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摘要：本文结合北京市六环路109国道互通式立交工程主线桥第十联右幅工程实例，阐述盘扣式支架的工作原理、支搭方案以及与传统碗扣式支架方案的技术经济比较，为以后相似工程施工提供了技术数据和施工经验。
关键词：盘扣式支架搭设方案造价比较
中图分类号：S605+.2文献标识码： A 文章编号：
引言：
支架法为现浇箱梁施工常用的方式，传统大多采用碗扣式多功能支架，支架在10m高度以下的桥梁最为适用，随着现代公路的建设的快速发展，因地形及跨越障碍物的复杂性，桥梁高度也随之提高，在较高的桥梁高度采用传统支架施工需要缩小杆件之间的距离及加密斜撑固定的方式进行处理，大大增加了支架节点数和杆件重量，造成搭拆支架的成本和工期大幅度增加。
新型盘扣式支架为传统支撑架的升级换代产品，采用插销的斜楔与主架的圆盘连接的方式，集合所有横杆与斜杆，使其均匀分担主架之垂直及侧向压力，以获得最大强度与平均支撑；比传统重型支撑架负载稳定、安全、可靠，搭接容易，施工快速。
一、工程概况
北京市六环路第十三标段109国道互通式立交工程位于门头沟区，主线全长1586m，桥梁总面积为42000m2，均为预应力钢筋混凝土连续箱梁，截面形式为单箱双室，桥宽14.2m，梁截面高度为1.7～2.5m。
本工程橋梁高度较高，桥梁平均高度18.5m，其最高的主线桥第十联桥梁平均高度22.7m，本工程桥下为旧路基及天然砂砾河滩地基底，承载力较好。
二、方案选择
支架法施工高架桥现浇箱梁是比较普遍的施工方式，该工法技术成熟，施工安全，本工程为立交高架桥，桥下基底承载力好，适合采用支架法施工，目前工程中有多种支架形式，需根据本工程特点综合比选支架方案。
1、扣件式支架
扣件式支架由钢管和铸铁扣件组成，具有加工简便、搬运方便、通用性强等特点，其缺点是节点处的杆件为偏心连接，靠抗滑力传递荷载，承载能力较低，且扣件节点位置不定，连接质量受操作的影响较大，主要应用于组装井字架、工棚、看台等临时构筑物。
2、门式支架
门式支架由工厂预制标准式门式构件经现场组装，其构件标准化，结构合理，受力性能好，承载能力高，其缺点是构架尺寸灵活性较差，构架尺寸变化困难，且标准件较重，其主要用于构造定型支架和构造活动工作台。
3、碗扣式支架
碗扣式支架为目前建筑施工最常用的支架，其连接件为固定在杆件上的碗扣，能根据具体施工要求，组成不同支架尺寸，整架拼拆速度较快，承载力大，通用性强，安全可靠，便于管理和运输，其主要缺点是支架搭设高度过高和荷载较大时需要加密布设，增加节点数量，工期较长且投资较大。
4、盘扣式支架
盘扣式支架为目前欧洲主流支架方案，其主要承重杆件使用为Q345低碳合金结构，采用插销的斜楔与主架的圆盘连接的方式，集合所有横杆与斜杆，使其均匀分担主架之垂直及侧向压力，以获得最大强度与平均支撑。
比传统重型支撑架负载稳定、安全、可靠，搭接容易，施工快速，是传统碗扣式支架的升级产品之一，其主要缺点是支架推广使用时间不长，货源不足。
5、锲形扣支架
锲形扣支架为法国安德固研制的新型支架，其连接扣件为C 型自锁锲形扣件装置与立杆的U型卡钩搭接，杆件材料和规格均与盘扣式支架一致。
锲形扣支架易于安装拆卸、施工便捷安全、承载力高，是传统支架的升级产品之一，其主要缺点是货源不足。
6、综合选择
本工程支架为承重支架，施工期间荷载较大且施工周期较长，因此排除扣件式支架；同时本工程需根据上部荷载变化灵活布置支架间距，因此排除门式支架，后三种支架方案为本工程支架备选方案。
本工程支架高度较高，上部荷载较大，工期紧张，适合采用盘扣式支架或锲形扣支架施工，但本工程施工期间受奥运场馆施工影响，其货源不足以满足全桥周转使用；碗扣式支架为目前国内主流支架，货源充足，能够保证工程抢工期间平行作业支架使用周转数量。
综上，考虑本工程完成奥运前期工期目标抢工需要，确定支架高度小于16m采用碗扣式支架，支架高度大于16m采用盘扣式支架。
三、施工方案
本工程支架高度小于16m采用碗扣式支架，支架高度大于16m采用盘扣式支架，其碗扣式支架采用常规搭设方案，本文限于篇幅不做详细介绍，主要以主线桥第十联桥右幅为例做详细介绍采用盘扣式支架方案。
1、支架搭设方案
