李崢　張晉鋒

摘 要：隨著科技的進步和工業(yè)文明的不斷發(fā)展，扣件式鋼管支撐架已經(jīng)被廣泛的運用于各類模板支架系統(tǒng)當中，它的使用與設計直接關系到施工的質(zhì)量和安全。盡管行業(yè)內(nèi)的規(guī)范性文件對扣件式鋼管模板支撐架已經(jīng)有了部分規(guī)定，但是許多學者依舊認為當前所使用的這些方法并不完善，仍然會對模版支撐架的使用安全造成隱患。

關鍵詞：扣件式鋼管模版；支撐架；立桿；承載力

引言

扣件式鋼管模板支撐體系是指，使用扣件將鋼管固定在一起，從而形成一個空間結(jié)構(gòu)，由此來承載多種荷載作用的臨時性支撐體系。雖然只是一種臨時性的支持系統(tǒng)，卻在例如混凝土結(jié)構(gòu)等諸多工程施工中有著極為重要的地位，該支持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性同樣也是保證工程質(zhì)量的關鍵問題。

1 立桿排列平面形狀對單立桿穩(wěn)定承載力的影響

在扣件式鋼管模版支撐架的搭建中，搭建質(zhì)量（如搭設過程中橫向沒有垂直等）、桿件的初始缺陷（如斷面偏差、鋼管的初始彎曲以及銹蝕等）、把扣件與鋼管的實際質(zhì)量以及立桿與水平桿連接節(jié)點的扣件松緊程度等問題統(tǒng)稱為廣義上的初期缺陷，用假想的水平力替代支撐系統(tǒng)初期缺陷對于高支模架體的穩(wěn)定承載力的影響[1]。伴隨著初期缺陷的增多，支撐架穩(wěn)定承載力了不斷下降，而且降低趨勢明顯。所以，只有嚴格遵照有關規(guī)定進行施工，控制并調(diào)整好支撐體系的初期曲線，才能保證支架的穩(wěn)定與安全。

另外，許多情況下，支架的初期缺陷難以量化準確，無法給出一個確定的數(shù)值作為計算依據(jù)，因此，只有采取嚴格控制搭設質(zhì)量嚴格和搭設材料，加強管理等方法對此類問題加以解決。

1.1 無水平向及豎向剪刀撐時模板支架的穩(wěn)定承載力

在立桿平面布置成正方形且將其縱橫向跨數(shù)逐步遞增的情況考慮進來，可以發(fā)現(xiàn)，隨著縱橫向跨數(shù)（平面邊長）的增加，一根立桿的穩(wěn)定承載力也逐步增加。其原因是因為隨著縱橫跨數(shù)增大，給予中間位置立桿的約束也同時增大。

但是，當立桿布置不為正方形時且跨數(shù)沒有逐漸遞增時，每根立桿其穩(wěn)定承載能力取決于短邊邊長，而且它的穩(wěn)定承載力與以短邊邊長為長度的正方形架體系統(tǒng)立桿的穩(wěn)定承載能力相同。在上述兩種情況下，支撐系統(tǒng)失穩(wěn)時的彎曲方向垂直于長邊方向。

1.2 水平向及豎向剪刀撐對支撐系統(tǒng)的影響

如果依照要求進行水平向和豎向的剪刀撐，假定每個桿件與剪刀撐之間的聯(lián)結(jié)點作為交接點，計算后會發(fā)現(xiàn)，與無剪刀撐的情況相比，支撐體系中立桿穩(wěn)定承載能力有顯著的上升。

假定考慮平面尺寸大小的影響，經(jīng)過比較會發(fā)現(xiàn)當平面尺寸增大時，立桿的存在數(shù)量也會增多。雖然水平及豎向的剪刀撐也在不斷增多，但是平均看來，剪刀撐對于支架中每根立桿的約束作用會不斷減小[2]。但是，在支撐系統(tǒng)立桿跨數(shù)的數(shù)量增大到一定范圍時，剪刀撐的增加又會讓每根立桿所受到的約束變多。另外，當立桿的平面設計成長方形時，各立桿的未定承載能力會低于以短邊為正方形的支撐體系，與其邊長為正方形的架體相當。

2 構(gòu)造要求對立桿穩(wěn)定承載力的影響

2.1 水平剪刀撐的影響

在鋼架模型下，如果不添加水平剪刀撐，則立桿的穩(wěn)定承載力可以達到68000N，但隨著添加水平剪刀撐的層數(shù)的不斷增多，支撐體系的立桿的穩(wěn)定承載力也會出現(xiàn)小幅的穩(wěn)定上升。當實現(xiàn)每層都添加水平剪刀撐的條件下，扣件式鋼管模板支撐架的立桿的穩(wěn)定承載力增長為70050N，與之前相比僅上升了百分之三。由此可見，扣件式鋼管模板支撐架立桿的穩(wěn)定承載能力與水平剪刀撐的數(shù)量并沒有實質(zhì)性的關系。

