淺談扣件式鋼管腳手架高支模體系安全性分析

張志

0.概況

隨著各類建筑中的大跨度、大空間和高層建筑中的轉(zhuǎn)換層在結(jié)構(gòu)中的使用越來越多，解決高大空間模板支撐成為一項重要的技術(shù)課題，而安全性則是此類結(jié)構(gòu)模板支撐的重點。在此，就影響扣件鋼管腳手架高支模體系安全的幾個因素作一分析。

1.影響扣件式鋼管腳手架高支模體系安全的因素

1.1搭設(shè)材料

1.1.1鋼管

目前情況下，施工單位搭設(shè)模板支架的鋼管存在以下問題：

①鋼管質(zhì)量難以保證。有從非正規(guī)廠家進(jìn)貨的，有租賃的；進(jìn)貨后很少有施工單位對其進(jìn)行材質(zhì)的復(fù)試。所用鋼管的壁厚嚴(yán)重不均，從2.6～3.5mm不等，最小承載力約為最大承載力的78%。

②鋼管使用中忽視防腐保護(hù)，嚴(yán)重的表面出現(xiàn)麻坑，影響其承載力。

③鋼管變形嚴(yán)重。經(jīng)多次周轉(zhuǎn)使用后，出現(xiàn)彎曲、管壁壓扁、管壁開裂、管壁上打孔等現(xiàn)象，抗彎、抗壓能力下降。

④施工單位將長度較短的鋼管焊接接長后繼續(xù)使用，鋼管使用中的氣割、電焊使端頭斷面不平整，初始彎曲較大，作為支撐立柱來說影響其抗壓承載力，且容易失穩(wěn)。

1.1.2扣件

①有的廠家使用灰口鑄鐵、地槽鋼來制作扣件，很易脆裂；有的廠家偷工減料，扣件構(gòu)造斷面尺寸偏小，其機(jī)械力學(xué)性能難以滿足要求。

②施工單位對進(jìn)場扣件質(zhì)量不進(jìn)行驗收、檢驗復(fù)試，使劣質(zhì)扣件進(jìn)人施工現(xiàn)場。

③不注重對扣件的維護(hù)保養(yǎng)，扣件螺絲銹蝕、滑絲仍然使用，致使擰緊力矩達(dá)不到規(guī)定要求。

1.2高支模施工方案

1.2.1計算方面

①永久荷載和可變荷載取值未考慮工程結(jié)構(gòu)、支撐體系和施工工藝的實際情況。高大空間結(jié)構(gòu)往往存在梁板結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸和配筋量偏大的現(xiàn)象，模板水平支撐在桿件截面尺寸和桿件布置間距上都較普通模板支撐體系要大和密，但方案編制中，設(shè)計人員未考慮這一實際情況，只是簡單依據(jù)《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JCJl62-2008）的通用規(guī)定確定荷載標(biāo)準(zhǔn)值，造成設(shè)計荷載小于實際荷載，導(dǎo)致支撐體系承載力不足。

②忽視對支撐立桿頂端懸臂長度的驗算，造成因立桿頂端懸臂長度過大而失穩(wěn)。

③立桿計算未考慮實際壁厚，選用理論值?48×3.5mm（新標(biāo)準(zhǔn)為：?48.3×3.6mm），導(dǎo)致支撐體系實際承載力小于理論計算值。

④立桿計算不考慮立桿頂端具體的傳力方式?？烧{(diào)支托傳力和頂部水平鋼管通過直角扣件傳力對立桿承載力是截然不同的，前者立桿處于軸心受壓，而后者立桿處于偏心受壓；經(jīng)試驗和計算，后者的穩(wěn)定承載力僅為前者的40%左右。

1.2.2搭設(shè)要求方面

①方案中對支撐立桿、水平拉結(jié)桿、剪刀撐桿等桿件的是采用對接還是搭接的要求不明確，立桿搭接接長的穩(wěn)定承載力不到對接接長穩(wěn)定承載力的一半。

②方案中忽視高支模體系構(gòu)造方面的特殊要求，套用一般模板支撐的構(gòu)造措施。掃地桿、水平拉桿、剪刀撐的設(shè)置以及支撐體系與內(nèi)部結(jié)構(gòu)柱和周邊已有建筑結(jié)構(gòu)的可靠拉接等，都是維持高支模結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定必不可少的措施。

