碗扣式钢管模板支撑架施工工法

1前言 (2)

2工法特点 (2)

3适用方位 (3)

4工艺原理 (3)

5工艺流程及操作要点 (3)

6材料及施工机具 (8)

7质量控制 (9)

8安全措施 (12)

9文明环保措施 (13)

10效益分析 (13)

11应用实例 (13)碗扣式钢管模板支撑架施工工法

1前言

近年来，国内发生多起由于模板支撑架倒塌造成的安全事故，专家对扣件式钢管脚手架在高大模板支撑承重架的应用上的适用性提出了质疑。建设部、省市主管部门也出台了相关管理办法和文件。

碗扣式钢管脚手架是我国科技人员在20世纪80年代中期，根据国外先进经验研制的一种多功能脚手架。其杆件节点处采用碗扣连接（见图1.1），由于碗扣是固定在钢管上的，构件全部轴向连接，力学性能好，其连接可靠，组成的脚手架整体性好，安全可靠。在我国近年来发展较快，现已广泛用于房屋、桥梁、涵洞、隧道、烟囱、水塔、大坝、大跨度棚架等多种工程施工中，取得了显著的经济效益。

图1.1碗扣节点构成图

2工法特点

2.1节点结构合理，承载能力大。立杆、横杆和斜杆轴心线交于一点，节点在框架平面内，接头处于抗弯、抗剪、抗扭的力学性能状态下，架体结构的整体稳定性，以及架体的承载能力比扣件式钢管脚手架有明显的改善和提高。

2.2使用安全可靠。接头处的碗扣螺旋摩擦力和横杆自重力使接头具有可靠的自锁能力，可防止横杆接头脱出。

2.3装拆方便，作业强度低。由于碗扣接头具有无螺栓、销轴等零配件安装的特点，操作人员只需一把锤子即可完成全部作业．安装、拆除速度比扣件式钢管脚手架大约要快5倍以上。脚手架零部件自重较轻，常用杆件中最长的立杆为3．13m，重17．07kg，大量的横杆单件重量都不超过10kg，操作人员的装拆作业劳动强度要远低于扣件式钢管脚手架。

2.4配套齐全，使用方便。碗扣式钢管脚手架还配套设计有钢脚手板、斜道板、架梯、悬挑架以及安全网支架等多种功用的辅助构件，能满足现场各种施工要求，可为现场文明施工创造有利的条件。

2.5施工现场管理方便。碗扣式钢管脚手架的构配件轻便、牢固，尤零散的连接件，可堆放整齐，不易丢失，便于现场的材料管理，较大程度地减少了材料的损耗。

3适用范围

碗扣式钢管模板支撑架的适用于立交桥梁、涵洞、隧道、建筑等工程施工中，混凝土结构施工用的模板支撑架和支撑柱。

4工艺原理

碗扣式钢管脚手架由钢管立杆、横杆、碗扣接头等组成。其基本构造和搭设要求与扣件式钢管脚手架类似，不同之处主要在于碗扣接头。碗扣接头是由上碗扣、下碗扣、横杆接头和上碗扣的限位销等组成。在立杆上焊接下碗扣和上碗扣的限位销，将上碗扣套入立杆内。在横杆和斜杆上焊接插头。组装时，将横杆和斜杆插入下碗扣内，压紧和旋转上碗扣，利用限位销固定上碗扣。碗扣处可同时连接多根横杆，可以互相垂直或偏转一定角度。可组成直线形、曲线形、直角交叉形式等多种形式。

5施工工艺及操作要点

5.1工艺流程

5.1.1碗扣式钢管模板支撑架搭设工艺流程

架体基础处理→安放立杆底座或立杆可调底座→竖立杆、安放扫地杆→安装底层（第一步）横杆→安装斜杆→接头销紧→安装上层立杆→销紧立杆连接销→安装横杆→重复下层安装工序→安装立杆顶部可调托座→设置剪刀撑、缆风绳→安装托梁（主龙骨）→安装次楞（次龙骨）→安装模板。

5.1.2碗扣式钢管模板支撑架拆除工艺流程碗扣式钢管模板支撑架拆除工艺流程与搭设顺序逆方向

5.2操作要点

5.2.1架体基础处理

1模板支架的地基与基础处理措施应满足设计计算要求，并应清除搭设场地杂物，确保排水畅通。当模板支架设在楼板、挑台等结构上部时，应对该结构承载力进行验算。

2一般架体基础可采用以下方法处理：

1）回填土分层夯实夯实；

2）150㎜碎石；

3）100㎜C15细石混凝土。

5.2.2安放立杆底座或立杆可调底座

1架体基础经验收合格后，按照施工设计或专项方案的要求在基础面上放线定位；

2立杆底座可以采用规定或可调底座，可调底座的调节高度应≤200㎜，回填土地基上的立杆必须采用可调底座；

3同一侧底座应在一条直线上，并保持底座在同一水平线上，少量高差用可调支座调整。

5.2.2竖立杆、安放扫地杆

1立杆应采用不同长度交错放置，底部扫地杆严禁拆除。

2模板支架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm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。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。详见图5.2.2