本工程主线桥第十联右幅为3-40m连续箱梁桥，R26轴梁底距地面20.7m，R29轴梁底距地面21.0m，支架平均高度20.85m，箱梁截面形式为单箱双室，桥宽14.2m，截面高度为2.0m。
1.1支架布置方案
支架搭设方案需根据实际桥梁跨径、截面形式、荷载情况、杆件尺寸和施工要求等情况综合布置，具体布设方案如下：
立杆沿桥纵向间距均为1.5m，每隔1.5m设置斜撑，其40m跨径共设置26排，两侧距墩柱0.5m，每个墩柱处共设置2排，本联箱梁共设置84排。
横桥向空心箱体下设间距1.5m及1.8m的连接体，腹板处设间距0.9m及0.6m的连接体，两侧悬臂板部位间距1.5m，在间距为1.5cm及0.9m的单元体处设置斜撑；立杆共12列，立杆步距为1.5m，设置见下图。
支架标准横断面布置图
桥梁墩柱处横桥向空心箱体下间距1.5m及0.9m的连接体，腹板处间距0.9m及0.6m的连接体，两侧悬臂板部位间距1.5m，在间距为1.5cm及0.9m的单元体处设置斜撑；立杆共12列，立杆步距为1.5m设置见下图。
支架墩柱处横断面布置图
1.2龙骨布置方案
底板主龙骨采用20a工字钢横向设置，间距1.5m；腹侧板主龙骨采用95×65mm工程木纵向设置，间距0.7m；翼板主龙骨采用150×150mm方木横向设置，间距1.5；次龙骨均采用95×65mm工程木，底板箱体下间距22cm，腹板下满布；翼板和腹侧间距25cm。
2、支架力学验算
支架需要进行稳定性和立杆地基承载力等验算，根据支架布置方案分析，单柱受力最不利位置为横断面中间立柱（见下图）。
单杆最大受力分析图
2.1荷载组合
根据单柱受力最不利位置，按照规范规定计算支架荷载，横载及活载计算数值见下表。
荷载组合方式I：N1=1.2（q1+q2）+1.4（q3+q4）=71.59KN
荷载组合方式II：N2=1.2（q1+q2）+0.9*1.4*（q3+q4+q5）=71.47KN
均小于理论单杆最大承载力171.3KN，安全系数2.3。
2.2立杆稳定计算
支架立杆计算长度按下式计算：
（3－1）
立杆长细比按下式计算：
（3－2）
不组合风荷载时，立杆稳定性验算按照下式计算：
（3－3）
组合风荷载时，立杆稳定性验算按照下式计算：
（3－4）
N—立杆轴向力设计值，不组合风荷载时71.59KN，组合风荷载时71.47KN
—轴心受压稳定系数，按长细比查表取，0.512
A—立杆界面截，571mm2
f—立杆的强度设计值，300N/mm2
MW—立杆段风荷载产生的弯矩，按计算，0.213KN·m
W—立杆截面模量，7.70cm3
经计算，不组合风荷载时左侧值为244.8 N/mm2<300N/mm2，组合风荷载时左侧值为244.3N/mm2<300N/mm2，均满足要求。
2.3地基承载力计算
立杆底部地基承载力按下式计算：
（3－5）
PK—立杆基础底面处的平均压力，Kpa
NK—立杆传至基础顶面轴向力标准组合，71.59KN
Ag—可调底座对应基础地面面积
本工程需要处理地基，原地面15cm掺灰翻拌压实后采用250×50mm工程木板沿底座横向通长布设，经计算，PK=149.2Kpa，小于地基承载力280Kpa，满足要求。
2.4验算结论
根据如上计算，支架布置方案立杆稳定计算和地基承载力计算满足要求，支架高宽比1.5<3，可不做倾覆验算。
3、工程数量
本工程杆件采用低合金结构钢，根据杆件所处不同位置其材质相应不同，立杆为Q345A，水平杆、底座和托座采用Q235B，竖向斜杆采用Q195，根据搭设方案计算，支撑点数1008个，节点数为14616个，总重量379.3t,架体空间单位重量9.9kg/m3。
4、工程投资
盘扣式支架租赁费用一般按照架体体积计算；支架租赁周期按开始搭设支架至通知拆除日期为一个租赁周期，本工程约定每联按50天计算，一个租赁周期架体租赁单价为18.6元/m3，超期或缩短租赁单价为每天0.25元/m3,本工程一个租赁周期内租赁费用为71.59万元。
四、方案比较
本工程因工期和盘扣式支架货源不足情况下，主线桥第十联左幅（跨径和高度与右幅相同）采用碗扣式支架方案，因碗扣式支架立杆截面偏小且使用次数较多，为降低因偏心受压降低承载力，因此需要加密间距以保证支架的稳定。
1、技术比较
碗扣式支架实际搭设立杆沿桥纵向间距均为0.6m，横桥向空心箱体下设间距0.6m，腹板处设间距0.3m，两侧悬臂板部位间距1.2m，立杆步距为0.6m。