③方案無細(xì)部節(jié)點詳圖，無立桿平面布置圖、剖面圖等，方案的可操作性較差，造成支撐體系搭設(shè)時桿件布置的相互位置混亂、連接和拉結(jié)節(jié)點方式多種多樣、支撐體系荷載傳遞多樣化。

1.3高支模支撐體系搭設(shè)

1.3.1支撐體系受力部分

①支承立桿的回填土基礎(chǔ)未夯實或支撐立桿底部墊板厚度不足（使用單層竹膠板或膠合板）或墊板平面尺寸偏小，造成支撐體系下沉。

②立柱連接有采用搭接的、有上段立柱與下段立柱錯開固定在水平拉桿上、有相鄰立桿對接接頭位于同一步距內(nèi)的或?qū)咏宇^位于步距的中間位置。

③支撐立桿傾斜，致使受力狀態(tài)與計算不符，承載力下降。

④立桿頂部U形可調(diào)支托伸出鋼管頂部超過300mm，U形支托與楞木兩側(cè)間隙未楔緊，立桿承受垂直荷載的能力大為下降。

⑤構(gòu)件底模水平支承鋼管與立桿節(jié)點未采用雙扣件保險。

⑥扣件預(yù)緊力矩不足，導(dǎo)致扣件滑移、支架垮塌。

1.3.2支撐體系構(gòu)造部分

①支撐體系底部不設(shè)掃地桿或未雙向設(shè)置掃地桿。

②未雙向設(shè)置水平連接桿件，各步縱橫方向交替設(shè)置水平拉桿的方法很普遍，支撐立桿的計算長度在無水平桿方向上有水平桿方向的兩倍，因此承載能力大大下降。

③未按技術(shù)規(guī)范規(guī)定在滿堂高支模支撐體系外側(cè)的四周連續(xù)及中間適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置豎向剪刀撐或在適當(dāng)?shù)乃轿恢迷O(shè)置水平剪刀撐或剪刀撐設(shè)置數(shù)量太少，降低了支撐體系的整體性、剛度和承載力。

④高支模體系水平拉桿未按技術(shù)規(guī)范規(guī)定在四周及中間適當(dāng)?shù)奈恢门c結(jié)構(gòu)拉結(jié)或拉節(jié)點偏少。

2.保證扣件式鋼管腳手架高支模安全的措施

2.1搭設(shè)材料

①鋼管、扣件應(yīng)從正規(guī)廠家進(jìn)貨，并具有質(zhì)量合格證、生產(chǎn)許可證。抽查鋼管壁厚、稱量扣件重量。對材質(zhì)、機(jī)械性能有疑問時，可找專業(yè)檢測單位對鋼管、扣件進(jìn)行復(fù)試，杜絕劣質(zhì)材料的進(jìn)場。

②不使用銹蝕、彎曲、管壁壓扁、管壁開裂嚴(yán)重及壁厚嚴(yán)重不均或壁厚達(dá)不到計算值和焊接接長的鋼管；不使用易脆裂、構(gòu)造斷面尺寸偏小、銹蝕、滑絲的扣件。

2.2高支模施工方案

2.2.1計算方面

①根據(jù)高大空間梁板結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際尺寸和配筋、模板水平支撐桿件截面尺寸和布置間距，結(jié)合《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JCJl62-2008）的規(guī)定綜合確定恒載和施工活載標(biāo)準(zhǔn)值，確保設(shè)計荷載與實際荷載相符。

②對支撐立桿頂端懸臂長度進(jìn)行驗算，確保立桿頂端懸臂段的穩(wěn)定。

③方案制定時必須對所使用鋼管的壁厚進(jìn)行調(diào)查，按較小壁厚計算確保安全。

④高支模方案中立桿承載力計算必須根據(jù)實際的頂端傳力方式，可調(diào)支托傳力的按軸心受壓計算，頂部水平鋼管通過直角扣件傳力的按偏心受壓計算。

2.2.2搭設(shè)要求方面

①高支模方案必須明確支撐立桿、水平拉結(jié)桿、剪刀撐桿等桿件的連接方式，同類桿件的連接方式必須一致；支撐立桿、掃地桿和水平拉桿應(yīng)采用對接，剪刀撐桿應(yīng)采用搭接。

