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浅析承插型盘扣式钢管支架在危险性较大的分部分项工程中的施工优势

来源:www.jsyousai.cn 发布时间:2018年01月16日
模板支架一直是混凝土工程中不可缺少的一部分,也客观影响着现场的安全文明施工、进度以及工程质量。长期以来,由于架设工具本身及其构造技术和使用安全管理工作处于较为落后的状态,致使事故的发生率较高。有关统计表明:在中国建筑施工系统每年所发生的伤亡事故中,约有1/3直接或间接与架设工具及其使用问题有关。尤其是在危险性较大的分部分项工程中,模板支架的重要性更为重要。
《危险性较大分部分项工程管理办法》建质[2009]87号文中规定:搭设高度5m及以上;搭设跨度10m及以上;施工总荷载10kN/m2及以上;集中线荷载15kN/m2及以上;高度大于支撑水平投影宽度且相对独立无联系构件的混凝土模板支撑工程都属于危险性较大的分部分项工程,施工单位应当在危险性较大的分部分项工程施工前编制专项方案。搭设高度8m及以上;搭设跨度18m及以上;施工总荷载15kN/m2及以上;集中线荷载20kN/m2及以上的混凝土模板支撑工程都属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,对于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,施工单位应当组织专家对专项方案进行论证。
由此可见在模板工程及支架体系中模板支架的重要性,模板支架的质量及搭设进度直接影响着工程的进度及安全、质量。为了保质保量地完成,如何优化支架设计方案,实现安全、经济、高效的目标,一直是产品设计和工程设计、施工人员的追求目标。我国模板支架发展至今,主要采用以下几种钢管架体系。
1 扣件式钢管支架
扣件式钢管支架,通过扣件连接并用螺栓拧紧的方式将组件进行组合,由于该支架在当时具有制作简便、运输快速、适应性广等特点,广泛应用于工程中。到20世纪90年代初期,该支架的使用率达到当时支架使用率的三分之二,直至今日,依然主导着支架市场。但是,该支架在工程使用中存在着安全性差、可靠性低、安装不稳定等缺点,具有其本身适用的条件和规定。相应的规范规程规定了该支架在实际应用中的极限高度,一般不能超过33m,当作为支撑用模架体系时,其承载力和搭设速度远远不能满足要求。时代的发展使得该支架的适用范围越来越小。
2 门式钢管支架
门式钢管支架,是以门架为单元,通过连接部件将门架互相搭设在一起的钢管支架,我国也曾在20世纪80、90年代广泛应用这种支架。该支架由美国Beatty公司创造,日本在20世纪60年代初期推出了使用该支架的相关规定。门式钢管支架以门架为单元实现支架的装拆使用,是一次很大的突破和改革。由于该支架具有操作简单、装拆方便、受力性能好、安全可靠的特点,在许多国家得以应用和推广,但是由于其以门架为单元,形式比较固定单一,无法适应多变的工程状况,大大缩小了其适用范围。同时,门架在装拆过程中容易出现由于人为操作的疏忽造成的过度变形。
3 碗扣式钢管支架
碗扣式钢管支架采用"碗扣"作为连接节点,通过部件"碗扣"的形式将杆件连接在一起,不足之处是规格比较固定,制作成本较高。其优点主要体现在:①杆件的力学特点 加点特殊的联结形式,使得杆件上的受力始终在轴线上,不会发生偏心;②节点连接特点 采用焊接连接,使节点具有足够的可靠性;③施工特点 操作简单、容易把握,只需借助简单工具将上碗口锤紧,且扣件易回收,不易遗失,降低了工程成本。其缺点主要为:横杆为几种尺寸的定型杆,立杆上碗扣节点按0.6m间距设置,使构架尺寸受到限制;租赁形式造成市场混乱,产品质量无法保证,现行市场中90%以上的碗扣支架为非标产品,给施工造成了安全隐患。
可以看出以上应用较为广泛的3种支架均有其致命的缺点,这也就导致施工过程中支架事故接连不断,而承插型盘扣式钢管支架就能很好地解决以上问题。
4 承插型盘扣式钢管支架
承插型盘扣式钢管支架(因该脚手架的基本原理是由德国LAYHER(雷亚)公司发明,也称为"雷亚架"),是继碗扣式脚手架之后的升级换代产品。这种脚手架立杆采用φ60mm,壁厚3.2mm、Q345B钢管做主构件,插座为直径135mm、厚10mm的圆盘,圆盘上开设8个孔,设有水平杆、斜杆连接孔。立杆是在一定长度的钢管上每隔0.5m焊接一个圆盘,用这种新颖、美观的圆盘连接水平杆,底部带连接套。水平杆是在钢管两端焊接带插销的插头制成。承插型盘扣式钢管支架的优点及工程应用如下。
1)安全系数更高 ①立杆均使用Q345B低碳合金结构钢,比传统脚手架所用Q235普碳钢管材质大幅提升,特别是使得立杆的承载力得到大幅度提升(单杆极限荷载可达200kN)。②盘扣式的连接方式是国际主流的脚手架连接方式,每个节点都可以有8个方向的连接,分别可用于水平杆、斜杆、定位杆的连接。连接之后使得每个架体的单元都近似于格构柱,因此架体结构稳定、安全可靠。特有的斜拉杆设计,形成稳定的格构柱结构,使得脚手架的整体稳定性大大提升,且结构计算模型简单,极大提高了设计方案的可靠性。广泛应用于欧美国家和地区,也是国内目前脚手架的升级换代产品。
工程应用:京津城际延伸线于家堡车站,工程荷载大,最大梁体达到1.8m×3.8m,架体高度均在10m以上。该工程采用承插型盘扣式模板支架,保质保量地完成了车站主体施工,在节约施工成本的同时大大提高了施工效率,提前完成工程进度。沈阳南站架体高度达到35m,支架的整体稳定性在工程中得到了淋漓尽致的展现。
由于承插型盘扣式支架架体结构为桁架式,在架体高度增加过程中,架体承载力不会有明显的下降,这就使得架体搭设高度有了很大的提升。《建筑施工临时支撑结构技术规范》中规定,承插型盘扣式支架搭设高度可以到达50m。
2)节省工期 ①盘扣支架结构少,搭建及拆卸方便,由于采用基本结构及专用部件,使该系统适用于各种结构建筑物,不需特殊工具即可完成架体搭设,提高了施工效率。由于用量少、重量轻,操作人员可以方便地进行组装,功效可以提高2~3倍,每人每天可搭设150~200m3架体。②盘扣支架的高承载力和独特的结构设计,使得搭建轻松快速,并具有很强的机动性,可满足作业要求。节点连接无框度,有自锁能力,装拆灵活快捷,工人易掌握,支搭拆除效率比碗扣脚手架快2倍之多,能真正实现省工、省力、省时。在目前施工人员短缺,用工成本大幅度上升的条件下,其优势更加显著。施工过程中,能随时开通、封闭通道。比传统脚手架少用1/3~1/2的材料,减少了劳动力与运费的投入,降低综合成本,同时大幅减少工作量,缩短施工周期。

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