盘扣式支架縱间距、横间距和立杆步距均优于碗扣式支架，且工作台面可悬挑布置，架体节点立平斜三向组合，受力更合理。
2、工期比较
根据搭设方案，碗扣式支架节点数为170850个，远大于盘扣式节点数为14616个，因此盘扣式架体搭设速度更快，实际搭设时间为5天，碗扣式实际搭设时间为11天,受此影响，采用盘扣式支架的第十联右幅箱梁工期46天，左幅箱梁工期为57天。
3、投资比较
碗扣式使用杆件材料1560吨，折算架体空间单位重量40.5kg/m3，一个租赁周期租赁费用为96.72万元，大于盘扣式的71.59万元。
受工期影响碗扣式实际投资109.28万元，盘扣式实际投资67.74万元，盘扣式工程投资远小于碗扣式。
结论：
1、盘扣式支架圆盘组合节点三向杆件，节点施工速度快，各节点均有三向杆件连接，架体稳定性强；碗扣式结点斜杆施工不便，多采用缩小间距增强稳定的方式，存在浪费。
2、根据受力不同盘扣式支架立杆、横杆和斜杆采用不同材质和截面，受力更合理，碗扣式均采用相同截面和材质，其横向和斜向富余量大。
3、盘扣式支架立杆强度大，截面面积大，承载力大，施工间距放大，极大减少了支点和节点数量。
4、盘扣式支架在高承重式模板支架方案中优势明显，适于在公路大型现浇桥梁项目中推广应用。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 231-2010建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社2010.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 166-2008建筑施工碗扣式支架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社2009.
[3] 中华人民共和国建设部.GB 50009-2001建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社2005.
[4] 中华人民共和国建设部.GB 50007-2002建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社2002.
关键词：盘扣式支架搭设方案造价比较
中图分类号：S605+.2文献标识码： A 文章编号：
引言：
支架法为现浇箱梁施工常用的方式，传统大多采用碗扣式多功能支架，支架在10m高度以下的桥梁最为适用，随着现代公路的建设的快速发展，因地形及跨越障碍物的复杂性，桥梁高度也随之提高，在较高的桥梁高度采用传统支架施工需要缩小杆件之间的距离及加密斜撑固定的方式进行处理，大大增加了支架节点数和杆件重量，造成搭拆支架的成本和工期大幅度增加。
新型盘扣式支架为传统支撑架的升级换代产品，采用插销的斜楔与主架的圆盘连接的方式，集合所有横杆与斜杆，使其均匀分担主架之垂直及侧向压力，以获得最大强度与平均支撑；比传统重型支撑架负载稳定、安全、可靠，搭接容易，施工快速。
一、工程概况
北京市六环路第十三标段109国道互通式立交工程位于门头沟区，主线全长1586m，桥梁总面积为42000m2，均为预应力钢筋混凝土连续箱梁，截面形式为单箱双室，桥宽14.2m，梁截面高度为1.7～2.5m。
本工程橋梁高度较高，桥梁平均高度18.5m，其最高的主线桥第十联桥梁平均高度22.7m，本工程桥下为旧路基及天然砂砾河滩地基底，承载力较好。
二、方案选择
支架法施工高架桥现浇箱梁是比较普遍的施工方式，该工法技术成熟，施工安全，本工程为立交高架桥，桥下基底承载力好，适合采用支架法施工，目前工程中有多种支架形式，需根据本工程特点综合比选支架方案。
1、扣件式支架
扣件式支架由钢管和铸铁扣件组成，具有加工简便、搬运方便、通用性强等特点，其缺点是节点处的杆件为偏心连接，靠抗滑力传递荷载，承载能力较低，且扣件节点位置不定，连接质量受操作的影响较大，主要应用于组装井字架、工棚、看台等临时构筑物。
2、门式支架
门式支架由工厂预制标准式门式构件经现场组装，其构件标准化，结构合理，受力性能好，承载能力高，其缺点是构架尺寸灵活性较差，构架尺寸变化困难，且标准件较重，其主要用于构造定型支架和构造活动工作台。
3、碗扣式支架
