轮扣式钢管架在建筑工程高大模板支撑中的应用论文
摘要：本文就轮扣式钢管架在建筑工程高大模板支撑中的应用进行了探讨，结合了某具体工程实例，对工程特点及难点、高支模方案的选择等方面作了详细介绍分析，以期能为轮扣式钢管架作为新型模板及脚手架技术的推广应用提供良好的示范意义和借鉴作用。
关键词：轮扣式钢管架；高支模；施工技术；应用
扣件式模板支撑架施工方法比较繁杂，容易出现构配件丢失、搭设进度慢、局部失稳等问题，采用轮扣式模板支撑架工艺可以从根本上解决构配件丢失等通病，是减薄楼板厚度，减轻建筑物自重的可靠方法。本文结合具体的工程实例，对轮扣式钢管架在高大模板的应用作了详细探讨，旨在为其更好的应用提供参考。
1 工程概况
某高层建筑，地上28层，地下停车库2层，裙房4层，总建筑面积32122m2，总高度102.3m，裙房高度21.5m，地下室基坑开挖深度达10.1m。
2 工程特点及难点
本工程负一层层高5.35m，首至四层塔楼层高5.5m，局部塔楼大堂层高达11m及16.5m，局部裙楼多功能厅层高达9m及11m，均属于超过一定规模的危险性较大的高支模体系。
由于本工程工期紧，采用了逆作法施工。首层梁板结构（即地下室顶板）的施工工期是本工程总进度控制的关键节点。而首层梁板结构复杂，塔楼呈六边形橄榄状，塔楼首层楼板厚度为200mm（局部220厚），梁截面类型主要为400×800mm，400×1000mm，550×900mm，500×2150mm，500×2450mm，500×1750mm，500×2700mm，最大的梁为首层核心筒剪力墙上的转换梁（暗梁），跨度为8.9m。由于此梁为逆作转换梁，故其下的剪力墙需后做。该梁为变截面梁，梁截面宽度为0.8m，截面高度为2.15m，局部高度达3.15m（跨度为3.7m），该楼层层高5.35m。
为此，必须采取行之有效且经济合理的模板支撑施工工艺及施工措施，以确保安全、高效、保质、保量地完成施工任务。
3 高支模方案的.选择
根据本工程塔楼首层梁板结构的特点，将扣件式钢管支架、门式钢管支架及轮扣式钢管支撑架搭设高支模方案进行比较，发现：
（1）扣件式钢管架虽然搭设的布局比较规整，但由于搭设高度不超过5m，而每根钢管的长度为6.5m，钢管的损耗太大，故此方案不经济。
（2）若采用门式钢管脚手架搭设，该楼层梁截面较大，荷载较重，大部分梁梁底需设置双排重叠式门架及上托架支撑，工人劳动强度较大。且因大截面转换梁800mm×2150mm～800mm×3150mm自重过大，无法用常规的门架作支撑，故此方案也不合理。
（3）如果采用轮扣式钢管架作高支模支撑架，较上述两种型式的模板承重架更安全可靠、效率更高且经济合理。主要表现在以下几方面：
轮扣式钢管脚手架受力性能合理，整体承载能力强，刚度大，稳定性好。该支架由立杆、横杆、底座、顶托等四个基本部分组成。立杆上的轮扣与焊接在横杆上的插头锁紧，接头传力可靠。立杆与立杆的连接为同轴心承插，各杆件轴心交于一点。架体受力以轴心受压为主，承载力高，不易发生失稳。其轮扣接头是该多功能脚手架的核心部件，由轮扣、横插头、钢管组成。立杆上每隔 0.6m焊接一只轮扣，横杆上两端各焊接一只横插头，连接时把横杆端头的横插头插入轮扣上相对应的孔内。由于设计上的特点，只要用铁锤敲击横插头即可锁紧，横杆上加载荷时，锁紧更可靠。由于该支架无任何专用紧锁零件，拥有较强的双向自锁能力，减少了钢管连接的人为操作不当因素，施工可靠性大大提高。
该支架搭设的布局比较灵活。每支轮扣上可同时插接四支横杆，四支横杆互为 90°。全部杆件系列化、标准化，立杆及横杆配备多种规格长度，能组成模数为0.3m的多种组架尺寸，搭设灵活。经计算，首层所有梁板高支模步距均设置为1.2m。楼板支架立杆的纵横间距均设为0.9m。梁截面面积<0.875m2时，沿梁纵向轴线对称设置2排支架立杆，纵横间距均为0.9m。当0.875 m2≤梁截面面积≤1.075m2时，沿梁纵向轴线对称设置3排支架立杆，纵横间距均为0.6m。截面高度2.15m及以上的大梁沿梁纵向轴线对称设置4排轮扣式支架立杆，纵横间距均为0.6m。可采用1.8m和2.4m长的立杆及0.6m和0.9m长的横杆组合搭设模板支架。
轮扣式钢管架连接和拆卸速度远远超过了传统的门式及扣件式钢管脚手架。轮扣式支架立杆一端为套筒可直接与另一立杆插接连接，横杆通过自锁连接，无需人工锁紧扣件，只要用铁锤敲击横插头即可锁紧。因此，极大地提高了模板架的拆装效率。
对于层高为5.35m的首层梁板结构，采用1.8m和2.4m长的立杆及0.6m和0.9m长的横杆组合搭设轮扣式模板支架，避免了6.0m长的钢管需切断后才能作为立杆的大量损耗，从而节约了成本。
