肖軍（正能建工集團(tuán)有限公司，重慶401220）

盤扣支架使用過程中的風(fēng)險(xiǎn)管控

肖軍
（正能建工集團(tuán)有限公司，重慶401220）

盤扣支架作為一種新型支架，由豎桿、橫桿、斜桿、可調(diào)底座及可調(diào)托座等構(gòu)配件組成。由于立桿采用了Q345材質(zhì)，它的承載力明顯大于普通鋼管和碗扣鋼管支架，越來越受到各施工單位的歡迎，廣泛應(yīng)用于市政工程和公路工程等。由于它的裝配程度高，有些單位忽略了一些重要的構(gòu)造措施，造成了隱患。

盤扣支架；附墩；地基處理；承載力試驗(yàn)；側(cè)模支承；風(fēng)險(xiǎn)管控

1 盤扣支架概況

盤扣支架作為一種新型支架越來越受到各施工單位的歡迎，廣泛運(yùn)用于各種工程。《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》JGJ231-2010的發(fā)布，對指導(dǎo)施工單位合理設(shè)計(jì)及施工起了很大的作用[1]。由于支架立桿的材質(zhì)為Q345，承載力大，搭設(shè)的間距也比碗扣支架和普通鋼管支架大。人們?nèi)菀资芰?xí)慣的影響，認(rèn)為兩種支架的地基處理一致。同樣是立桿，普通鋼管單根受力1t左右，而盤扣支架的立桿的受力通常達(dá)到了7～8t，所以兩種鋼管支架的地基處理的要求也是不同的。

同時(shí)，盤扣支架的搭設(shè)高度較高，橋墩高度5～20m均有使用，支架搭設(shè)最大高度可以達(dá)到24m。高速公路匝道的縱向坡度均較大，在混凝土澆筑過程中尚未硬化前，對支架整體有一個(gè)水平?jīng)_擊力。如果忽略支架在這種情況下的水平力也會(huì)造成安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 某工程概況

渝X高速公路某立交（一期）為一般互通式立交，包括大道主線、AB匝道、1#人行天橋和2#人行天橋。

主線橋梁（K6+884.624-K7+344.624）全橋長460m，共分為兩幅，第一聯(lián)至第四聯(lián)為30m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，梁高均為1.6m;墩柱高度16～20m。A匝道橋（AK0+176.000-AK0+ 301.000）全橋長125m，全橋共分為二聯(lián)，均為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，梁高1.6m；B匝道橋（BK0+093.681-BK0+415.681）全橋長322m，橋梁寬度由8.3m漸變至10.3m。上部結(jié)構(gòu)分為三聯(lián)，第一聯(lián)、第二聯(lián)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，梁高1.6m;墩柱高度5m～18m。

上部結(jié)構(gòu)采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，箱梁采用天泵澆筑，分二次澆筑：第一次澆筑底板和腹板，第二次澆筑頂板和翼板。施工縫預(yù)留在頂板下倒角低緣。

3 支架設(shè)計(jì)

施工單位在施工前編制了專項(xiàng)安全方案，并通過了專家論證。專家在論證過程中，對架體的間距、構(gòu)造要求都作了詳細(xì)的要求。尤其是地基承載力，專家特別要求作地基承載力試驗(yàn)。

3.1 支架基礎(chǔ)

根據(jù)地質(zhì)勘探資料，施工單位應(yīng)對地基基礎(chǔ)按照預(yù)先制定的專項(xiàng)方案進(jìn)行嚴(yán)格處理，地基處理過程中，監(jiān)理進(jìn)行旁站，確保地基承載力滿足支架設(shè)計(jì)要求，須大于0.4MPa。經(jīng)過對支架受力的驗(yàn)算，支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為15cm厚的C20混凝土，為安全考慮，每根立桿下墊邊長20cm的C20混凝土墊板，厚度為10cm。地基處理完畢正式搭架之前，應(yīng)作地基承載力試驗(yàn)，每跨不少于一處，合格后方可進(jìn)入下一步工序。

