地铁车站施工中碗扣式支架与盘扣式支架的应用对比分析

地铁车站施工中碗扣式支架与盘扣式支架的应用对比分析

霍黎明

霍黎明

太原市轨道交通发展有限公司太原市030000

摘要：以太原地铁2号线02标段为研究背景，在两个非常类似的常规地铁标准站分别采用碗扣式满堂支架与盘扣式满堂支架两种方案，并从安全性、稳定性、外观质量、租赁市场、工期效率、经济成本等方面进行对比分析，以期为类似地铁车站施工支架技术的比选提供参考与借鉴。

关键词：地铁车站；碗扣式支架；盘扣式支架；对比分析

随着城市轨道交通施工技术不断发展更新，明挖地铁车站的模板支架技术也始终朝着更安全、更经济的方向不断进步，从最简易的扣件式钢管支架到当前流行的碗扣式钢管支架，近几年又逐渐推广应用新型的盘扣式钢管支架。碗扣式支架体系与盘扣式支架体系均有其自身的经济技术特点，如何因地制宜地选择支架体系成为施工设计中的重要课题。

高占峰等通过对桥梁施工中碗扣式支架与盘扣式支架应用对比得出：在相同条件下，当工期允许，资金较为困难时，使用碗扣式支架较为有利；当工期紧张、资金充足时，使用盘扣式支架较为有利。贺恩明等在对比了高架桥中承插型盘扣式钢管支架与碗扣式钢管支架施工成本后指出盘扣式支架综合成本更低。曹旭通过对比发现新型盘扣式脚手架较普通脚手架施工费用更低，更加可控。曹阳等通过对现浇箱梁施工中盘扣式支架与碗扣式支架对比分析得出：利用盘扣式脚手架作为模板支撑体系的综合优势十分明显，而在高大结构的模板支撑体系中尤为突出，必将取代碗扣式脚手架支撑体系。

综合上述分析可知，支架体系应结合工程特点综合考虑各种因素进行比选，然而在上述比较中，尚无基于地铁车站应用情况进行比较的案例。笔者基于太原地铁2号线化章街站与通达街站分别采用的碗扣式满堂支架与盘扣式满堂支架综合对比分析，以期为类似地铁车站施工支架技术的比选提供参考与借鉴。

1两种支架体系结构特点

1.1碗扣式支架

碗扣节点是碗扣式支架的核心部件，它由上碗口、下碗扣、立杆、横杆接头和上碗扣限位销组成，它可以同时连接4根横杆，如图1所示。立杆碗扣节点间距按照0.6m模数设置，下碗扣和限位销焊接于立杆上，将上碗扣套入立杆内，在横杆上焊接接头。组装时，将横杆接头插入下碗扣内，同时压紧和旋转上碗扣，利用限位销固定上碗扣。

图1碗扣式支架碗扣节点图

地铁车站施工中，碗扣式支架常用横杆规格为：HG-120、HG-90、HG-60、HG-30，常用立杆规格为：LG-300、LG-240、LG-180、LG-120，剪刀撑及扫地杆等构造件采用普通钢管通过扣件连接。碗扣架用钢管规格为φ48×3.5mm，钢管壁厚不小于3.5-0.025mm。

1.2盘扣式支架

盘扣节点是盘扣式支架的核心部件，它由连接盘、立杆、水平杆杆端扣接头、斜杆杆端扣接头和扣接头插销组成，它可以同时连接4根横杆与4根斜杆，如图2所示。立杆盘扣节点间距按照0.5m模数设置，横杆长度按0.3m模数设置。立杆与连接盘焊接，横杆斜杆与杆端扣接头焊接，组装时，将横杆斜杆杆端扣接头插入连接盘相应的锥形孔内，同时插入插销并锤击自锁。

注：1.连接盘；2.扣接头插销；3.水平杆杆端扣接头；

4.水平杆；5.斜杆；6.斜杆杆端扣接头；7.立杆。

图2承插型盘扣式支架盘扣节点图

地铁车站施工中，盘扣式支架常用立杆长度有1.0m、1.5m、2.0m、3.0m四种，规格为φ60×3.2mm，横杆尺寸有0.6m、0.9m、1.2m、1.5m、1.8m五种，常用规格为φ48×2.75mm，壁厚允许偏差±0.1mm。