②方案中必須考慮高支模體系與一般模板支撐在構(gòu)造方面的不同要求。掃地桿、縱橫向水平拉桿、剪刀撐的設(shè)置以及支撐體系與內(nèi)部結(jié)構(gòu)柱和周邊已有建筑結(jié)構(gòu)的可靠拉接等都必須符合《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JCJl62-2008）的規(guī)定。

③方案中除文字外，對細(xì)部節(jié)點構(gòu)造，支撐立桿與水平拉結(jié)桿、剪刀撐桿的相互位置關(guān)系，拉結(jié)節(jié)點的做法、位置及數(shù)量等要附必要的平、立、剖詳圖說明。

2.3高支模支撐體系搭設(shè)

2.3.1支撐體系受力部分

①立桿的回填土必須夯實，無論是支承于土層還是支承于樓面的支撐立桿底部均應(yīng)設(shè)底座，底部木墊板厚度不小于50mm，墊板平面尺寸除計算有特別要求外不應(yīng)小于200mm×200mm。

②支撐立柱的連接必須采用對接方式，嚴(yán)禁采用搭接或上段立柱與下段立柱錯開固定在水平拉桿上，相鄰立桿對接接頭不得在同一步距內(nèi)，且沿豎向錯開的距離不宜小于500mm，對接接頭中心距每步的端點中心不大于1/3步距。

③支撐立桿必須保持垂直狀態(tài)，使受力狀態(tài)與方案的計算相符。

④為確保立桿頂部的穩(wěn)定性，立桿頂部U形可調(diào)支托螺桿伸出鋼管頂部不得超過300mm，螺桿外徑與鋼管內(nèi)徑間隙不大于3mm，可調(diào)支托底部的立柱頂端應(yīng)沿縱橫向設(shè)置一道水平拉桿，U形支托與楞木兩側(cè)間隙必須楔緊。

⑤為保證高支模體系構(gòu)件底模水平支承鋼管與立桿節(jié)點扣件的抗滑移能力，即使在經(jīng)計算單扣件滿足抗滑移的情況下，仍建議采用雙扣件保險。

⑥高支模體系桿件連接或固定的扣件緊固時應(yīng)采用經(jīng)校驗合格的力矩扳手，緊固力矩控制在40N·m～60N·m之間，確?？奂o固力矩符合設(shè)計要求。

2.3.2支撐體系構(gòu)造部分

①支撐體系底部距地面200mm高處，沿縱橫水平方向按縱下橫上的原則設(shè)掃地桿。

②支撐體系搭設(shè)時不得減少雙向水平連接桿件的設(shè)置；高支模體系除按一般模板支撐體系各步設(shè)置縱橫水平拉桿外，還應(yīng)在最頂步距兩水平拉桿中間加設(shè)一道縱橫向水平拉桿，當(dāng)支撐體系高度超過20m時，在最頂兩步距水平拉桿中間分別加設(shè)一道縱橫向水平拉桿。

③滿堂高支模支撐體系除按一般模板支撐體系在外側(cè)的四周由下至上豎向連續(xù)設(shè)置剪刀撐和中間在縱橫向每隔10m左右設(shè)置由下至上寬度為4-6m的豎向連續(xù)的剪刀撐外，還應(yīng)在相鄰的豎向剪刀撐之間增加之字斜撐；當(dāng)支撐體系高度超過20m時，應(yīng)將上述所有之字斜撐全部改為連續(xù)式剪刀撐。

④高支模體系應(yīng)在四周外側(cè)及中間所有結(jié)構(gòu)柱位置按水平間距6～9m、豎向間矩2～3m設(shè)置與結(jié)構(gòu)的拉結(jié)點。

以上對扣件式鋼管腳手架高支模體系的安全性做了簡要分析，概括說來確保高支模體系安全的關(guān)鍵在于重視安全生產(chǎn)管理，認(rèn)真貫徹安全生產(chǎn)法律法規(guī)，將安全技術(shù)規(guī)程和安全操作規(guī)程落實到各項實際工作中去。 [科]