承插型不銹鋼管支模架的加工與應(yīng)用

  通過對承插型不銹鋼管支模架的研究，闡述了實(shí)際生產(chǎn)加工和工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，比較分析了其與傳統(tǒng)鋼管扣件式支撐架的綜合指標(biāo)。結(jié)果表明:承插型鋼管支模架在8m以下的普通房屋建筑領(lǐng)域，應(yīng)用效果良好。在實(shí)際使用中，掌握好生產(chǎn)加工及材料計(jì)劃的關(guān)鍵點(diǎn)，可以有效提高整體架體質(zhì)量。對承插型不銹鋼管支模架的生產(chǎn)加工和應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，可為現(xiàn)有模架市場新產(chǎn)品的升級提供參考。

  2017年我國建筑業(yè)完成總產(chǎn)值21.39萬億元，完成房屋施工面積131.72億m2，估計(jì)施工模架年產(chǎn)值約4000億左右。近年來，建筑結(jié)構(gòu)和施工工藝呈現(xiàn)多樣化發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的支撐體系很大程度上無法適應(yīng)多樣化結(jié)構(gòu)的施工要求，因此不同類型的支模體系應(yīng)運(yùn)而生，新型支撐體系包括:門式、盤扣式、輪扣式等在施工中得以廣泛地應(yīng)用。國家也在鼓勵(lì)新型的支模體系的發(fā)展，2011年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布了《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ 231)，2015年四川省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布了《四川省建筑施工承插型鋼管支模架安全技術(shù)規(guī)程》(DBJ5/T046－2015)，2017年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部把銷鍵型腳手架及支撐架列入了《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)》，這一系列規(guī)范的發(fā)布和推廣措施的實(shí)施，極大地促進(jìn)了新型模架支撐體系的發(fā)展，對市場起到了積極地引導(dǎo)作用。

  承插型不銹鋼管支模就是屬于銷鍵型腳手架及支撐架10項(xiàng)新技術(shù)的范疇，由于其結(jié)構(gòu)形式簡單、搭拆方便、損耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)近年來在施工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。文章通過對承插型鋼管支模架的調(diào)查研究、加工和實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用，總結(jié)了各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)分析比較傳統(tǒng)的鋼管扣件式支撐架的各項(xiàng)綜合指標(biāo)，提高了對承插型鋼管支模架的認(rèn)識，旨在為現(xiàn)有的模架市場新產(chǎn)品的升級提供實(shí)際經(jīng)驗(yàn)(承插型鋼管支模架俗稱輪扣，以下簡稱“輪扣”)。

一、輪扣式支模架

1. 支模架簡介

  輪扣式支模架由輪扣立桿、水平桿和扣件式鋼管組合形成的模板支架。立桿采用連接套管承插連接，水平桿采用桿端焊接承插頭插入立桿承插座連接，水平和豎向剪刀撐采用鋼管扣件與立桿或水平桿固定組合形成能承受相應(yīng)荷載，為建筑施工提供作業(yè)條件的支撐結(jié)構(gòu)架體，根據(jù)架體的形式分為框架式模板支架和桁架式模板支架。

2. 輪扣桿件

  輪扣架體由立桿、水平桿和斜桿組成，圖分別是1200mm立桿和600mm水平桿。

3. 輪扣連接節(jié)點(diǎn)

  輪扣的豎向方向的連接采用連接套管，水平方向連接采用水平桿端的承插頭和立桿上的承插座構(gòu)成。

二、生產(chǎn)加工

  支撐架的安全可靠型是施工措施中非常重要的指標(biāo)，要保證輪扣的質(zhì)量一定要建立完善的質(zhì)量加工體系標(biāo)準(zhǔn)，包括:材料采購、加工精度、焊接質(zhì)量等。作者認(rèn)為只有通過各個(gè)環(huán)節(jié)的過程控制最終才能保證質(zhì)量，所以必須要建立自己的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系和工藝流程以保證輪扣的質(zhì)量。

1. 確定桿件尺寸

  在DBJ5/T046－2015中對立桿和水平桿尺寸沒有明確的闡述，而實(shí)際應(yīng)用中立桿和水平桿大多都采用0.3m模數(shù)。圖為常用的輪扣桿件尺寸(立桿套筒延長部分110mm;水平桿尺寸為立桿中心間距，實(shí)際水平桿尺寸要扣除不銹鋼管直徑48mm)。

2. 加工的主要關(guān)注點(diǎn)