2工程实例

太原市轨道交通2号线02标包含两站两区间，两车站均为明挖顺筑法施工的地下两层岛式站台车站，其中化章街站长212.6m，通达街站长231.8m，标准段宽均为20.1m。化章街站采用碗扣支架体系，通达街站采用盘扣支架体系，恰好提供了直观分析比较两种支架体系的机会。

2.1碗扣支架实例

根据化章街站结构情况，结合规范要求与受力计算，碗扣支架立杆间距横向间距0.6m，纵向间距0.9m，梁底纵向间距0.45m，竖向步距1.2m，主楞采取纵向布置，采用100mm×100mm方木，中心间距600mm，次楞采用50mm×100mm方木，中心间距300mm。碗扣支架布置断面如图3所示。

图3碗扣支架布置断面图

2.2盘扣支架实例

根据通达街站结构情况，结合规范要求与受力计算，盘扣支架立杆横向间距负一层1.2m，负二层1.5m，梁底及腋角加密至0.6m或0.9m，纵向间距1.5m，竖向步距1.5m，负一层顶层步距1m，负二层顶层步距0.5m，主楞采取纵向布置，采用12.6#双肢槽钢，次楞采用100mm×100mm方木，中心间距300mm。盘扣支架布置断面如图4所示。

图4承插型盘扣支架布置断面图

3综合对比分析

3.1安全性、稳定性

地铁车站主体结构称重支架主要以立杆轴心受压为主，承插盘扣式支架立杆采用φ60×3.2mm的Q345A钢管，碗口之支架立杆采用φ48×3.5mm的Q235钢管。由于盘扣支架立杆外径较大使得其立杆截面积为碗扣架的1.17倍，且Q345A低碳合金结构钢比Q235普通碳钢强度有大幅提升，使得盘扣支架的承载力得到大幅度提升，单杆极限承载力可达20t。

盘扣式支架立杆、横杆、斜杆轴线交汇于一点，传力路径简洁、清晰、合理，且插销具有自锁功能，可保证水平杆及斜杆与立杆的可靠连接，接点抗扭能力和整体承载能力高，可通过肉眼检查插入深度刻度线判定是否锁紧，检查方便。而碗扣式支架只有立杆与横杆，无斜向杆件，只能采用剪刀撑作为构造措施，且节点抗扭能力低，连接稳固性差，不利于肉眼检查碗扣及扣件是否锁紧。因此，盘扣式支架的设计更加合理，稳定性、安全性更优于碗扣式支架。

3.2外观质量

承插型盘扣式支架的主要部件均采用内、外热镀锌防腐工艺处理，呈银灰金属色，既确保了杆件不会因为锈蚀而降低受力性能，寿命可长达25年以上，又使得盘扣架体形象美观。碗扣式支架的主要部件均采用普通防锈漆喷涂，防腐处理质量难以保证，防腐时间仅2-3年，杆件易因锈蚀而降低受力性能，整体美观度差。承插型盘扣支架从整体外观形象上优于碗扣支架，有助于提升施工现场的安全文明施工标准化及推动企业形象宣传。

3.3租赁市场

目前全国各地租赁市场上的碗扣支架杆件壁厚鲜有达到规范要求的3.5mm，普遍低于3.2mm，有些甚至低于2.7mm，碗扣损坏缺失，焊缝采用人工焊接，焊接质量差，进场验收及外部检查均不达标，且扫地杆与剪刀撑所用扣件易丢失，不利于管理。承插盘扣式支架的所有杆件均为标准构件，市场上杆件壁厚均能满足规范要求，焊缝采用机械焊接，焊接质量有保证，且无零散配件，易于管理。

3.4工期效率

由于承插盘扣式支架立杆的承载力远高于碗扣式支架立杆，所以盘扣支架在立杆与横杆布置上相对于碗扣支架间距较大。应用于地铁车站施工，碗扣架立杆间距一般选用600mm×600mm或600mm×900mm，横杆步距一般选用600mm或1200mm；盘扣支架立杆间距一般选用900mm×1500mm、1200mm×1500mm或1500mm×1500mm，横杆步距一般选用1000mm或1500mm。

