新型盘扣式支架在铁路现浇连续梁中的应用技术

李志强

摘要：新型盘扣式支架作为碗扣式支架的升级换代产品。其在承载能力、安全性能、施工简便性及经济效益方面优势明显，但目前尚未广泛应用，本文依托连续梁现浇满堂支架的工程实例，详细阐述了盘扣式支架的设计及施工，以期在类似工程中推广盘扣式支架的应用。

Abstract： The new type of plate-type bracket is an upgraded product of the bowl-type bracket. It has obvious advantages in bearing capacity， safety performance， construction simplicity and economic benefit， but it has not been widely used yet. Based on the engineering example of the continuous beam cast-in-place bracket， this paper elaborates the design and construction of the plate-type bracket， in order to promote the application of the plate-type bracket in similar projects.

关键词：连续梁;支架现浇;盘扣式支架;施工技术;承载验算

Key words： continuous beam;support cast-in-place;plate-type bracket;construction technology;bearing verification

中图分类号：U445.4                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）30-0166-04

0  引言

国内房屋工程、桥梁工程、棚架工程、室内外装修工程等脚手架搭设材料基本为普通钢管扣件、碗扣式钢管等。搭设支架，特别是搭设施工满堂支架时需要使用大量的支架材料和耗费大量劳力，支架成本占施工总成本的比例非常大，即表明从支架材料的应用方面入手，对于减少施工成本而言潜力巨大。故工程师们寻求在能够满足质量及安全稳定性的情况下，获得使用成本、施工成本更低的满堂支架解决方案，无疑具有非常现实的工程意义。

1  工程概况

北京至雄安城际铁路黄固特大桥设置双线（32+48+32）m连续梁跨黄村货场走行线。连续梁全长113.5m，梁体为单箱单室、等高度、变截面箱梁。连续梁采取满堂支架现浇法施工，需设置走行线的通车门洞，确保铁路正常运营。

因连续梁跨货场走行线，施工干扰及安全防护压力大，为减少对走行线运营干扰的时间，降低既有线安全防护成本。同时也减少支架材料搭设及使用成本，本项目寻求相对于传统的钢管脚手架或是碗扣式脚手架而言，施工工期更短、施工成本更低的支架搭设方案。

2  满堂支架方案的选定

经对国内外使用的多种支架型式进行技术、经济及工期方面的对比，结果表明满堂支架采用新型盘扣式支架，门洞采用630mm钢管桩+贝雷片组合能满足本项目对工期、安全可靠性及效益的要求。盘扣式支架为欧美主流产品，是碗扣式支架的升级换代产品。盘扣式支架杆件连接形式均采用圆盘形扣盘与卡钳型楔销锁紧固定。盘扣式脚手架具有如下优点。

①采用国际主流杆件连接方式，各杆件轴力传递均与节点中心重合。设计连接牢固、承载能力强、结构稳定，安全可靠。②承载立杆采用Q345A低碳合金钢管制成，承载强度比传统普通碳钢管高1.5～2倍。构件采用内、外热镀锌防腐工艺，提高了产品使用寿命和安全性。③采用工厂化专业机械进行构件制作，专门全自动焊接机焊接。避免了人工误差、提高了精度，确保了質量，增强构件互换性。④轻质高强，例如60系列重型支架，5m高单支立杆达到9.5t允许承载力，为传统产品2～3倍。在同等支撑条件下材料用量比传统钢管减少1/2，重量减少1/2～1/3。⑤由于用量少、重量轻，组装简便，耗时少，搭拆、运输、租赁、维护等费用通常节省30%。

3  支架搭设方案及施工关键技术

3.1 支架总体布置方案

盘扣式支架体系，支架立杆采用Φ60mm×3.2mm的Q345A低碳合金钢管，水平杆采用Φ48mm×2.5mm的Q235B钢管，水平斜杆采用Φ48mm×2.5mm的Q235B钢管，竖向斜杆采用Φ48mm×2.5mm的Q195钢管。支架立杆顺桥向间距为90cm，横桥向间距为（4×120+2×60+3×90+2×60+4×120）cm。盘扣架上放I12工字钢，之上为100×100方木（梁体腹板下密布，底板下间距为200mm），方木上设15mm厚竹胶板。

行车线通行门洞采用钢管柱加贝雷架之上搭设盘扣支架形式，贝雷架间距为（90+45+90+45+90+2×22.5+45+2×22.5+45+2×22.5+2×45+90+2×45+2×22.5+45+2×22.5+45+2×22.5+90+45+90+45+90）cm，上面布置横向分配梁I12工字钢，间距900mm，分配梁上顶盘扣支架立杆，立杆顺桥向间距为90cm，横桥向间距为（4×120+2×60+3×90+2×60+4×120）cm。钢管柱采用630×8mm钢管，钢管柱底部为2m×1m条形基础，砼面设80×80cm钢板。钢管柱顶部设置3I40b工字作横梁，横梁上按设计间距摆放单片加强型贝雷片。

立杆基础采用200×200×10mm底托板支撑于C25砼基础上，砼基础厚200mm，压力传递按刚性角45°传递，垫层材料视为脆性材料。

立杆所承轴力及自重荷载计算得N=56.3kN，地基平均应力：σd=161.3kPa<200kPa

4.3.5 现浇梁贝雷支架

根据现浇贝雷片支架梁布置图，建立MIDAS/Civil有限元模型，如图4所示。

①强度检算。

1）分配梁I12

最大弯曲应力σ=85.43MPa

最大剪应力τ=55.54MPa

2）贝雷梁

最大弯曲应力σ=35.52MPa

最大剪应力τ=36.76MPa

3）柱顶承重梁3I40b工字钢

最大弯曲应力σ=62.71MPa

最大剪应力τ=43.48MPa

4）钢管柱

钢管柱最大组合压应力σ=101.09MPa

钢立柱截面采用为Ф630×8mm，截面积A=15130mm2，回转半径i=213mm，长细比λ=L/i=2500/213=11.7<150，根据《钢结构设计规范》附录C中表C-2，查表得？准=0.989，钢立柱最大压力N=1333.61kN，则立杆的压应力为：■=215MPa

②基础检算。

单侧钢管柱脚竖向总反力P=4270.4kN，采用16.5×2.0×1.0m扩大基础。

地基承载力：Pk=（P+G）/A=（4270.4+16.5×2×1×25）/（16.5×2）=154kPa<200kPa

4.3.6 结论

从上述静力检算結果可知，本方案能够满足砼浇筑时强度、刚度及稳定性要求。

5  结束语

施工期间监测结果表明，盘扣式支架无任何影响安全和质量的变形问题，支架安全稳定，顺利完成连续梁现浇施工。且提前10天完工，成本比原拟用碗扣式支架节约28%，取得了良好的经济效益。

盘扣式支架作为碗扣式支架的升级换代产品。具有轻质高强、安全稳定性好、搭设快捷简便及施工成本低等明显优势，建议在类似工程施工中推广应用。

参考文献：

[1]建设部.钢结构设计规范（GB50017-2003）[S].北京：人民交通出版社，2003，12.

[2]建设部.JGJ231-2010，建筑施工承插式盘扣架钢管支架安全技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[3]周水兴，何兆益，等.路桥施工检算手册[M].人民交通出版社，2011，5.

[4]石岱泰.M60盘扣式脚手架在现浇梁施工中的应用[J].价值工程，2017，36（15）：83-84.