2.2 掃地桿的影響

在取消全部掃地桿，并且不考慮水平向及豎向剪刀撐的影響時，分別對高度不同的架體進行計算后會發(fā)現(xiàn)，在此類情況下，支撐體系的高度對于立桿穩(wěn)定承載力的計算并沒有很大的影響。在架體破壞失穩(wěn)時，變形彎曲都基本上只發(fā)生在靠近地面的第一層，該體系的穩(wěn)定承載能力僅僅達到了帶掃地桿支撐體系的三分之一。

如果，只考慮在支撐體系的一個方向設置掃地桿，之后再對上述情況進行相同的分析計算后會發(fā)現(xiàn)，無論支撐體系處于那種高度，其立桿穩(wěn)定承載的能力都不會增加，等同于沒有安裝掃地桿時的承載能力，不同僅在于立桿失穩(wěn)彎曲是的方向轉(zhuǎn)為垂直于掃地桿。

2.3 豎向剪刀撐的影響

假設，僅將豎向剪刀撐坐在支撐體系的兩個對面，經(jīng)過計算后會發(fā)現(xiàn)，該體系中立桿穩(wěn)定承載能有所上升，但上升數(shù)值不到百分之二。但是，如果在支撐體系的四面都附加豎向剪刀撐，那么立桿豎向的穩(wěn)定承載能力與不加時比較上升了百分之二十三。由此可見，豎向剪刀撐對于扣件式鋼管模板支撐架中立桿的穩(wěn)定承載能力有極大的提升和顯著而對影響。

2.4 水平剪刀撐與豎向剪刀撐之間的相互作用

在支撐體系四面都附加豎向剪刀撐的狀態(tài)下，如果將水平剪刀撐的數(shù)量繼續(xù)增加，那么整個支撐體系中立桿的穩(wěn)定承載能力也會逐步提升，但在數(shù)值的變化上很小，當按照每兩步布置一層的規(guī)范布置時，其穩(wěn)定承載能力的增加量也僅為百分之四[3]。由此可見，架體立桿的穩(wěn)定承載能力并不會受水平剪刀撐的太大影響。

3 影響扣件式鋼管支撐架立桿承載力的其他因素及解決方法

3.1 工程質(zhì)量因素

依據(jù)工程項目管理理論，影響工程質(zhì)量的因素可以分為環(huán)境的不利影響、人的不安全因素和物的不安全狀態(tài)。因此，在搭設扣件式鋼管模板支撐架的過程中，不光要關注技術方面的問題，同時也不能忽略種種環(huán)境因素和管理環(huán)節(jié)對支撐體系穩(wěn)定性的影響。無序的管理和混亂的秩序常常是導致事故發(fā)生的重要誘因。

所以，在搭設扣件式鋼管模板支撐架前首先要編制專項的方案、計算書等等，必要的時候可以請專家前往論證，在得到相關單位、部門審批后才可進入實際搭建。另外，在混凝土澆筑和扣件式鋼管模版支撐架搭設的過程中，必須嚴格按照法規(guī)條文和方案施工，同時還要保證隨時監(jiān)控支撐體系的穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)隱患應該及時排除。

3.2 其他風險因素

每當一個項目投入營運之前，必然要經(jīng)過風險衡量的過程。在這個過程中，風險被具體的量化為了關于損失嚴重性和發(fā)生概率的函數(shù)，同時與風險量進行相對的比較，從而確定該風險的嚴重性。從等級上，風險量可以分為：很小、小、中等、大和很大五個等級。在扣件式鋼管模版支撐架的搭設過程當中，有很多風險都能達到大或很大的等級。因此，對于扣件式鋼管模版支撐架中所存在的各類問題都應該加以重視，同時也要強化控制和管理，將隱患扼殺于搖籃中。

扣件式鋼管模板支撐架的搭設是一項復雜且系統(tǒng)的工程，在搭設的過程當中稍有疏忽都會對支撐架整體的安全產(chǎn)生不利影響，嚴重的更有可能引發(fā)架體的倒塌。盡管在相關的規(guī)章制度中對于立桿穩(wěn)定等各方面問題都有要求，但是，對于剪刀撐的規(guī)定也僅僅是停留在對于構(gòu)造的控制上。由于剪刀撐的設置直接影響到模板支撐體系的安全，所以在施工中對于剪刀撐的設置同樣要加以重視，必要時也可添加到相關的法律條文當中。

參考文獻

[1]余宗明，新型腳手架的結(jié)構(gòu)原理及安全應用[M].北京；中國鐵道出版社，2010.

[2]曾凡奎，李昌華，李新聞，胡長明.扣件式鋼管高大模板支架整體穩(wěn)定性試驗研究[J].2009.

[3]王靜，蔣明，扣件式鋼管模板支架剪刀撐研究[J].2009.