碗扣式脚手架在刚架桥中的应用

王权国

（南宁铁路局南宁铁路工程建设指挥部，工程师，广西　南宁　530029）



碗扣式脚手架在刚架桥中的应用

王权国

（南宁铁路局南宁铁路工程建设指挥部，工程师，广西南宁530029）

摘要：本文就新建云桂铁路的一处桥梁工程实例，对碗扣式脚手架在刚架桥施工中的应用进行探讨。文中介绍了碗扣式脚手架支撑的特点、工艺流程及构造要求和顶板模板设计概况，并对碗扣式脚手架最大荷载、立杆受压、立杆稳定进行验算，为本工程顶板采用碗扣式脚手架施工积累了经验。

关键词：碗扣式脚手架；特点；应用

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.03.015

新建云桂铁路引入南宁枢纽工程联络左、右线跨南站大道刚架桥位于南宁市环城高速公路沙井收费站前，全桥长107 m，垂直线路长度21.6 m，桥跨类型（1-14.5+2-14.5+2-14.5）m，框架桥下净高6 m，铁路设计速度120 km/h，设计荷中-活载，箱体顶面积2309.5m2，顶板厚1.35 m。

碗扣式脚手架由立杆、横杆及斜杆组成，它在房屋建筑工程中应用较多。铁路桥梁工程中采用较多的是钢管扣件式脚手架，但随着钢管及扣件原材料涨价，及铁路建设工程工期紧、任务重，近年来铁路桥梁工程特别是铁路框架桥陆续采用了碗扣式脚手架支撑替换传统的钢管扣件式脚手架支撑。

为此，对碗扣式脚手架在刚架桥施工中的应用进行探讨很有必要。

1　碗扣式脚手架支撑的特点

1.1脚手架节点受力结构合理碗扣式脚手架节点受力后力沿立杆轴向作用，立杆强度高，且节点结构具有良好的自锁能力，因此碗扣式脚手架结构整体稳定性非常好。

1.2便于运输和施工管理碗扣式脚手架各材料尺寸统一，且碗扣与立杆为合二为一，可避免了碗口的丢失，便于运输和施工管理。

1.3适用于各种不同工程由于碗扣式脚手架支杆组架灵活多变因此适用于各种不同工程。根据施工需要，碗扣式脚手架可组成模数小达0.6 m的支撑体系、另外还可根据各种的负载条件，适当调整支架的水平距离。

1.4接头装拆效率高碗扣式接头的装拆速度比其他任何支撑架接头的装拆速度都要快，提高作业效率的同时也降低了工人劳动强度。

1.5维修养护简单碗扣式脚手架因为没有螺栓，碗扣与立杆合在一起，不易遗失零扣件，且其经碰耐磕，从而方便维修养护。

2　顶板模板设计概况

顶板底模采用20 mm厚的胶合板，次肋采用100 mm×100 mm木方，间距250 mm；主肋采用100 mm× 100 mm木方，间距600 mm。模板支撑采用碗扣式脚手架，顶板模架横断面见图1所示。

图1　顶板模架横断面图

架手架立杆采用直径48 mm钢管，长度3.5 m，立杆横向间距为600 mm，纵向间距为600 mm，立杆布距为1 200 mm；整个支撑体系每隔四排顶杆增设一道纵向、横向剪刀撑，剪刀撑由支架底部至支架顶部连续设置；整个支撑体系每隔四排顶杆增设一道水平剪刀撑，从顶层开始每隔两步设置，立柱上下均设置30 cm长顶托，立柱下垫50 mm厚，长度不小于400 mm的木板。

