支架穩(wěn)定性探討

劉林林,張英杰,張新周

摘要 我國(guó)每年都會(huì)因支架垮塌出現(xiàn)多起惡性事件，為了保證支架的穩(wěn)定，本文主要就滿堂支架的穩(wěn)定性進(jìn)行了探討，從局部穩(wěn)定到整體穩(wěn)定，從穩(wěn)定的基本條件到整個(gè)技術(shù)要求，進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，最后還對(duì)怎樣在施工中控制好滿堂支架的穩(wěn)定做了概括說(shuō)明。

關(guān)鍵詞 支架；穩(wěn)定；探討

中圖分類號(hào)TU731 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）43-0034-02

1 支架的類型

支架從材質(zhì)上分有木支架和鋼支架。木支架一般用于農(nóng)村建房的腳手架或外墻支架，為安全起見(jiàn)，建設(shè)部已明令禁止采用木支架。公路、鐵路橋梁現(xiàn)澆用木支架很少，只有在梁體采用兩次澆注時(shí)用來(lái)支撐頂板，但高度一般不超過(guò)2.0m，剛度要經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢算。鋼支架從尺寸和外形上大致分為5種：一是門型支架；二是鋼管扣件支架；三是碗扣支架；四是型鋼支架；五是組合支架。

1）門形支架：桿件斷面尺寸較小，安裝拆除方便。一般用于地基平整，橋跨在10m左右及橋下凈空3.0m以下的小橋涵施工；

2）鋼管扣件支架：安裝拆卸方便，缺點(diǎn)是桿件接頭不宜對(duì)中，扣件易松動(dòng)。該支架體系一般用于地基平整、橋跨在20m左右，橋下凈空在10m以下；

3）碗扣支架：這是目前房建和橋梁施工中普遍采用的一種支架形式。該支架的優(yōu)點(diǎn)是安裝拆卸方便，桿件接頭牢靠，易于對(duì)中，有利于力的傳遞。缺點(diǎn)是整個(gè)體系接頭多，同一斷面接頭不易錯(cuò)開(kāi)。該支架體系一般用于地基平整，橋跨在40m左右，支架高度可達(dá)20m以上；

4）型鋼支架：該支架體系的立柱采用空心鋼管或現(xiàn)澆混凝土的實(shí)心鋼管，鋼管直徑視承載力的大小確定，一般的圓柱在30cm~1.0m以上不等。立柱上面采用工字鋼或槽鋼作縱、橫梁形成體系；

5）組合支架：一般是型鋼支架和碗扣式支架或鋼管扣件所組成的支架體系。適用于大跨度、高凈空及梁下通行的要求，該體系剛度大，整體穩(wěn)定性好，是公路、鐵路橋梁施工比較安全的輔助設(shè)施。

2 支架穩(wěn)定的基本條件

支架穩(wěn)定包括系統(tǒng)總體穩(wěn)定和各桿件的局部穩(wěn)定。單根桿件受壓失去穩(wěn)定而喪失承載能力，目前學(xué)術(shù)界采用壓桿穩(wěn)定的理論是歐拉公式。公式強(qiáng)調(diào)細(xì)長(zhǎng)的彈性直桿在中心壓力的作用下，當(dāng)外力不大于歐拉臨界力，桿件一直保持直線的穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)外力等于歐拉臨界力時(shí)，壓桿可能有兩種平衡狀態(tài)；桿件是直線的狀態(tài)及桿軸的微彎的狀態(tài)，當(dāng)外力再增很少，桿件會(huì)產(chǎn)生很大的變形，從而喪失承載能力。因此，通常將歐拉臨界力作為壓桿的最大承載力。結(jié)合實(shí)際施工中搭設(shè)的各種支架，單根桿件與歐拉試驗(yàn)有很大區(qū)別：一是桿件在豎向和橫向都存在約束，自由長(zhǎng)度不易確定，通常用步高加二倍頂托高度來(lái)代替，與支架搭設(shè)的高度沒(méi)有關(guān)系，這種計(jì)算模式與歐拉公式是明顯的不相符；二是桿件不是理想的直，壁厚受銹蝕、損傷成為變截面；截面的回轉(zhuǎn)半徑也只能是個(gè)大約值；因此利用歐拉公式檢算單根桿件的穩(wěn)定也只能是個(gè)參考值。實(shí)際應(yīng)用時(shí)要隨著支架的增高、接頭的增多而適當(dāng)折減穩(wěn)定許可值。

3 支架搭設(shè)的技術(shù)要求

支架基礎(chǔ)常規(guī)處理辦法，先是平整壓實(shí)，上面鋪設(shè)一層20cm左右的3：7灰土或水泥石粉渣作基層，面層是低標(biāo)號(hào)的混凝土。整個(gè)基礎(chǔ)要平整，高出周邊地坪10cm~20cm，必要時(shí)四周配有排水溝，保證在大水情況下基礎(chǔ)面不存水。地基處理完成后要進(jìn)行地基承載力檢測(cè)，合格后再進(jìn)行下道工序。要留門洞或地表是坡面要做地基梁來(lái)承擔(dān)立柱受力，不能把鋼管拄立在坡面上，防止滑移?？紤]到地基不均勻沉降將危機(jī)支架安全，因此要強(qiáng)調(diào)在施工過(guò)程中經(jīng)常對(duì)支架下沉進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。

