系的穩(wěn)定性，可應用在危險性較大的分部分項工程中。相較于傳統(tǒng)支架，其單位造價成本低，施工簡單，操作方便，構件耐久性高、周轉(zhuǎn)性好，架體更穩(wěn)固安全，且架體整體形象美觀，可有效提高現(xiàn)場的施工質(zhì)量等，可在以后的公路橋梁施工中進行廣泛推廣應用[7]。

參考文獻

[1]王森林，王星嶼，項凱，等.幾種常用腳手架支撐體系應用比選分析[J].科技資訊， 2019（22）：71-72.

[2]岳英龍，李劍慧，楊文才.現(xiàn)澆箱梁盤扣式模板支架施工技術研究[J].煙臺職業(yè)學院學報， 2023（2）：86-91+102.

[3]袁志平.現(xiàn)澆箱梁模板支架受力性能分析[J].公路交通科技（應用技術版）， 2015（11）：237-238+242.

[4]洪振冬.承插式盤扣腳手架的優(yōu)缺點與應用分析[J].散裝水泥， 2022（6）：91-93.

[5]韋新強，吳陽露，陸建培.承插型盤扣式鋼管支架在現(xiàn)澆箱梁中的應用[J].工程建設與設計， 2018（6）：159-160.

[6]建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規(guī)程： JGJ/T 231—2021[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2021.