3.2 支架布置

根據(jù)箱梁設(shè)計(jì)圖紙，橫橋向支架立桿布置間距為1200mm（在腹板位置為900mm），縱橋向布置間距為1500mm，步距為1500mm。頂部最上一層水平桿的間距控制在1000mm以內(nèi)。在支架頂托上，橫橋向布置16號工字鋼作為橫向分配梁，縱橋向采用120mm×120 mm木方作為縱向分配梁，木枋上布設(shè)18mm厚高強(qiáng)竹膠板。腹板模板也采用高強(qiáng)竹膠板，背枋采用50× 100mm木枋，圓鋼拉桿對拉支承。

3.3 構(gòu)造處理

（1）架體所有與墩柱相交處必須將整個(gè)架體與墩柱相連接成為一個(gè)整體，以確保支架的穩(wěn)定性；

（2）水平斜撐：在支架范圍內(nèi)，中間層每隔4.8m設(shè)置一道水平鋼管剪刀撐；

（3）滿設(shè)豎向斜桿，在底層及頂層設(shè)置水平對角橫桿。

3.4 采用盤扣支架的范圍

（1）A線匝道；

（2）B線匝道（第三聯(lián)除外）；

（3）主線（第一、二跨除外，采用貝雷梁支架跨越河流）。

4 出現(xiàn)的問題

施工單位搭設(shè)了盤扣支架，并做了荷載試驗(yàn)，澆筑了兩次混凝土。在混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度并準(zhǔn)備進(jìn)行張拉時(shí)，工人在檢查過程中發(fā)現(xiàn)：局部立桿變形，豎向成S型。

5 原因分析

5.1 基礎(chǔ)處理不到位

該工程支架搭設(shè)區(qū)域原為種植土、水田及小河等。項(xiàng)目最先考慮的是碗扣支架方案，并按碗扣支架的承載力對支架基礎(chǔ)進(jìn)行了處理：將水田的水放干，挖掉上部的松軟部位，回填了一些路基上開挖出來的頁巖;種植土區(qū)域?qū)⒈砻娓燎謇砗螅不靥盍隧搸r;在頂部澆筑了10cm的密封混凝土。

碗扣鋼管的布置間距通常為60cm×90cm，該工程盤扣立桿布置間距達(dá)到了120cm×150cm，單根盤扣立柱所要求的承載力是碗扣支架的3.3倍。施工方案要求將松軟部位清除，并回填砂卵石或土夾石，并且層層碾壓，在澆筑密封混凝土前必須檢測地基承載力。令人遺憾的是，檢測地基承載力這一項(xiàng)非常重要的工作被省略了。

施工方案中密封混凝土的厚度是15cm，并在每根立桿的底部布置一個(gè)20cm寬的墊塊。但實(shí)際施工的密封混凝土厚度是10cm。二者承載力差距是多少呢？根據(jù)《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》TB10110-2011，按地基經(jīng)過處理后達(dá)到的承載力0.4MPa，以圖1受力模式分兩種情況進(jìn)行計(jì)算[2]。

圖1 兩種支架布置的受力對比

（1）密封混凝土的厚度是15cm（上部墊塊為20cm寬）：

按《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》TB10110-2011第4.4.8條，面積A的計(jì)算為（B為墊塊寬度200mm，h為混凝土墊層高度150mm，按45度擴(kuò)散角擴(kuò)散）：

（2）密封混凝土的厚度是10cm（上部底塊10cm寬）：

按《鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程》TB10110-2011第4.4.8條，面積A的計(jì)算為（B為底塊寬度100mm，h為混凝土墊層高度100mm，按45度擴(kuò)散角擴(kuò)散）：

（3）兩種地基處理措施承載力比較

N1/N2=100/36=2.8倍

在地基承載力均等于0.4MPa的情況下，按方案施工的承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際的承載力。

5.2 整個(gè)架體未附墩

施工方案中要求：架體所有與墩柱相交處必須將整個(gè)架體與墩柱相連接成為一個(gè)整體。但現(xiàn)場實(shí)際搭設(shè)的支架架體高度近20m，整個(gè)支架未見一處與墩柱相連接成為一個(gè)整體?；炷猎跐仓笪从不疤幱谝夯癄顟B(tài)（流動(dòng)狀態(tài)），混凝土?xí)χЪ墚a(chǎn)生一個(gè)水平力。比如：工程縱坡2%，一跨混凝土重量1000t，三跨3000t，將產(chǎn)生3000t×2%=60t的水平力，由于整個(gè)支架未附墩，水平力沒有約束加以抵消，將由自身承載，架體在水平力作用下產(chǎn)生變形。