 輪扣加工下料一般都采用手工圓盤鋸和專用切管圓盤鋸，專用切管圓盤鋸的精度較高，一般都能保證下料尺寸，并且切割面好，基本能滿足下一環(huán)節(jié)的焊接，但是缺點(diǎn)是速度慢、鋸片價(jià)格貴。如果用手工鋸則恰恰相反，速度快、毛刺多，需要增加去毛刺環(huán)節(jié)。立桿焊接則推薦采用二氧化碳保護(hù)焊，既可保證焊接質(zhì)量，效率也比較高。可以先用工裝定位后，再加固焊的方式。水平桿焊接則是輪扣水平方向的連接是通過小插頭和花盤之間插接，對水平桿的精度有比較高的要求。有些公司在加工水平桿時(shí)省略了定位焊環(huán)節(jié)，但作者認(rèn)為如果用手工鋸下料，一般都不能保證水平桿±0.5的公差，最好還是先工裝定位焊以后再用機(jī)器滿焊的工藝以保證加工精度。舊管改制的問題是很多公司都利用自有的舊鋼管來改制加工輪扣，由于部分舊不銹鋼管的壁厚、材質(zhì)、外觀尺寸等質(zhì)量無法達(dá)到表2的標(biāo)準(zhǔn)。如果用舊鋼管改制輪扣必須要在下料工序前增加選管和機(jī)器校直的工序，以保證最終的產(chǎn)品質(zhì)量。

三、架體結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能

  輪扣的連接方式屬于半剛性節(jié)點(diǎn)連接，在DBJ5/T046－2015中針對節(jié)點(diǎn)有比較明確的力學(xué)性能指標(biāo)，包括:花盤抗剪、節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、插頭焊接抗剪等。圖是輪扣的力學(xué)性能檢驗(yàn)表，檢驗(yàn)的主要指標(biāo)是花盤和小插頭的焊接強(qiáng)度。但作者認(rèn)為針對整個(gè)架體的受力情況有兩個(gè)問題更需要關(guān)注，即輪扣加工的精度、剪刀撐的設(shè)置。由于輪扣的適用范圍是8m以下的普通房建，節(jié)點(diǎn)的受力固然重要，但作為整個(gè)架體更重要的應(yīng)該是輪扣立桿和水平桿的精度，只有保證小插頭和花盤能夠很好的連接，保證立桿的下料尺寸和套筒的焊接質(zhì)量，最終才能確保立桿軸心受力，確保整個(gè)架體的穩(wěn)定。

  在DBJ5/T046－2015的構(gòu)造要求中，關(guān)于剪刀撐、斜桿設(shè)置中明確要求框架式支模架“在架體縱橫向分別由底至頂設(shè)置連續(xù)封閉豎向剪刀撐”，豎向剪刀撐“傾斜角度應(yīng)在45°～50°，應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)扣件每步與立桿或水平桿固定，旋轉(zhuǎn)扣件中心靠近主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于150mm。而實(shí)際應(yīng)用中輪扣的立桿間距是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)來確定的，由于立桿間距不同導(dǎo)致立桿花盤、套筒和剪刀撐鋼管、扣件之間相互沖突，很難實(shí)現(xiàn)圖中所示剪刀撐的布置，應(yīng)采用格構(gòu)柱的剪刀撐方式更為合理。

四、實(shí)際應(yīng)用

  實(shí)際施工過程中輪扣主要應(yīng)用在8m以下的普通房建中，在300mm以內(nèi)的板厚支撐都能夠滿足要求，輪扣在實(shí)際應(yīng)用基本上都只考慮板底，梁底支撐采用普通鋼管扣件加固。該文略去受力計(jì)算部分，主要介紹輪扣材料的計(jì)劃和組織。按照圖所示，立桿的盤間距為0.6m模數(shù)，立桿、水平桿長度是0.3m的模數(shù)，因此輪扣支模架的步距有0.6m、1.2m、1.8m三種。立桿間距有1.2m×1.2m、1.2m×0.9m、1.2m×0.6m、0.9m×0.9m、0.9m×0.6m、0.6m×0.6m共6種?，F(xiàn)在的普通房建項(xiàng)目支模架的主梁通常都采用Φ48的不銹鋼管，小梁采用5cm×10cm的木方，可以比較好的與輪扣搭配使用，輪扣支撐簡圖見圖。

關(guān)鍵環(huán)節(jié)是主要需要關(guān)注自由端超標(biāo)和立桿錯(cuò)縫搭接兩個(gè)問題，自由端超標(biāo)輪扣的最上端一個(gè)花盤距離不銹鋼管端的距離是350mm，根據(jù)DBJ5/T046－2015要求自由端高度不超過500mm，因此實(shí)際頂托調(diào)節(jié)高度應(yīng)不超過150mm。必須提前測算具體使用區(qū)域的頂托調(diào)節(jié)高度是否符合要求。主桿錯(cuò)縫搭接是輪扣5m以上的支撐架在立桿的搭配必須考慮錯(cuò)縫的搭接，配置立桿時(shí)必須要考慮自身的物資情況能否滿足要求(特別注意1.5m和0.9m立桿花盤距鋼管600mm)。