碗扣式支架为目前建筑施工最常用的支架，其连接件为固定在杆件上的碗扣，能根据具体施工要求，组成不同支架尺寸，整架拼拆速度较快，承载力大，通用性强，安全可靠，便于管理和运输，其主要缺点是支架搭设高度过高和荷载较大时需要加密布设，增加节点数量，工期较长且投资较大。
4、盘扣式支架
盘扣式支架为目前欧洲主流支架方案，其主要承重杆件使用为Q345低碳合金结构，采用插销的斜楔与主架的圆盘连接的方式，集合所有横杆与斜杆，使其均匀分担主架之垂直及侧向压力，以获得最大强度与平均支撑。
比传统重型支撑架负载稳定、安全、可靠，搭接容易，施工快速，是传统碗扣式支架的升级产品之一，其主要缺点是支架推广使用时间不长，货源不足。
5、锲形扣支架
锲形扣支架为法国安德固研制的新型支架，其连接扣件为C 型自锁锲形扣件装置与立杆的U型卡钩搭接，杆件材料和规格均与盘扣式支架一致。
锲形扣支架易于安装拆卸、施工便捷安全、承载力高，是传统支架的升级产品之一，其主要缺点是货源不足。
6、综合选择
本工程支架为承重支架，施工期间荷载较大且施工周期较长，因此排除扣件式支架；同时本工程需根据上部荷载变化灵活布置支架间距，因此排除门式支架，后三种支架方案为本工程支架备选方案。
本工程支架高度较高，上部荷载较大，工期紧张，适合采用盘扣式支架或锲形扣支架施工，但本工程施工期间受奥运场馆施工影响，其货源不足以满足全桥周转使用；碗扣式支架为目前国内主流支架，货源充足，能够保证工程抢工期间平行作业支架使用周转数量。
综上，考虑本工程完成奥运前期工期目标抢工需要，确定支架高度小于16m采用碗扣式支架，支架高度大于16m采用盘扣式支架。
三、施工方案
本工程支架高度小于16m采用碗扣式支架，支架高度大于16m采用盘扣式支架，其碗扣式支架采用常规搭设方案，本文限于篇幅不做详细介绍，主要以主线桥第十联桥右幅为例做详细介绍采用盘扣式支架方案。
1、支架搭设方案
本工程主线桥第十联右幅为3-40m连续箱梁桥，R26轴梁底距地面20.7m，R29轴梁底距地面21.0m，支架平均高度20.85m，箱梁截面形式为单箱双室，桥宽14.2m，截面高度为2.0m。
1.1支架布置方案
支架搭设方案需根据实际桥梁跨径、截面形式、荷载情况、杆件尺寸和施工要求等情况综合布置，具体布设方案如下：
立杆沿桥纵向间距均为1.5m，每隔1.5m设置斜撑，其40m跨径共设置26排，两侧距墩柱0.5m，每个墩柱处共设置2排，本联箱梁共设置84排。
横桥向空心箱体下设间距1.5m及1.8m的连接体，腹板处设间距0.9m及0.6m的连接体，两侧悬臂板部位间距1.5m，在间距为1.5cm及0.9m的单元体处设置斜撑；立杆共12列，立杆步距为1.5m，设置见下图。
支架标准横断面布置图
桥梁墩柱处横桥向空心箱体下间距1.5m及0.9m的连接体，腹板处间距0.9m及0.6m的连接体，两侧悬臂板部位间距1.5m，在间距为1.5cm及0.9m的单元体处设置斜撑；立杆共12列，立杆步距为1.5m设置见下图。
支架墩柱处横断面布置图
1.2龙骨布置方案
底板主龙骨采用20a工字钢横向设置，间距1.5m；腹侧板主龙骨采用95×65mm工程木纵向设置，间距0.7m；翼板主龙骨采用150×150mm方木横向设置，间距1.5；次龙骨均采用95×65mm工程木，底板箱体下间距22cm，腹板下满布；翼板和腹侧间距25cm。
2、支架力学验算
支架需要进行稳定性和立杆地基承载力等验算，根据支架布置方案分析，单柱受力最不利位置为横断面中间立柱（见下图）。
单杆最大受力分析图
2.1荷载组合
根据单柱受力最不利位置，按照规范规定计算支架荷载，横载及活载计算数值见下表。
荷载组合方式I：N1=1.2（q1+q2）+1.4（q3+q4）=71.59KN
荷载组合方式II：N2=1.2（q1+q2）+0.9*1.4*（q3+q4+q5）=71.47KN
均小于理论单杆最大承载力171.3KN，安全系数2.3。
2.2立杆稳定计算
支架立杆计算长度按下式计算：
（3－1）
立杆长细比按下式计算：
（3－2）
不组合风荷载时，立杆稳定性验算按照下式计算：
（3－3）
组合风荷载时，立杆稳定性验算按照下式计算：
（3－4）
N—立杆轴向力设计值，不组合风荷载时71.59KN，组合风荷载时71.47KN
—轴心受压稳定系数，按长细比查表取，0.512