5.3 腹板模板斜撐在架體上產(chǎn)生橫向沖擊力

施工方案中，對腹板兩側(cè)的模板是采用圓鋼拉桿，對拉支承混凝土澆筑過程的水平力。在實(shí)際施工中取消了對拉螺桿，直接將側(cè)模用斜鋼管支承在架體上。

混凝土在振搗過程中會(huì)對側(cè)模產(chǎn)生沖擊力，混凝土在硬化前會(huì)對側(cè)模產(chǎn)生水平力，這些力都會(huì)直接對架體產(chǎn)生一個(gè)橫向的沖擊力。如果箱梁左右對稱澆筑，兩邊的沖擊力還可互相抵消;但實(shí)際施工過程中，很難做到絕對的同時(shí)澆筑。所以，單邊產(chǎn)生沖擊力引起了支架局部橫向變形。這也是該橋在荷載試驗(yàn)時(shí)立桿沒有發(fā)生變形的原因：因?yàn)樵诤奢d試驗(yàn)時(shí)支架只是承擔(dān)豎向荷載，沒有水平?jīng)_擊力。現(xiàn)行的荷載試驗(yàn)方法：水壓法、砂袋裝載法、鋼筋試壓法都不能夠模擬水平?jīng)_擊力。所以，即使支架通過了荷載試驗(yàn)也不能麻痹大意?！督ㄖ┕こ胁逍捅P扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》中有明確要求：應(yīng)保證立桿保持軸心受力狀態(tài)[1]。當(dāng)架體承擔(dān)水平力且沒有相關(guān)的約束措施時(shí)，它就變成了壓彎構(gòu)件，承載力大大降低。

5.4 支架縱向斷開處未有效處理

該橋?yàn)閺澠滦睒?，?nèi)弧短，外弧長，由于支架沿內(nèi)弧邊搭設(shè)，在縱向每隔一定的距離外弧邊會(huì)產(chǎn)生一個(gè)三角區(qū)。在施工方案中已考慮到了這種情況，采用普通鋼管將斷開的兩部分架體連接成為一個(gè)整體?！豆窐蚝┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》JTG/T F50-2011第5.4.1條：（3）“滿布支架，應(yīng)加強(qiáng)斜向連接與支撐，以保證支架的整體穩(wěn)定”，也對此作出了明確的規(guī)定[3]。

實(shí)施時(shí)，沒有將斷開的兩部分架體連接成為一個(gè)整體各自受力。在混凝土沖擊力及混凝土振動(dòng)荷載的作用下，由于沒有構(gòu)造措施加以約束，支架頂部自由變形，造成了局部區(qū)域立桿豎向變成S形。

6 結(jié)論

盤扣支架作為一種新型支架應(yīng)用越來越廣泛。為保證質(zhì)量和安全，應(yīng)高度重視以下問題：地基處理與承載力試驗(yàn)；架體附墩；嚴(yán)禁側(cè)模支承在架體上；支架縱向要連接成為一個(gè)整體。

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ231-2010建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]中華人民共和國鐵道部.TB10110-2011鐵路混凝土梁支架法現(xiàn)澆施工技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國鐵路出版社，2011.

[3]中華人民共和國交通部.JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2011.

責(zé)任編輯:孫蘇，李紅

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本刊編輯部

Risk Management and Control of Plate Fastener in Application

Plate fastener is a new type of holder,composed of vertical bar,cross bar,adjustable pedestal and adjustable bracket and so on.Since the vertical bar is made from A345 material,its bearing capacity is significantly greater than that of common steel tubes and bowl steel tube holders.Therefore, it's getting increasingly popular by construction units and extensively applied in municipal engineering and highway engineering.However,because its preparation requirements are high,some construction units cause hazards for ignoring some important structural measures.

plate fastener;attached pier;foundation treatment;bearing capacity test;lateral model support;risk management and control

TU74

A

1671-9107（2017）05-0044-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2017.05.044

2017-03-14

肖軍（1975-），男，重慶人，本科，高級工程師，主要從事橋梁施工管理技術(shù)、舊橋加固和鋼棧橋設(shè)計(jì)工作。