支架稳定性探讨

刘林林,张英杰,张新周

摘要 我国每年都会因支架垮塌出现多起恶性事件，为了保证支架的稳定，本文主要就满堂支架的稳定性进行了探讨，从局部稳定到整体稳定，从稳定的基本条件到整个技术要求，进行了详细的阐述，最后还对怎样在施工中控制好满堂支架的稳定做了概括说明。

关键词 支架；稳定；探讨

中图分类号TU731 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0034-02

1 支架的类型

支架从材质上分有木支架和钢支架。木支架一般用于农村建房的脚手架或外墙支架，为安全起见，建设部已明令禁止采用木支架。公路、铁路桥梁现浇用木支架很少，只有在梁体采用两次浇注时用来支撑顶板，但高度一般不超过2.0m，刚度要经过认真检算。钢支架从尺寸和外形上大致分为5种：一是门型支架；二是钢管扣件支架；三是碗扣支架；四是型钢支架；五是组合支架。

1）门形支架：杆件断面尺寸较小，安装拆除方便。一般用于地基平整，桥跨在10m左右及桥下净空3.0m以下的小桥涵施工；

2）钢管扣件支架：安装拆卸方便，缺点是杆件接头不宜对中，扣件易松动。该支架体系一般用于地基平整、桥跨在20m左右，桥下净空在10m以下；

3）碗扣支架：这是目前房建和桥梁施工中普遍采用的一种支架形式。该支架的优点是安装拆卸方便，杆件接头牢靠，易于对中，有利于力的传递。缺点是整个体系接头多，同一断面接头不易错开。该支架体系一般用于地基平整，桥跨在40m左右，支架高度可达20m以上；

4）型钢支架：该支架体系的立柱采用空心钢管或现浇混凝土的实心钢管，钢管直径视承载力的大小确定，一般的圆柱在30cm~1.0m以上不等。立柱上面采用工字钢或槽钢作纵、横梁形成体系；

5）组合支架：一般是型钢支架和碗扣式支架或钢管扣件所组成的支架体系。适用于大跨度、高净空及梁下通行的要求，该体系刚度大，整体稳定性好，是公路、铁路桥梁施工比较安全的辅助设施。

2 支架稳定的基本条件

支架稳定包括系统总体稳定和各杆件的局部稳定。单根杆件受压失去稳定而丧失承载能力，目前学术界采用压杆稳定的理论是欧拉公式。公式强调细长的弹性直杆在中心压力的作用下，当外力不大于欧拉临界力，杆件一直保持直线的稳定状态。当外力等于欧拉临界力时，压杆可能有两种平衡状态；杆件是直线的状态及杆轴的微弯的状态，当外力再增很少，杆件会产生很大的变形，从而丧失承载能力。因此，通常将欧拉临界力作为压杆的最大承载力。结合实际施工中搭设的各种支架，单根杆件与欧拉试验有很大区别：一是杆件在竖向和横向都存在约束，自由长度不易确定，通常用步高加二倍顶托高度来代替，与支架搭设的高度没有关系，这种计算模式与欧拉公式是明显的不相符；二是杆件不是理想的直，壁厚受锈蚀、损伤成为变截面；截面的回转半径也只能是个大约值；因此利用欧拉公式检算单根杆件的稳定也只能是个参考值。实际应用时要随着支架的增高、接头的增多而适当折减稳定许可值。

3 支架搭设的技术要求

支架基础常规处理办法，先是平整压实，上面铺设一层20cm左右的3：7灰土或水泥石粉渣作基层，面层是低标号的混凝土。整个基础要平整，高出周边地坪10cm~20cm，必要时四周配有排水沟，保证在大水情况下基础面不存水。地基处理完成后要进行地基承载力检测，合格后再进行下道工序。要留门洞或地表是坡面要做地基梁来承担立柱受力，不能把钢管拄立在坡面上，防止滑移。考虑到地基不均匀沉降将危机支架安全，因此要强调在施工过程中经常对支架下沉进行跟踪检测。

为了使支架体系根部稳定，每根立柱下面设置底座或垫板。四周边立柱用扫地杆连接，纵向扫地杆应用直角扣件固定在底座上皮不大于20cm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。最下端立杆的接头应错开，不易在同一断面上。根据习惯做法，立杆的纵距和横距控制在0.3m~1.2m范围，步高不大于1.2m。腹板下面立杆横距适当加密在0.3m~0.6m，步高0.6m，顶托的高度控制在0.3m以下。支架搭设前应认真检查选用的杆件，必须有厂家提供的合格证、检测报告，必要时施工单位进行抽检，合格后方能使用。对于弯曲、锈蚀、破损的严禁使用，同时也严禁外径45mm与51mm钢管混合使用。

剪刀撑和斜撑是保证受力断面形成闭合三角形受力体系，没有剪刀撑和斜撑，整个体系的三维空间都是四边形，属不稳定结构体系。严格定义上讲，使每个四边形都变成三角形是理想的受力体系。但考虑到搭设困难和实际受力需要在几个主要断面加剪刀撑即可，一般高度在10m以上的支架纵向要加四道，两个侧面各一道，腹板梁下面各一道；横向一般不少于3道，两侧一道，中间一道，若跨度大于20m，可考虑每隔10m左右一道；水平剪刀撑是不可缺少安全措施，高度在20m左右的支架一般要加三道，上下顶面和中间截面各一道。剪刀撑的斜杆接长，宜采用搭接，搭接长度应符合钢管支架的安全规范。剪刀撑与地面的倾角易为45°~60°之间，大跨度支架的剪刀撑同一平面内应多道设置，首尾相接，覆盖整个断面。

大跨度的连续梁在支架搭设时应注意使支架和中间墩柱连在一起。连接的办法，从下到上，每隔二、三个步高，在墩四周用钢管把墩柱箍紧，再与支架扣紧，使墩柱与支架形成共同受力体系。

支架高度超过20m以上，还要采用支架加宽的办法，使支架体系的重心降低，加宽的界面可做成台阶状，几级台阶视支架的高度确定，原则上支架多高，支架就做多宽。梁底以外台阶宽度可做成2m~3m，第一级台阶高度可作为支架高度的1/3，第二级作总高度的2/3。

高支架为了防止被大风吹跨，纵向两侧还要对称拉揽风绳，揽风绳的布设视支架的高度而定。一般设在支架的跨中部位，支架过高，可考虑从一个锚固点发出二根揽风绳，一根系在最高处，一根系在重心处。

4 在支架施工中的监控重点

1）支架搭设前要认真审核搭设方案是否符合体系稳定的技术条件；

2）认真组织检查杆件，严禁使用弯曲变形、锈蚀严重、损伤的杆件；

3）对地基的处理过程要全程跟踪监控，符合承载力要求和防排水要求。

搭设过程要监控搭设程序，立杆、水平杆、剪刀撑、扫地杆、斜撑连接牢固，纵距、横距、步高、接头等符合规范要求。搭设完成后要组织工程技术人员进行验收。不符合要求指令及时整改。支架搭设完成要进行预压处理，预压要求按方案分级加载，对称加载，另外加载过程要进行监控测量，注意支架变形，和基础变形，在浇注混凝土过程中也要派测量人员进行检测，保证支架至始至终处于稳定状态，符合现浇梁的技术要求。

参考文献

[1]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范，2002.