承插盘扣式钢管支撑在地铁高支模中的应用研究

黄红宇

（中交四航局第五工程有限公司）

在建筑模板支撑体系中，扣件式钢管支撑应用普遍，但存在搭设结构复杂、效率低、配件易丢失等风险，给建筑工程施工带来不便。承插盘扣式钢管支撑是一种新型的高支模支撑，由立杆、可调螺杆、水平杆、斜杆等部分组成，通过套筒承插和楔形插销等方式连接，具有钢量小、搭设效率高、承载性能优异、安全可靠等特点。在地铁线段运用库中采用承插盘扣式钢管支撑，通过标准化构件加工、安装和应用，能够满足地铁线段运用库大跨度空间模板支撑要求，为地铁线段运用库施工奠定坚实的基础。

1 工程概况

本工程为福州市轨道交通2 号线一期工程BT 项目竹岐停车场项目，项目位于福州市闽侯县竹岐乡苏洋村。根据项目设计要求，本工程设有运用库、综合楼等8栋单体建筑，建筑面积达42558m2，建筑层数为1～3 层，建筑高度最大为8.5m（局部为10.5m），地面垫层顶标高为-1.5m，垫层为150mm 厚C15 混凝土，盖板底标高为+8.33m，单体建筑中高支模最大搭设高度为运用库9.83m。经技术研究论证，高支模施工难度大、施工周期短，如采用扣件式脚手架支撑方式难以满足施工设计要求，经研究验证，运用库采用承插盘扣式钢管支撑架，其余采用碗扣式钢管支撑架。

2 承插盘扣式钢管支撑设计与验算

2.1 承插盘扣式钢管支撑设计思路

本工程中，通过工厂标准化加工承插型盘扣支撑架构件，运输到施工现场后快速拼装形成安全稳定的结构体系，杆件节点采用盘扣承插连接方式，立杆采用套管承插连接方式，水平杆和斜杆采用杆端扣接头卡入连接盘方式，并使用楔形插销快速连接，从而在施工现场形成结构几何不变结构体系，并借助可调底托调节架体支撑高度。本工程采用的钢管支持分为两种类型，即重载型和标准型，其承重立杆材质均为Q345,重载型立杆外径60mm，壁厚3.2mm，主要用于超重荷载支撑体系；标准型立杆截面尺寸外径为60mm，壁厚3.2mm。水平杆、斜杆截面尺寸外径为48mm，壁厚为2.5，采用配套A-ST-500型号可调托座，采用配套A-XT-500 型号可调底座。

根据运用库主体结构特点及空间情况，板下支架立杆考虑间距纵向、横向间距均为0.9m，支撑立杆步距为1.2m，主要应用于楼板底部支撑及梁立杆水平支撑连接。扫地杆与地面基准距离不超过400mm。插入立杆可调托撑和可调底座长度均大于150mm，立杆顶部自由端伸出顶层水平杆可调托撑悬臂长度小于650mm。考虑到运用库结构净空间高度超过8m，为增强支撑结构稳定性，在底层、中间和上部各设置1 道水平剪刀撑。

2.2 盘扣式支撑架验算

根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规范》计算方式，借助PKPM 施工计算软件对支撑体系进行验算，工程参数取值包括：盘扣支撑用立杆钢管材料强度取值300N/mm2，水平杆钢管材料强度取205.0N/mm2，钢管材料强度折减系数取1.00。立杆钢管规格为Φ60×3.2×1500，横向水平杆钢管规格为Φ48×2.5×1740，纵向水平杆钢管规格为Φ48×2.5×1140，横跨水平杆钢管规格为Φ48×2.5×1140，楼板厚度取15mm，剪切强度以1.4N/mm2，抗弯强度12.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm2。方钢管剪切强度125.0N/mm2，抗弯强度215.0N/mm2，弹性模量206000.0N/mm2。模板自重取0.20kN/m2，混凝土钢筋自重25.10kN/m3。混凝土振捣荷载取值为1.00kN/m2，施工均布荷载标准值系统取值0.00kN/m2。地基承载力标准值系统取值130kN/m2，基础底面扩展面积系统取值0.250m2，地基承载力调整系数系统取值0.40。以此计算如下：

截面抗剪强度计算结果值T=1.441N/mm2＜设计值[T]=125.00N/mm2，最大变形量计算结果结果值v=0.494mm＜龙骨的最大挠度值，立杆的稳定性计算值σ=99.095N/mm2，σ＜设计值[f]=300.00N/mm2，浇筑时抗倾覆验算值MT=7.053kN.m＜设计值MR=29.366kN.m，基础承载力计算值fgk=130.00kPa。以上各项计算值均满足设计要求。

3 承插盘扣式钢管支撑施工

3.1 承插盘扣式钢管支撑施工工序

承插盘扣式钢管支撑搭设流程为：基础施工→梁柱结构平面位置测量放样→支撑体系搭设→模板安装→顶托标高复核与调整→支撑架加固→支撑架验收。

3.2 基础施工

在支撑体系施工前，为确保高大模板支撑体系稳固、牢靠，应找平支撑体系基础。本工程中，立杆基础已是钢筋混凝土基础，不需要考虑钢管支撑沉降问题，但应重点关注基础防滑和平整度处理，防止因基础不平整而出现倾斜，影响钢支撑搭设安全和施工安全。本工程中，在钢管支撑施工前，先由专业测量人员对脚手架搭设基础标高进行测设，确认脚手架基础有无偏差，如存在偏差则在立杆下垫设相应厚度的木方。同时，为防止立杆滑移，在立杆基础上凿除深度为1cm 孔洞，并将立杆插入孔洞中，提高立杆基础稳定性。