由此可见，搭设相同体积支架采用盘扣支架所用杆件数量将明显少于碗扣支架杆件，且碗扣支架需配合搭设扫地杆，纵向、横向、水平向剪刀撑，费时费力，而盘扣至支架所用斜杆均为标准构件，采用插销自锁连接，省事实力。经统计，应用于常规地铁车站施工，搭设24m长结构段单层满堂支架，碗扣式支架需7天，每日12人工，盘扣式支架仅需3天，每日6人，相比之下，支架搭设工期节省一半，人工节省80%，同理可见，盘扣式支架拆除工期节省一半，人工节省80%。

3.5经济成本

以太原地铁2号线2标所应用碗扣支架与盘扣支架为实例进行对比分析，根据两种支架布置形式，统计24m长施工段所用支架材料及费用，见表1、表2。

（1）支架材料租赁费用对比

由表1、表2可知，采用碗扣支架产生租赁费用33908元，采用盘扣支架产生租赁费用52498元，盘扣支架比碗扣支架多产生支架材料租赁费用52498-33908=18590元。

（2）主次楞骨材料费用对比

碗扣架采用10mm×10mm方木做主楞，10mm×5mm方木做次楞，经计算需用木料各15m3，共计30m3；盘扣支架采用12.6#双肢槽钢做主楞，10mm×10mm方木做次楞，经计算次楞需用木料30m3，与碗口支架所用木料同量，从表3可知主楞双肢槽钢产生租赁费用16602元，故盘扣支架比碗扣支架多产生主楞租赁费用16602元。

表124m结构段碗扣支架材料及费用

（3）材料运费对比

本工程所用盘扣支架与碗扣支架租赁费用均只包含单趟运输费，因此需测算运输费用对比。由表1、表2可知，碗扣支架材料运输费比盘扣支架贵10664-5988=4676元。

（4）搭拆支架人工费用对比

如3.4工期效率中所述，应用于常规地铁车站24m长结构段单层满堂支架施工，盘扣支架搭拆比碗扣支架搭拆节省人工80%，负一层负二层共计至少节省150人工，人工单价按照250元测算，则节省人工费用150×250=37500元。

综上所述，应用于地铁明挖车站，采用盘扣支架与碗扣支架产生的直接成本差为18590+16602-4676-37500=-6984元，即每浇筑一段24m长结构段，采用盘扣支架比采用碗扣支架节省费用6984元。另外，盘扣支架损耗丢失率要明显低于碗扣支架，节省工期也相应能减少吊装机械设备租赁费、生活管理费，因此，该工程选用盘扣支架比碗扣支架更为经济。

4结束语

综上所述，承插型盘扣支架立杆强度高，节点稳定，周转材料投入少，安拆方便、省工省时，在地铁车站工程施工中，承插型盘扣式支架相对于碗扣式支架能够更好的保障工程安全、质量与进度，在标准化与外观形象方面有明显的优势，并且可以有效降低综合施工成本。

