承插式盘扣架在高大跨度钢筋混凝土工程施工中的应用

 承插式盘扣架在高大跨度钢筋混凝土工程施工中的应用

李学森

中国电建市政建设集团有限公司 天津 300384

摘要

随着国内建筑行业的高速发展，高、大、难、精工程越来越多，设计造型日新月异，建造时对高支模的需求越来越广泛，尤其是艺术馆以及图书馆等单一空间跨度较大的建筑物。施工时发生变形的风险相对较高，传统支撑系统跨塌事故频发，支撑系统安全施工已成为建筑业一大难题。必须通过更为有效的支护措施才能够保证结构的稳定性。承插式盘扣架能够满足大跨度钢筋混凝土结构高支模的稳定性需求，本文通过实际案例对如何使用承插式盘扣架进行梳理。

关键词：盘扣架超高支撑体系  承插型盘扣式  大跨度

引言

随着我国城市化的快速发展，可利用土地越来越少。增加建筑物高度能够有效地节约土地资源，提高利用率，但在高大建筑物施工时，工程难度和危险性大大提高，制约了建筑领域的进一步发展。高大模板支撑体系的应用能够对施工技术难度和危险性进行降低，促进施工质量和施工效率的提升。承插式盘口架采用标准化施工，具有操作方便，应用简单，搭设效率高，支撑体系稳定等优势。本文以承插式盘扣架作为对象，对如何进行建筑整体稳定性提升进行了梳理以及说明。

1工程概况

本文案例工程为江苏省徐州市沛县文景小学项目，规划建设8规、48班。项目用地面积5.07万平方米，总建筑面积5.51万平方米，其中综合教学楼一~二层设计高度9米，最大跨度8.4m；三~五层屋面设计高度12.6米，最大跨度25.2m，属于超规模模板工程。

2承插式盘扣架特点

对比传统的盘扣架，承插式盘扣架优势显著：（1）该构件盘扣以及竖向套筒均固定于长杆上，实现了“三项合一”，横向接口以及横杆同样实现了二合一，且由于该构件使用盘扣取代了原本的连接件，搭设时简便、易操作。（2）盘扣架对于劳动力的需求较小，3至4人仅使用简易铁锤即可进行架体搭设。（3）该类型的构件，自身组成较为简单，不存在过多的散件，因此运输以及管理较为简单。（4）通过对盘扣位置的调节，可以对横杆以及竖杆的长度进行调整，以满足不同施工场地、施工环境、支撑对象的需求。（5）承插式盘扣架能够有效地增强节点的抗扭转能力，具有更强的刚度和可靠性。（6）由于盘扣架无探头的影响，杆间距控制更为简单，构件整体更为美观。（7）承插式盘扣件具有较强的防腐性能，使用寿命长。

3施工工艺

3.1材料类型

盘扣式架体支架型号、材质及主要构配件表

模板及支架主要材料技术要求表

3.2盘扣架支撑系统搭设方法

按照支架设计图纸进行定位放线，首先由测量人员精确放出支架中心线，然后墨线弹出每个底托位置，确保平面位置准确，纵横方向排列整齐。按照支架设计图自下而上分层搭设，随着架体高度增加，用塔吊将渠底钢管构件成捆吊至搭设平台，由架子工继续拼装搭设。

第一步：依据支架设计图纸精准放样定点，并显著标记于地面上。第二步：在立杆的定点位置，准确安放基座。第三步：先立立杆，其次水平杆，然后斜杆的顺序依次搭设架体基本单元，扩展形成整体的盘扣架支撑体系。第四步：架体整体搭设完成后，由技术员、安全员、质检员、项目总工、监理工程师按照建筑施工承插型盘扣式支架安全技术规程对架体进行全面验收；检查垫板是否翘曲、悬空；销板松紧度、销板是否垂直于杆件；水平杆扣接头与连接盘的插销是否紧至规范刻度线；是否按照支架设计图纸进行杆件安装；满堂支架各立杆垂直度和水平度是否符合规范要求。第五步：施工完成后遵循由外向内、自上而下逐层拆除的原则，码放整齐，吊运置临时堆放点备用。