  以2017年成都城市音樂廳項(xiàng)目為例介紹其在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，圖成都城市音樂廳輪扣施工現(xiàn)場成都城市音樂廳建筑面積10.26萬平方米，地下部分四層6.39萬平方米地上部分3.86萬平方米，包括觀演廳、公用大廳、培訓(xùn)廳、辦公、停車場及配套設(shè)施等，結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，作為成都市重點(diǎn)項(xiàng)目，工期很緊，地處市中區(qū)施工場地和交通受限，項(xiàng)目組通過研究決定大量采用輪扣做支撐。輪扣使用在材料組織和計(jì)劃分為三個(gè)步驟:確定區(qū)域、配置立桿、統(tǒng)計(jì)用量。

1. 確定區(qū)域:根據(jù)圖紙劃分出計(jì)劃搭設(shè)的區(qū)域和面積，統(tǒng)計(jì)出實(shí)際架體的高度。

2. 配置立桿:根據(jù)架體高度設(shè)置立桿，分析頂托的調(diào)節(jié)高度是否超過了規(guī)范的要求(自由端≤500mm)，是否有方案解決。5m以上需錯(cuò)縫的立桿配置方案。

3. 統(tǒng)計(jì)用量:按照立桿配置表統(tǒng)計(jì)出各區(qū)域的具體用量。方法可以通過立桿點(diǎn)位布置圖，圖為音樂廳局部的立桿布置圖，通過立桿布置圖可以非常準(zhǔn)確地計(jì)算出材料用量。也可以憑經(jīng)驗(yàn)估算，表為數(shù)量統(tǒng)計(jì)表。分區(qū)域的數(shù)量統(tǒng)計(jì)對材料組織非常重要，是項(xiàng)目精細(xì)化管理的重點(diǎn)，在施工過程中還應(yīng)考慮到材料周轉(zhuǎn)的情況，才能最終實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

五、不銹鋼管扣件支模架的比較

1. 輪扣的優(yōu)勢

(1) 搭拆效率高: 輪扣最突出的特點(diǎn)是搭拆效率高，當(dāng)提前計(jì)劃好了材料后，搭拆速度比普通不銹鋼管扣件要快1/3左右。

(2) 綜合價(jià)格低: 在相同的支模架體中，輪扣式和不銹鋼管扣件式鋼管的用量(延長米)基本相同，相差不超過1/10，而普通鋼管需要增加扣件用量，由于扣件損耗比較嚴(yán)重，達(dá)到5%～7%，而質(zhì)量較好的輪扣損耗還不到1%，損耗低是輪扣突出優(yōu)勢之一。目前，租賃公司普遍都利用原有的舊不銹鋼管改制輪扣，進(jìn)一步降低了輪扣的成本，綜合價(jià)格低是輪扣迅速推廣的重要因素。

(3) 便于管理: 輪扣具有定尺和工具式的屬性，方案設(shè)計(jì)和材料計(jì)劃比較簡潔清晰，現(xiàn)場材料堆碼整齊、清點(diǎn)容易，配套的主次梁和鋼管都比較容易采集，容易實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的精細(xì)化管理，適合現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)化施工管理的需要。

2. 存在問題

(1) 盲區(qū)問題:如圖所示，輪扣立桿上端的第一個(gè)盤到不銹鋼管端的距離是350mm，而安全規(guī)程要求第一道水平桿到頂托自由高度＜500 mm，這就意味頂托的調(diào)節(jié)高度只有150mm，如果考慮到頂托螺母的尺寸在架體拆除過程中必須要有一定間隙，頂托的調(diào)節(jié)高度僅僅只有100mm左右，這樣就造成了架體搭設(shè)高度不可能全覆蓋。

(2) 扣件和花盤、套筒沖突的問題:輪扣、鋼管、扣件構(gòu)成了支模架體，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)需要扣件連接的地方有花盤和套筒，導(dǎo)致無法用扣件連接的情況，包括梁底的間橫桿、剪刀撐。輪扣在使用過程中主要存在以上兩個(gè)方面的問題，但通過前期的方案優(yōu)化大多還是可以解決。

  隨著建筑結(jié)構(gòu)和施工工藝的多樣化發(fā)展，市場上對多樣性的支模體系也有相應(yīng)的需求。輪扣由于其結(jié)構(gòu)形式簡單、搭拆方便、損耗低、價(jià)格便宜等原因，使用在8m以下普通房建模板支撐上可以取得良好的效益，但必須要掌握好生產(chǎn)加工、材料計(jì)劃的關(guān)鍵點(diǎn)，以保證整體架體質(zhì)量為前提。