参考文献：

[1]曹阳，瞿进，张洋．盘扣式钢管支架与碗扣式钢管支架对比分析．2016．08

[2]梁锐．承插盘扣式支架与碗扣式支架的比较分析．2017.01

[3]王玉国．承插型盘扣式脚手架在某地铁车站施工中的应用．2014.06

[4]叶建长，王小园，冉维毅.扣件式与盘扣式钢管支架施工成本对比分析.2016.08

[5]高占峰，刘学文，姚涛，王兴，梁彦涛.桥梁施工中碗口式支架与盘扣式支架的应用对比.2015.09

[6]贺恩明，何晓红，朱光华，李伟.承插型盘扣钢管支架与碗口钢管支架施工成本对比分析.2015.11

[7]曹旭.新型盘扣式支撑脚手架与普通碗扣式脚手架施工经济对比分析.2014.01

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对很多方面都会产生较大的影响。如果某个高强度螺栓出现了问题隐患，当其发生损坏之后会产生螺栓的一系列连锁反应，并且有可能会使塔式起重机发生损坏，对操作者的人身安全造成威胁。所以，对于高强度螺栓的检测，需要严谨并且认真执行，并依照相关的规范制度对其进行检测。例如：在《起重机械监督检验规程》当中，对相关检测工作提出了明确的规定。其一，螺栓连接不可产生冲动，不可有缺件的情况。针对高强度的螺栓需要有相应的预紧力矩；其二，在对高强度螺栓进行安装前，需要对合格证以及产品的机械性能报告进行关注；在对资料进行分析后，对螺栓的尺寸以及性能等级进行探究，对其进行观察，如果有不符合要求的情况，不可对其进行应用；其三，在连接高强度螺栓的过程中，需要将表面的灰尘、油漆等进行清除，不可有相应的杂物存留；其四，在完成螺栓的安装工作后，需要使塔机进行左右旋转操作，如果金属发生了吱呀的声音，代表连接不够紧实，需要加强紧固。

5.2起重臂检验

塔式起重机是当前建筑设备中应用的重点设备，在很多方面都发挥出了积极有效的作用。但是，从另一个角度进行分析，对该项设备的的维修工作存在很大的难度，需要消耗非常多的时间和资金。为了减少反复维修的情况，必须要对起重臂进行相应的检验，并对起重臂的运行情况进行细致的观察，如发现有异常情况，要及时对其进行处理，以便将损失降到最低。所以，针对起重臂的相关检查工作：其一，相关的检测工作要在初期安装时便开始进行，如塔身未顶升的时候便开始；其二，在对起重臂进行检查的过程中，要对销轴的连接情况进行高度关注。通常情况下，常见的问题隐患有：开口销的安装有些不规范，销轴没有任何的开口销；其三，在对起重臂实施检测的过程中，相关的操作要根据相关的安装方法进行检测。如果起重臂的标准节应用法兰实施了相应的链接处理，那么需要对螺栓的放松装置进行相应的检查，详细查看自紧装置等，深入对性能等级进行分析。

5.3基础检验工作

与普通的设备进行比较，塔式起重机的相关检测工作，要对各个部分进行全面的分析和检测，不管是内部的核心还是外部的基础，一旦产生了安全隐患，会产生非常大的安全事故，最后导致较大的损失。因此，在相关的检测工作中，不但要检测专业的项目，还要针对塔式起重机的基础部分实施相关的检测。通常来说，不同的工地会存在很大的差异，如果基础安装没有达到相应的标准和要求，或者与实际情况不符，会导致倒塌事故的产生。因此，基础检测工作需要做到：其一，查看有没有单位验收以及盖章确认的合格证书；其二，塔身的基础有没有土层过厚的情况；其三，在对基础位置边坡进行检查的过程中，要对打桩处理等给予高度的关注，以便降低各个方面的隐患问题。

5.4检验塔机附墙

在对塔式起重机进行检测的过程中，需要检测塔机附墙，这也是非常细致的检测部分，有很多检测工作都容易疏忽细节部分，使得相关的检查工作不够具体。因此，在建设工地需要对塔机附墙框、附墙杆件以及预埋件的相关安装工作进行详细的检查，查看其是否安装规范，并且查看塔机与建筑的距离是否与施工说明书的标准相符。所以在实际检测时，要对施工方案是否与附墙杆件等验算资料相符进行详细查看，并且检测的侧重点要放在附墙杆件以及附墙角度的刚度方面。如果遇到了不利的工况，角度不能高于±8°，附墙杆件不可有弯曲、变形的情况。在现场检验的过程中，还要对附墙杆件联接销轴未插紧的情况进行检查。如果出现未插紧的状况，会产生严重的后果，所以在检测时，需要对其给予高度的关注。

5结束语

综上所述，塔式塔式起重机已经成为建筑过程中必不可缺的一部分，为了能够促进施工过程的安全进行，保障工作人员的安全不受损害，就必须要加强对塔式起重机检测工作的重视，保障塔式起重机在使用过程中的安全使用。

参考文献：

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[3]胡丹馨.浅析塔式起重机检测中的几个关注要点[J].中国化工贸易，2017，9（21）.

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