4 轮扣式钢管架高支模支撑体系的关键施工技术
4.1 材料准备
高支模梁板底模及梁侧模采用18mm（厚）胶合板，梁板底楞及竖向背楞采用70mm×70mm木枋，梁板底模主梁采用Ф48×3.5mm双钢管，模板支架采用带轮扣盘的Ф48×3.25mm定型立杆、带插头的横杆等。扫地杆及剪刀撑采用Ф48×3.25mm钢管。
4.2 工艺流程
（1）高支模安装工艺流程
放出轴线及梁位置线，定好水平控制标高→梁板模板轮扣式支撑架安装→架设梁底主、次龙骨于顶托上→梁底模及侧模安装→架设板底主、次龙骨于顶托上→楼板模板安装→梁板钢筋绑扎铺设→梁板混凝土浇筑→混凝土养护（达到设计强度等级的100%）→拆模令经监理审批，同意拆模，拆下顶托→拆除梁、板模板，清理模板→拆除水平拉杆、剪刀撑及立杆。
对于截面高度大于1m的梁，需先绑扎梁钢筋之后，才封闭梁侧模板。
（2）轮扣式高支模支架安装工艺流程
垫木枋及立杆布置→第一步纵横水平杆完成，再全面检查一遍构架质量，确保构架质量要求后→再进行第二步纵横水平杆安装→形成一个钢构架后按搭设进程及时装设纵横向扫地杆及钢管剪刀撑→安装可调顶托→安装钢管主梁→安装木枋小梁。
4.3 关键施工技术
（1）楼板及截面高度2.15m以下梁轮扣式钢管架的搭设要求
由于塔楼呈六边形橄榄状，塔楼首层梁板下的模板支撑架划分为七个区域，采用分区分块进行搭设，各区域之间通过水平加强杆及扫地杆以扣件连接成一个整体，共同构成满堂支撑架。
在立杆底距地面200mm高处，沿纵横水平方向设置扫地杆。模板支架可调上托丝杆外露长度超过300mm时，在原来顶层水平拉杆上增加一道水平拉杆。立杆可调底座与基础面的接触不应有松动和悬空现象。
为了增强首层梁板高支模支架的刚度，梁板下支架搭设区外侧四周设置竖向剪刀撑，从底至顶连续设置。剪刀撑底部与地面顶触，顶面和底面都用水平剪刀撑相连。支架内部纵、横向每 5 跨由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度为3m。在竖向剪刀撑顶部交点平面及扫地杆的设置层均设置连续水平剪刀撑。
支梁底模板时要校核起拱高度（1‰～2‰），随时检查梁底平整度。
每搭完一步支模架后，应及时校正水平杆步距，立杆的纵横距、立杆的垂直偏差和水平杆的水平偏差。立杆的垂直偏差不大于模板支架总高度的1/500，且不得大于50mm。
（2）对于梁截面高度2.15m及以上的核心筒转换梁梁底轮扣式
钢管架搭设的关键技术措施如下：
考虑到该梁所产生的集中线荷载较大（达43～63 kN/m），除在梁底设置纵横向剪刀撑外，模板承重架的顶部水平加强杆及底部扫地杆采用钢管连墙件，与已浇筑混凝土的核心筒墙体及钢管柱作刚性连接，以增强整体稳定性。
除满足上述规定外，在梁高2.15m～3.15m变截面处侧模增设两根钢管抛撑，以提高侧模的稳定性。抛撑与地面水平成45°，并扣接在梁底模立杆上，与地面顶紧。
为了加强高支模的整体稳定性，浇筑该梁混凝土时，采用混凝土泵车分层循环浇筑方法，浇筑高度控制在1m/小时以内。
该转换梁梁底轮扣式钢管架搭设的立面图详见图1所示。
5 高支模监测
为了保证高支模施工安全，在钢筋安装、浇砼施工过程中及砼终凝前后，必须随时对模板支架进行监测。监测重点主要是其支架变形、沉降和水平位移。
（1）在支架边角位置及中间按每隔15m间距设置监测剖面。
（2）每个监测剖面布置不少于2个支架水平位移和立杆变形监测点、3个支架沉降观测点。
（3）在浇筑砼过程中实施实时监测，监测频率每30分钟一次。当监测数据超过预警值时必须立即停止浇筑砼，疏散人员，并进行加固处理。
6 实施效果
该塔楼地下室顶板在安全施工的前提下，保质保量完成了施工任务。高支模支架最大沉降量为7.2mm，最大水平位移是8.0mm，均控制在设计警戒值以内。该层梁板模板拆除后的外观检查结果：梁轴线位置最大偏差为3.5mm，梁截面尺寸偏差为-2～+5.5mm，表面平整度最大偏差为5mm，均达到了施工规范的合格标准。
7 结语
综上所述，相对扣件式模板支撑架施工方法比较繁杂，容易出现构配件丢失、搭设进度慢、局部失稳等问题，轮扣式钢管架在高大模板支撑体系的应用中安全高效、经济合理，虽然目前在房屋建筑工程中应用很少，但是笔者相信在以后，随着建筑技术的发展，轮扣式钢管架的应用会越来越广泛。
参考文献：
[1]庄赞平、林远.轮扣式钢管架在模板支撑中的应用[J].山西建筑.2009（33）.
[2]蓝海平.扣件式钢管脚手架用作高大模板支撑时应注意的事项[J].建筑安全.2006（04）.
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