3　碗扣式脚手架检算

初步拟定顶板支架立杆间距（横向间距）0.6 m、立杆纵距（纵向间距）0.6 m；步距均为1.2 m。

3.1确定最大荷载倒角尺寸2.4 m×0.8 m，取倒角最厚处为最大计算荷载。

顶板钢筋混凝土自重：（1.35+0.8）×26=55.9 kN/m2

模板自重取：1 kN/m2

支架自重取：1.5 kN/m2

施工人员及机具重量取2.5 kN/m2

混凝土冲击荷载取2 kN/m2

混凝土灌注振捣取2 kN/m2

恒荷载分项系数为1.2

活荷载分项系数为1.4

N=1.2×（55.9+2.5）+1.4×（2.5+2+2）=79.18 kN/m2

3.2立杆受压计算每根立杆承受的荷载N= 79.18×0.36=28.51 kN。

钢管截面积

A=3.14*482/4-3.14*422/4=423.9mm2。（钢管外径φ=48mm，壁厚t=3.5mm）

受压应力

σ=N/A=28.51/423.9=67.26 MPa。

3.3立杆稳定检算钢管抗弯截面模量

W=（∏/32）×（d 4-d 14）/d=4 493 mm3

钢管回转半径i=（d 2+d 12）1/2/4=15.86 mm

长细比λ=L0/i=（1200+2×250）/15.86=107.19＜［λ］=150

查表，得稳定系数φ=0.434

不组合风荷载：

组合风荷载：

结论：立杆稳定性满足。

4　碗扣式脚手架工艺流程及构造要求

4.1脚手架施工工艺流程硬化地面→测量放线→脚手架立杆定位→立杆垫块设置→脚手架搭设→过程检查→安设完成→验收。

4.2支撑系统的架设要求

4.2.1立杆支撑架设要求

1）所有的脚手架立杆底部都要设置垫块，垫块应是长度应大于2跨、高度大于50 mm，宽度大于150 mm的木板。

2）脚手架立杆距离为1.2 m。顶托自由段螺杆应小于200 mm。

3）上、下段的钢管立柱应轴中心对接，不得将上、下段的钢管立柱错开分别固定在水平拉杆上。

4）脚手架立杆垂直度最大偏差应不大于±50 mm，且偏差应小于1/500 H（H为支架总高度）。

4.2.2剪刀撑及水平杆架设要求

1）各个杆件节点都必须连接牢固，必须对每个连接扣件进行检查。

2）各个杆件接头应错开，同一根立杆的两个相邻接头错开的长度应大于500 mm；整个支撑结构杆件不得与施工脚手架等相连接。

3）在顶杆距离地面约200 mm高、应设置一道扫地杆。

4）在整个支撑结构外侧应设置竖向连续式剪刀撑，从杆底一直设置到杆顶，整个支撑结构中部约10m也需要设置竖向连续式剪刀撑，也是从杆底一直设置到杆顶。剪刀撑杆件的底端与地面夹角应大于45°且小于60°，并顶紧地面，保证受力传到地面。用旋转扣件扣牢所有的剪刀撑斜杆与其他立杆的相交位置。

5）整个支撑结构需与周边固定物件相牢固连接，以保证整个支撑结构的稳定性。碗扣式脚手架见图2所示。

5　碗扣式脚手架的优点

碗扣式脚手架优于扣件式脚手架的特点主要表现在以下4个方面:

1）装拆功效高，作业强度低，接头装拆速度比扣件式脚手架快，可降低劳动强度。

2）克服了构架的随意性，碗扣式脚手架采用带斜腹杆的由标准杆件组成的结构，其碗扣式连接节点的受力方式为支承受力方式，受力方向、大小清晰明确。

3）在不切割钢管的条件下，碗扣式脚手架可以安装成曲线形状，功能强大。

4）连接节点焊于立杆上，标准间距为采用60cm，能满足大部分工程使用的调高要求。

6　结束语

本工程顶板施工采用碗扣式脚手架施工，比原采用扣件式脚手架施工工期提前了约30天，为联络左右线路基填筑、运梁通道的开通争取了宝贵时间。总的说来，通过对该刚架桥的施工，为我们积累了一些施工经验，也增加了不少知识。

中图分类号：U445.35

文献标识码：B

文章编号：1006-8686（2016）03-0044-02