為了使支架體系根部穩(wěn)定，每根立柱下面設(shè)置底座或墊板。四周邊立柱用掃地桿連接，縱向掃地桿應(yīng)用直角扣件固定在底座上皮不大于20cm處的立桿上。橫向掃地桿亦應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。最下端立桿的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，不易在同一斷面上。根據(jù)習(xí)慣做法，立桿的縱距和橫距控制在0.3m~1.2m范圍，步高不大于1.2m。腹板下面立桿橫距適當(dāng)加密在0.3m~0.6m，步高0.6m，頂托的高度控制在0.3m以下。支架搭設(shè)前應(yīng)認(rèn)真檢查選用的桿件，必須有廠家提供的合格證、檢測(cè)報(bào)告，必要時(shí)施工單位進(jìn)行抽檢，合格后方能使用。對(duì)于彎曲、銹蝕、破損的嚴(yán)禁使用，同時(shí)也嚴(yán)禁外徑45mm與51mm鋼管混合使用。

剪刀撐和斜撐是保證受力斷面形成閉合三角形受力體系，沒(méi)有剪刀撐和斜撐，整個(gè)體系的三維空間都是四邊形，屬不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系。嚴(yán)格定義上講，使每個(gè)四邊形都變成三角形是理想的受力體系。但考慮到搭設(shè)困難和實(shí)際受力需要在幾個(gè)主要斷面加剪刀撐即可，一般高度在10m以上的支架縱向要加四道，兩個(gè)側(cè)面各一道，腹板梁下面各一道；橫向一般不少于3道，兩側(cè)一道，中間一道，若跨度大于20m，可考慮每隔10m左右一道；水平剪刀撐是不可缺少安全措施，高度在20m左右的支架一般要加三道，上下頂面和中間截面各一道。剪刀撐的斜桿接長(zhǎng)，宜采用搭接，搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合鋼管支架的安全規(guī)范。剪刀撐與地面的傾角易為45°~60°之間，大跨度支架的剪刀撐同一平面內(nèi)應(yīng)多道設(shè)置，首尾相接，覆蓋整個(gè)斷面。

大跨度的連續(xù)梁在支架搭設(shè)時(shí)應(yīng)注意使支架和中間墩柱連在一起。連接的辦法，從下到上，每隔二、三個(gè)步高，在墩四周用鋼管把墩柱箍緊，再與支架扣緊，使墩柱與支架形成共同受力體系。

支架高度超過(guò)20m以上，還要采用支架加寬的辦法，使支架體系的重心降低，加寬的界面可做成臺(tái)階狀，幾級(jí)臺(tái)階視支架的高度確定，原則上支架多高，支架就做多寬。梁底以外臺(tái)階寬度可做成2m~3m，第一級(jí)臺(tái)階高度可作為支架高度的1/3，第二級(jí)作總高度的2/3。

高支架為了防止被大風(fēng)吹跨，縱向兩側(cè)還要對(duì)稱拉攬風(fēng)繩，攬風(fēng)繩的布設(shè)視支架的高度而定。一般設(shè)在支架的跨中部位，支架過(guò)高，可考慮從一個(gè)錨固點(diǎn)發(fā)出二根攬風(fēng)繩，一根系在最高處，一根系在重心處。

4 在支架施工中的監(jiān)控重點(diǎn)

1）支架搭設(shè)前要認(rèn)真審核搭設(shè)方案是否符合體系穩(wěn)定的技術(shù)條件；

2）認(rèn)真組織檢查桿件，嚴(yán)禁使用彎曲變形、銹蝕嚴(yán)重、損傷的桿件；

3）對(duì)地基的處理過(guò)程要全程跟蹤監(jiān)控，符合承載力要求和防排水要求。

搭設(shè)過(guò)程要監(jiān)控搭設(shè)程序，立桿、水平桿、剪刀撐、掃地桿、斜撐連接牢固，縱距、橫距、步高、接頭等符合規(guī)范要求。搭設(shè)完成后要組織工程技術(shù)人員進(jìn)行驗(yàn)收。不符合要求指令及時(shí)整改。支架搭設(shè)完成要進(jìn)行預(yù)壓處理，預(yù)壓要求按方案分級(jí)加載，對(duì)稱加載，另外加載過(guò)程要進(jìn)行監(jiān)控測(cè)量，注意支架變形，和基礎(chǔ)變形，在澆注混凝土過(guò)程中也要派測(cè)量人員進(jìn)行檢測(cè)，保證支架至始至終處于穩(wěn)定狀態(tài)，符合現(xiàn)澆梁的技術(shù)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范，2002.