浅析承插型盘扣式支架法在大跨度盖梁施工中的应用

袁仁杰

中国水利水电第十工程局有限公司 610072

摘要：本文以渝广高速公路二期工程棕树湾大桥3#大跨度盖梁施工为例，简述支撑方案的选择及几种常见施工支架的优缺点，并阐述了大跨度盖梁承插型盘扣式满堂支架设计思路，以及作者在支架设计和施工中的注意事项方面的经验和总结。

关键词：大跨度；盖梁；盘扣式支架

1 工程概述

重庆渝北至四川广安高速公路是成渝经济区的重要路段，为跨越规划的四综线设置了棕树湾大桥，全桥位于33.5m的整体式路基内，单线桥宽16.5m。棕树湾大桥设置了一个门架墩（3号墩）跨越规划四纵线位置，由于斜交角度及净空限制，该桥3号墩盖梁为整体式预应力盖梁，盖梁长32.2米、宽2.2米、高2.8米、柱间距20米，最大墩高23m；混凝土方量189.6m³，钢筋27.7吨。

2 支撑方案的选择

2.1支撑方法选择

常用的盖梁施工方法有抱箍或预埋钢轴支撑法、拖架法、排架法、满堂支架法等几种。棕树湾大桥3#盖梁具有跨径大，盖梁较高自重荷载大等特点，且全线仅有一个此种盖梁。性针此种情况，由于盖梁跨径大，抱箍或预埋钢轴支撑法进行施工则存在明显的不足之处，由于荷载大且跨径大，支撑梁的刚度很难满足要求；而采用托架法或排架法则存在定制的托架或排架只能使用一次，摊销费用较高的问题。因此满堂支架法成为了此盖梁施工的优先选择方法。

2.1支架材料的选择

满堂支架又分为扣件式、碗口式、承插盘扣式等型式。

扣件式支架搭设施工质量直接影响架体的承载能力，人为因素造成支架承载力下降的几率极高，安全性能降低，通常采用加密支架提高安全性能，但人为疏忽的几率增大，性价比较差。其优点在于支架搭设间距可以灵活调整，支架的形状可以自由变化。

碗扣式支架其杆件节点处采用碗扣连接，由于碗扣是固定在钢管上的，构件全部轴向连接，力学性能好组成的脚手架整体性好。此种支架比扣件式支架在承载能力方面提高了15%，比扣件式脚手架施工速度提高2～3倍。碗口式支架剪刀撑是使用普通扣件式钢管架搭设，造成整体稳定尤其是抗剪能力较差，本工程满堂支架搭设高度18m，盖梁宽度仅2.2m，支架搭设宽度不易过大，且市场上碗扣式支架的材料质量参差不齐，碗扣焊接质量差别较大，造成了碗扣式支架安全性比扣件式支架高，但是安全性还是偏低的问题。由于是定尺标件，搭设时的间距是固定几个尺寸，搭设形状相对固定。

盘扣式脚手架支撑架分为立杆及横杆、斜杆，圆盘上有八个孔，四个小孔为横杆专用；四个大孔为斜杆专用。横杆、斜杆的连接方式均为插销式的，可以确保杆件与立杆牢固连结。横杆、斜杆接头特别依管的圆弧制造，与立杆钢管呈整面接触，敲紧插销后，呈三点受力( 接头上下二点及插销对圆盘一点)可牢牢固定增加结构强度并传递水平力，横杆头与钢管身采用满焊固定，力量传递无误。而斜杆头为可转动接头，以铆钉将斜杆头与钢管身固定。至于立杆的连接方式是以四方管连接棒为主，而连接棒已固定在立杆上，不用另外的接头组件来组合，可省却材料遗失及整理的麻烦。承插型盘扣式支架材料采用了低合金结构钢，强度高于普通钢管，主杆采用60直径，支撑能力是碗口式支架的2～3倍，且设计有斜撑，整体稳定性好，安装操作比碗扣式支架更简便。由于承插盘扣式支架的优异性能，本工程采用了承插型盘扣式满堂支架法施工。其缺点在于材料价格高，初次投入费用较高，但是由于是采用镀锌件，材料不会锈蚀，使用寿命长，且无零散件，材料损耗极小，节省费用。

3 承插型盘扣式支架设计

3.1支架设计方案

承插型盘扣式钢管满堂支架主要承载力部件：立杆φ60*3.2mm，横杆φ48*2.5mm，斜杆φ33*2.3mm；其中立杆是承受竖向荷载的主体，横杆主要确保立杆立杆纵距0.6m，底板下立杆横距0.9m，水平杆步距1m。两端超出上部盖梁边缘约3.1m。确保人员安全操作平台。钢管顶部、底部均采用可调式支撑（顶托和底托）调节支架高度。所有支架应随架体搭设高度增加设置钢管斜杆。设置顶层水平斜杆或扣件钢管水平剪刀撑。架体随着两侧墩墩上升时，每隔3～4m采用普通钢管和扣件与矩形墩可靠拉结。支架顶托上主梁采用I16工字钢。

人员上下通道采用承插盘扣式支架搭设，在支架上设置专用定型梯步形成。

支架搭设如下图：

图1 支架平面布置图

图2 支架搭设立面图

3.2 支架计算

支架计算主要是验算立杆的稳定性、底托、地基承载力是否满足要求；同时需对支架整体进行抗倾覆计算。材料截面参数可以查五金手册，计算方法参照《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ 231-2010及周水兴等著的《路桥施工计算手册》进行计算。

计算过程中荷载分为永久荷载、风荷载等，在计算过程中根据不同的情况选择荷载分项系数及荷载组合型式。

地基承载力验算以立杆传递到基础的压力除以受力面积计算出地基的承载力最低要求，其中受力面积是按照立柱底托面积按45°扩散角传递至地基时的面积。因此支架基础混凝土厚度影响扩撒面积，强度则决定是否会剪切破坏。

3.3 支架设计及搭设注意事项

1设计方面注意事项

应对支架的材料进行检测，盘扣钢管立杆管壁厚度在（-0. 1mm，+0.3mm）内，其他杆件管壁厚度在（-0. 1mm，+0.2mm）内。当架体高度超过4个步距时，应设置顶层水平斜杆或扣件钢管水平剪刀撑。当地基高低差较大时，可利用0.5m模数的立杆进行节点位差调整，作为扫地杆的最底层水平杆离地高度不应大于55cm。但是在高度变化部位增加竖向斜撑杆。由于支架采用定尺标件，应该根据支架搭设区实际长宽调整支架间距，以确保支架满足使用要求。

2搭设要求

支架可调座伸出顶层水平杆的长度严禁超过65cm，且丝杆外露长度严禁超过40cm，插入立杆长度不得小于15cm。支架可调底托调节丝杆外露长度不应大于30cm。当搭设高度超过8m时，竖向斜杆应满布设置，水平杆的步距不得大于1.5m，沿高度每隔4个标准步距应设置水平层斜杆或扣件钢管剪刀撑。周边有结构物时，宜与周边结构形成可靠拉结。

支架搭设应按立杆、横杆、斜杆的顺序逐层搭设，每次上升高度不大于3m。支架搭设到顶时，应组织技术、安全、施工人员对整个架体结构进行全面的检查和验收

3支架预压

支架搭设完成后要进行支架预压，以消除非弹性变形，检测支架弹性变形及地基沉降状态。预压采用分级分次加载，卸载应对称、均衡、同步进行。

4 结语

本文通过实例对大跨度盖梁施工支撑方案选择介绍、支架设计及注意事项等方面论述，希望能够为类似工程施工提供借鉴。