3.3 测量放样

为合理确定模板安装位置，提高高支模支撑体系的安装精度，应在楼面弹出梁、板位置控制线，并标记出立杆安装位置。然后，弹出柱模板支撑轴线、梁位置和水平先并安装柱头模板。

3.4 支撑架竖向结构搭设

在支撑架竖向结构搭设时，首先搭设纵向扫地杆，然后依次安装立杆、纵向水平杆、横向扫地杆和横向水平杆，再依次安装第2 步纵向水平杆和横向水平杆，并重复安装至模板标高。每根立杆底部应设置可调方钢管，方钢管规格为40×40mm，间距200mm，梁顶托采用方钢管40mm×80mm×3mm。立杆采用套管连接，在同一水平高度内相邻立杆连接位置应错开，错开高度应大于600mm。当立杆基础不在同一高度时，可采用扣件式钢管杆件连接的方式进行搭设。为确保支撑体系的稳定性，支撑楼面板、屋面板的立杆间距与支撑梁模板的立杆间距应成倍数关系。本工程中，模板支架搭设高度为9.7m，立杆布置纵向间距、横向间距均按1.20m 布设，步距按1.5m 布设（如表1 所示）。在架体搭设过程中，如施搭设条件限制，立杆步距小于1m～2m 且顶层水平杆与底模距离小于650mm 时，应将水平杆、立杆与对应的盘扣扣紧，以4 根立杆为1 组，第1 道横杆安装后先不要紧固，待第2 道横杆插入后再使用小锤敲紧。

表1 盘扣支撑架设置

3.5 顶托标高复核与调整

在支撑体系安装完成后，可根据模板安装控制线安装楼面板模板和梁模板。模板支撑立杆顶部水平杆至模板支撑点距离应控制在650mm 以内，丝杆外露长度应小于200mm，可调托座插入立杆长度应大于丝杆长度的2/3（如图1 所示）。

图1 可调托座伸出端长度

3.6 支撑架加固

为提高高支模支撑体系的稳定性，应合理布设剪刀撑。针对本工程大跨度空间模板支撑的实际情况，部分支撑体系周边结构无可靠拉结时，应在支撑体系外围连续布设竖向剪刀撑，剪刀撑间距和单幅剪刀撑宽度应控制在4～5m 范围内。本工程中，分别在架体上部、中部和底部连续布设3 道剪刀撑，剪刀撑搭设方式符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130 的相关要求。

3.7 支撑体系验收

在高支模搭设完成后，应组织开展专项验收，验收内容主要包括：可调底托插入立杆深度应大于150mm，可调底托与基础接触良好，无虚接现象；可调顶托插入立杆深度应大于200mm，并与梁支撑点、楼面板支撑点接触良好，无悬空现象；立杆综合布置间距应与设计方案一致，垂直度良好；水平杆插销敲紧，纵向、横向间距与设计方案一致；扫地杆高度应控制在400mm 以内。此外，应对剪刀撑布设效果进行检查，确保高支模体系的安全牢固。

3.8 钢管支撑使用维护

在运行库模板施工和养护期间，严禁擅自拆除支撑架体结构杆件，如与分项工程施工冲突，需修改专项工程，并在制定相应措施后报项目组批准方可实施。在高支模使用过程中，为防止模板支撑承插结构出现松动问题，应安排专人定期检查支撑体系，一旦发现问题，应立即停止施工，并组织施工人员撤离，防止施工安全事故的发生。在混凝土浇筑施工前，应对承插盘扣式钢管支撑体系进行全面检查，并安排专人对混凝土浇筑施工进行监测和记录，防止因支撑体系出现问题而影响整体浇筑施工。此外，还应当定期检查支撑体系杆件、连接件、加固件、剪刀撑的检查和维护，提高支撑体系整体性和稳定性。

3.9 钢管支撑拆除

在运用库梁、板结构混凝土强度达到设计强度要求后，应严格按支撑体系专项方案进行拆除。为避免支撑体系出现结构失稳问题，应根据运用库梁、板支撑结构特点，合理划分拆除区域和拆除顺序，先从梁、板顶托结构开始拆除，并逐层向下拆除，严禁上下同时拆除和先拆除立杆的行为。为确保施工安全，提高承插盘扣式钢管支撑构件周转次数，支撑体系拆除过程中严禁抛掷构件。

4 承插盘扣式钢管支撑应用效果评价

通过在地铁线段运用库中采用承插盘扣式钢管支撑体系，提高了高支模施工效率，缩短了施工周期，经济效益良好。同时，通过标准化加工和安装承插盘扣式钢管支撑构件，支撑结构承载力性能良好，减少了支撑体系中的螺栓、扣件等配件，便于运输、清单和转运，提高了支撑体系构件周转效率。

5 结语

在地铁线段建筑工程项目中，施工周期短、施工质量标准高，对施工技术选择与应用提出了较高的要求。作为一种新型的模板支撑结构，承插盘扣式钢管支撑能够承受弯矩、冲剪和扭矩作用，工程实践应用效果显著，具有良好的经济效益和社会效果。通过本工程应用，施工企业积累了宝贵的实践经验，在保障项目经济效益的基础上，提高了企业市场竞争力。