A—立杆界面截，571mm2
f—立杆的强度设计值，300N/mm2
MW—立杆段风荷载产生的弯矩，按计算，0.213KN·m
W—立杆截面模量，7.70cm3
经计算，不组合风荷载时左侧值为244.8 N/mm2<300N/mm2，组合风荷载时左侧值为244.3N/mm2<300N/mm2，均满足要求。
2.3地基承载力计算
立杆底部地基承载力按下式计算：
（3－5）
PK—立杆基础底面处的平均压力，Kpa
NK—立杆传至基础顶面轴向力标准组合，71.59KN
Ag—可调底座对应基础地面面积
本工程需要处理地基，原地面15cm掺灰翻拌压实后采用250×50mm工程木板沿底座横向通长布设，经计算，PK=149.2Kpa，小于地基承载力280Kpa，满足要求。
2.4验算结论
根据如上计算，支架布置方案立杆稳定计算和地基承载力计算满足要求，支架高宽比1.5<3，可不做倾覆验算。
3、工程数量
本工程杆件采用低合金结构钢，根据杆件所处不同位置其材质相应不同，立杆为Q345A，水平杆、底座和托座采用Q235B，竖向斜杆采用Q195，根据搭设方案计算，支撑点数1008个，节点数为14616个，总重量379.3t,架体空间单位重量9.9kg/m3。
4、工程投资
盘扣式支架租赁费用一般按照架体体积计算；支架租赁周期按开始搭设支架至通知拆除日期为一个租赁周期，本工程约定每联按50天计算，一个租赁周期架体租赁单价为18.6元/m3，超期或缩短租赁单价为每天0.25元/m3,本工程一个租赁周期内租赁费用为71.59万元。
四、方案比较
本工程因工期和盘扣式支架货源不足情况下，主线桥第十联左幅（跨径和高度与右幅相同）采用碗扣式支架方案，因碗扣式支架立杆截面偏小且使用次数较多，为降低因偏心受压降低承载力，因此需要加密间距以保证支架的稳定。
1、技术比较
碗扣式支架实际搭设立杆沿桥纵向间距均为0.6m，横桥向空心箱体下设间距0.6m，腹板处设间距0.3m，两侧悬臂板部位间距1.2m，立杆步距为0.6m。
盘扣式支架縱间距、横间距和立杆步距均优于碗扣式支架，且工作台面可悬挑布置，架体节点立平斜三向组合，受力更合理。
2、工期比较
根据搭设方案，碗扣式支架节点数为170850个，远大于盘扣式节点数为14616个，因此盘扣式架体搭设速度更快，实际搭设时间为5天，碗扣式实际搭设时间为11天,受此影响，采用盘扣式支架的第十联右幅箱梁工期46天，左幅箱梁工期为57天。
3、投资比较
碗扣式使用杆件材料1560吨，折算架体空间单位重量40.5kg/m3，一个租赁周期租赁费用为96.72万元，大于盘扣式的71.59万元。
受工期影响碗扣式实际投资109.28万元，盘扣式实际投资67.74万元，盘扣式工程投资远小于碗扣式。
结论：
1、盘扣式支架圆盘组合节点三向杆件，节点施工速度快，各节点均有三向杆件连接，架体稳定性强；碗扣式结点斜杆施工不便，多采用缩小间距增强稳定的方式，存在浪费。
2、根据受力不同盘扣式支架立杆、横杆和斜杆采用不同材质和截面，受力更合理，碗扣式均采用相同截面和材质，其横向和斜向富余量大。
3、盘扣式支架立杆强度大，截面面积大，承载力大，施工间距放大，极大减少了支点和节点数量。
4、盘扣式支架在高承重式模板支架方案中优势明显，适于在公路大型现浇桥梁项目中推广应用。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 231-2010建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社2010.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 166-2008建筑施工碗扣式支架安全技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社2009.
[3] 中华人民共和国建设部.GB 50009-2001建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社2005.
[4] 中华人民共和国建设部.GB 50007-2002建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社2002.