承插盤扣式支架在地鐵施工中的適用性分析

張?zhí)煲?楊 波 薛 科

（無(wú)錫地鐵集團(tuán)有限公司建設(shè)分公司 江蘇無(wú)錫 214000）

在我國(guó)地鐵施工中，由于承插型盤扣支架具有剛度大、穩(wěn)定性好、承載力相對(duì)高、安裝拆除速度快等顯著優(yōu)勢(shì)，目前在我國(guó)地鐵車站施工中已廣泛運(yùn)用，更是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[1-2]。

1 工藝簡(jiǎn)介

盤扣式支架，是繼碗扣式支架之后的升級(jí)換代產(chǎn)品，目前在地鐵車站結(jié)構(gòu)施工中，盤扣立桿普遍采用直徑60mm、壁厚3.2mm鋼管做主構(gòu)件，插座為直徑135mm、厚10mm的圓盤，圓盤上開(kāi)設(shè)8個(gè)孔，設(shè)有水平桿與斜桿連接孔，節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖1（a）。盤扣支架用于地鐵車站中板、頂板、側(cè)墻施工，架體立桿、橫桿及連接件受力形式為軸心受壓。同時(shí)盤扣支架采用獨(dú)立楔子穿插自鎖機(jī)構(gòu)。插件有自鎖功能，可以按下插銷進(jìn)行鎖定或拔下進(jìn)行拆卸，加上扣件和支柱的接觸面大，從而提高了鋼管的抗彎強(qiáng)度，并可確保兩者相結(jié)合時(shí)，支柱不會(huì)出現(xiàn)歪斜。

永碗扣式支架在地鐵施工中運(yùn)用相對(duì)較為成熟，但與盤扣支架相比，其構(gòu)造、受力形式均有類似和不同之處，詳見(jiàn)節(jié)點(diǎn)圖1（b）。

圖1 支架節(jié)點(diǎn)連接

2 盤扣式支架應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

大劇院站為無(wú)錫地鐵4號(hào)線一期工程第12座車站，為地下二層島式車站。車站主體跨大劇院路布置，設(shè)計(jì)起終點(diǎn)里程為右DK16+797.846和DK17+267.746，有效站臺(tái)中心里程為DK17+877.646，外包尺寸全長(zhǎng)469.9m。根據(jù)車站結(jié)構(gòu)型式不同，車站可分為端頭井段、標(biāo)準(zhǔn)段；標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬約19.7m，基坑深約17.3m；其中主體結(jié)構(gòu)各部位模板、支撐體系均采用承插型盤扣式鋼管支撐體系，模板面板均采用15mm厚木膠板，次楞采用100×100mm方木，主楞采用10#槽鋼。

2.2 架體受力驗(yàn)算

計(jì)算選取1000×1800mm梁計(jì)算。

2.2.1 結(jié)構(gòu)自重如下

模板qm=0.9×0.35=0.32kN/m；支架qj=0.9×0.78=0.70kN/m；混凝土qt=1.24×（24+1.5）=31.62kN/m；

活荷載 qh=0.9×（2+2）=3.60kN/m；

設(shè)計(jì)值 q=1.2×（0.32+0.71+31.62）+1.4×3.6=44.22kN/m。

2.2.2 立桿設(shè)計(jì)及承受荷載驗(yàn)算：

單立桿軸力設(shè)計(jì)值N=1.2×44.22=19.90kN；

立桿計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算：公式（1）：l0=ηh=1600；

公式二：l0=h′+2ka=1000+2×0.7×325=1455mm。

其中：η-模板支撐架立桿計(jì)算長(zhǎng)度修正系數(shù)1.6；h-模板支撐架中間層最大步距；h′-模板支撐架最頂層或最底層最大步距；k-懸臂端計(jì)算長(zhǎng)度折減系數(shù)，取為0.7；a-支撐架立桿伸出頂層水平桿中心線至支架可調(diào)托座支撐點(diǎn)的距離。立桿計(jì)算長(zhǎng)度兩者取大值，即l0=1600mm。

承重架采用B型承插型盤扣式鋼管支架，其特性參數(shù)如表1所示。

長(zhǎng)細(xì)比λ=l0/i=100.1≤[λ]=150滿足規(guī)范要求。查表得?=0.474，則單支立桿允許最大承載設(shè)計(jì)值64.51kN；顯然，單立桿軸力設(shè)計(jì)值N=19.90kN≤單支立桿允許最大承載設(shè)64.51kN滿足要求。

表1 承重架特性參數(shù)

3 經(jīng)濟(jì)性比較

3.1 盤扣式支架

以上述地鐵站標(biāo)準(zhǔn)段的某結(jié)構(gòu)段頂板為例，該結(jié)構(gòu)段長(zhǎng)18m，層高4.65m，結(jié)構(gòu)段寬18.5m，采用盤扣式支架橫距1200mm、縱距900mm、步距1500mm，立桿采用B-LG-2500和B-LG-1500，水平桿采用A-SG-900和 A-SG-1200。

該結(jié)構(gòu)段B-LG-2500立桿共需：

（18/0.9+1）×（18.5/0.6）=960 根

A-SG-900水平桿共需：

（18/0.9）×（18.5/1.2）×4=1200 根

B-SG-1200水平桿共需：

（18/0.9+1）×（18.5/1.2-1）×4=1176 根

總重：315×7.64+315×12.3+1200×3.2+1176×4.1=12777.3kg；經(jīng)查，盤扣式支架租賃單價(jià)折合為16元t/d，頂板按15d拆模計(jì)算該結(jié)構(gòu)的立桿的租賃費(fèi)用為：

12.777 ×16×15=3066.48元。

3.2 碗扣式支架

某地鐵車站頂板某結(jié)構(gòu)段長(zhǎng)18m，寬18.5m，層高4.65m。采用碗扣式支架，縱向間距600mm，橫向間距600mm，步距600mm。立桿采用LG-120和LG-300，水平桿采用HG-60。

該結(jié)構(gòu)段LG-120立桿共需：

（18/0.9+1）×（18.5/0.6）=960 根

該結(jié)構(gòu)水平桿HG-60共需：

（18/0.6+1）×（18.5/0.6-1）×7+（18/0.6+2）×（18.5/0.6）×7=13013 根

立桿總重：

960×7.05+960×16.48+13013×2.9=60326kg

經(jīng)查，碗扣式支架租賃單價(jià)折合為5元t/d，頂板按15d拆模計(jì)算該結(jié)構(gòu)的立桿的租賃費(fèi)用為：60.33×5×15=4524.75元

地鐵車站施工支架都是循環(huán)使用直至主體結(jié)構(gòu)施工完成，故支架所需的量更大，租賃時(shí)間也更長(zhǎng)，由此可見(jiàn)，盤扣式支架比碗扣式支架成本更低，經(jīng)濟(jì)性更好。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明承插型盤扣式支架作為目前新興的支架體系，由于其具有技術(shù)先進(jìn)、安全受控、施工效率高、節(jié)約成本等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在越來(lái)越多的工程中被采用，也是今后支架發(fā)展的趨勢(shì)。