3.3荷载设计

3.4盘扣架设计

在搭设之前，结合现场地形、气候、工程荷载等因素，依据规范及设计要求进行盘扣架架体结构设计；然后根据规范进行斜杆、剪刀撑、连墙件、脚手板等构造设计。

（1）立杆设计

长细比验算：λ=hmax/i=max(ηh,h'+2ka)/i=113.208≤[λ]=150 φ＝0.386

风荷载计算：Mw＝γ0×γL×φw1.5×ωk×la×h2/10＝0.133kN·m

稳定性计算：R1＝0.772kN，R2＝13.471kN，R3＝0.772kN

立杆受力Nw＝max[R1+N边1，R2，R3+N边2]+1.1×1.3×0.15×(12.6-0.8)+Mw/lb＝16.15kN

f＝N/(φA)+Mw/W＝121.094N/mm2≤[f]＝300N/mm2

（2）模板支撑体系设计

（3）面板验算

取单位宽度b=1m，按二等跨连续梁计算：W＝bh2/6，I＝bh3/12

q1＝γ0×[1.3(G1k+(G2k+G3k)×h)+1.5×γL×Q1k]×b、q1静＝γ0×1.3×[G1k+(G2k+G3k)×h]×b

q1活＝γ0×1.5×γL×Q1k×b、q2＝[1×(G1k+(G2k+G3k)×h)+1×1×Q1k]×b

强度验算σ＝0.125q1L2/W＝4.489N/mm2≤[f]＝15N/mm2

挠度验算νmax＝0.521q2L4/(100EI)＝0.061mm≤[ν]＝min[L/150，10]＝1.167mm

（4）小梁验算

梁底面板传递给左边小梁线荷载q1左、q1左'，梁底面板传递给中间小梁最大线荷载q1中、q1中'，梁底面板传递给右边小梁线荷载q1右、q1右'，小梁自重q2、q2'，梁左侧模板传递给左边小梁荷载q3左、q3左'，梁右侧模板传递给右边小梁荷载q3右、q3右'，梁左侧楼板传递给左边小梁荷载q4左、q4左'，梁右侧楼板传递给右边小梁荷载q4右、q4右'。

承载能力极限状态：左侧小梁荷载q左＝q1左+q2+q3左+q4左、中间小梁荷载q中=q1中+q2=7.275kN/m、右侧小梁荷载q右＝q1右+q2+q3右+q4右、小梁最大荷载q=Max[q左,q中,q右]=7.275kN/m

正常使用极限状态：左侧小梁荷载q左'＝q1左'+q2'+q3左'+q4左'=2.71kN/m、中间小梁荷载q中'=q1中'+q2'=5.066kN/m、右侧小梁荷载q右'＝q1右'+q2'+q3右'+q4右'=2.71kN/m、小梁最大荷载q'=Max[q左',q中',q右']=5.06kN/m

抗弯验算：σ=Mmax/W=max[0.1ql12，0.5ql22]/W=12.234N/mm2≤[f]=19.8N/mm2

抗剪验算：Τmax=3max[0.6ql1，ql2]/(2bh0)＝1.73N/mm2≤[τ]=1.98N/mm2

挠度验算：ν1＝0.677q'l14/(100EI)＝0.99mm≤[ν]＝min[l1/150，10]＝6mm

ν2＝q'l24/(8EI)＝0.045mm≤[ν]＝min[2l2/150，10]＝2.66mm

（5）支座反力计算

承载能力极限状态Rmax=max[1.1qL

1,0.4qL1+qL2]=7.20kN

梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1=3.906kN,R2=7.20kN,R3=3.906kN

正常使用极限状Rmax'=max[1.1q'L1,0.4q'L1+q'L2]=5.015kN

梁底支撑小梁所受最大支座反力依次为R1'=2.684kN,R2'=5.015kN,R3'=2.684kN

（6）主梁验算

抗弯验算σ=Mmax/W=79.188N/mm2≤[f]=205N/mm2、抗剪验算τmax=2Vmax/A＝15.751N/mm2≤[τ]=125N/mm2、挠度验算：νmax＝0.087mm≤[ν]＝min[L/150，10]＝3mm、支座反力：R1=0.772kN，R2=13.471kN，R3=0.772kN。

（7）可调托座验算

扣件抗滑移验算两侧立杆最大受力N＝max[R1,R3]＝0.772kN≤0.85×8=6.8kN

可调托座最大受力N＝max[R2]＝13.471kN≤[N]=100kN

4支架施工监测

4.1监测控制

按照批复的专项施工方案要求，测量工程师使用全站仪、水准仪对盘扣架架体的水平、垂直位置偏移进行监测。

4.2监测点设置

沿建筑物纵向不大于15m设置一个监测断面，每个监测断面内布置水平位移监测点以及沉降观测点各3个。观测点采用直径12mm的圆钢加工成倒“L”型，设置视野开阔的的立杆上。

4.3监测措施

在施工过程中，由专人对盘扣架架体进行观测。发现异常，如架体下沉、销子松动、架体变形、架体位移等情况，应立即放缓或停止施工，待异常解决后再行施工。浇筑过程中，看模人员严禁直接站在浇筑下方。

结论

1、盘扣式支架弹性化的设计组合，搭建型式多样，尤其适用大跨度、高支模承重模板的支撑体系之中。完工建筑物外观质量良好，结构指标满足规范要求，社会效益较好。

2、盘扣架体形象好，文明化标准高；用钢量少、重量轻；稳定性高，安全更有保障。

3、搭建效率高。一人一锤也可快速完成搭建，节省工时和人工成本。较常支架施工节省时间50%，减少操作工人30人左右，工效可以提高3倍以上。

4、经济适用，综合费用较常规支架费用节省30%；使用寿命长。

参考文献:

[1]张求实.游泳馆大跨度钢筋混凝土屋面浇筑施工技术简介[J].中国科技信息,2013,(16):58。

[2]王金鑫.高大模板工程扣件式钢管脚手架稳定性分析[J]西安工业大学学报,2021,41(02):166-173。