图5.2.2纵横向扫地杆设置方法

5.2.3安装底层（第一步）横杆

1底层纵横向横杆作为扫地杆时，距地面高度应不大于350mm，严禁拆除；2第一步纵向水平杆应拉线或用水准仪找平；

3横杆水平杆叶片插入立管下碗扣时应使叶片紧贴立管，而后将上碗扣套入所有的叶片。

5.2.4安装斜杆

1模板支撑架高度超过4m时，应在四周拐角处设置专用斜杆或四面设置八字斜杆，并在每排每列设置一组通高斜杆或八字形斜杆（图5.2.4-1）。

图5.2.4-1模板支撑架斜杆设置示意图

2模板支撑架高度超过4m时,每增加3.6m应增设一道水平斜杆。水平斜杆宜采用四周封闭式几何不变结构（图5.2.4-2）。

图5.2.4-2封闭式几何不变结构结构图

3采用钢管扣件作斜撑时应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）的有关规定。

5.2.5接头销紧

1横用手锤将上碗扣顺时针方向打击，使上碗扣螺栓台阶在定位销下固定。

5.2.6安装上层立杆

1接立杆时必须用吊线锤检查其垂直度，防止立杆偏心受力。

5.2.7销紧立杆连接销

1立杆连接销必须用专用的连接销子；并应销紧到位。

5.2.8安装横杆

1横杆水平杆叶片插入立管下碗扣时应使叶片紧贴立管，而后将上碗扣套入所有的叶片；

2施工中应及时检查水平杆的水平度，及时调整。

5.2.9安装立杆顶部可调托座

1应采用与立杆直径配套的可调托座；螺母应与螺纹杆直径配套；

2可调托座插入立杆的长度不得小于150㎜，伸出长度不宜大于200㎜。可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于4扣。

3可调顶托设在调节杆上部，可用于微调梁底下托梁标高以及大跨度梁底起拱度。

5.2.10设置剪刀撑、缆风绳

1模板支架高度超过4m的模板支架应按下列规定设置剪刀撑，可以采用扣件式钢管做为剪刀撑：

1）模板支架四边满布竖向剪刀撑，中间每隔四排立杆设置一道纵、横向竖向剪刀撑，由底至顶连续设置；

2）模板支架四边与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。

2剪刀撑的构造应符合下列规定：

1）每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，剪刀撑斜杆与地面倾角宜在45°~60°之间。倾角为45°时，剪刀撑跨越立杆的根数不应超过7根；倾角为60°时，则不应超过5根；

2）剪刀撑斜杆的接长应采用搭接,接长宜采用三个旋转扣件搭接接长，接长长度不宜小于1000㎜，外侧扣件盖板外缘距钢管端部不小于100㎜;

3）剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm；

4）设置水平剪刀撑时，有剪刀撑斜杆的框格数量应大于框格总数的1/3。

3当支架高度超过10米时，架子四周应设置抛撑或钢丝缆风绳。缆风钢丝绳的直径、数量、间距根据专项方案抗风载计算确定，一般可采用每隔6m对称设置一道。缆风与地面夹角45°～60°，地锚用双钢管打入地面坪2m以上。

5.2.11安装托梁（主龙骨）

1托梁（主龙骨）可采用工字钢、槽钢、钢管或方木；

2托梁（主龙骨）应在托座中居中放置。

5.2.12安装梁（板）底小楞（次龙骨）

1梁（板）底小楞（次龙骨）可采用槽钢、钢管或方木；

2梁（板）底小楞（次龙骨）布置方向、间距应符合专项施工方案要求。

5.2.13安装模板

1模板安装应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的规定，模板的拼缝应严密。

5.2.14碗扣式钢管模板支架拆除

1拆除应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)中混凝土强度的有关规定。

2架体拆除时应按施工方案设计的拆除顺序进行。

3拆除前应全面检查脚手架的连接、支撑体系等是否符合构造要求，按技术管理程序批准后方可实施拆除作业。

4拆除前，现场工程技术人员应对在岗操作人员进行有针对性的安全技术交底。

5拆除时必须划出安全区，设置警戒标志，派专人看管。

6拆除前应清理脚手架上的器具及多余的材料和杂物。

7拆除作业应从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。

8拆除的构配件应成捆用起重设备吊运或人工传递到地面，严禁抛掷。

9脚手架采取分段拆除时，必须事先确定分界处的技术处理方案。

10拆除的构配件应分类堆放，以便于运输、维护和保管。

5.2.15碗扣式钢管模板支架构造要求

1模板支撑架高宽比不宜超过3，否则应扩大下部架体尺寸（图5.2.10-1），或者采取加固措施。

图5.2.10-1扩大下部架体示意图

2门洞设置要求

1）当模板支架需设置门洞时，应在门洞上部架设专用梁，门洞两侧脚手架应加设斜杆，详见图5.2.10-3。

图5.2.10-3双排外脚手架门洞设置图

3模板支撑架人行通道设置应符合下列规定：

1）通道上部应架设专用横梁，横梁结构应经过设计计算确定。

2）通道两侧支撑横梁的立杆应加密，通道周围脚手架应组成一体。

3）通道宽度不应大于4.8m（图5.2.10-4）

图5.2.10-4模板支撑架人行洞口设置图

4）门洞及通道顶部必须设置封闭的覆盖物，两侧设置安全网。

5）通行机动车的洞口，必须设置防撞设施。

4模板支架应与施工区域内及周边已具备一定强度的构件（墙、柱等）通过连墙件进行可靠连接。

5后浇带、结构缝、施工缝处的模板与支架处理应有针对性措施，并在专项施工方案中明确。梁板后浇带模板及支架必须与原有梁板支架及模板体系分开实施。

6材料和施工机具

6.1材料

6.1.1碗扣式脚手架用钢管应采用符合现行国家标准《直缝电焊钢管》（GB/T13793-92）《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3092）中的Q235A级普通钢管，其材质性能应符合现行国家标

准《碳素结构钢》（GB/T700）的规定。碗扣架用钢管规格为Φ48×3.5mm，钢管壁厚应为

25.005.3+mm。

6.1.2上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造，其材料机械性能应符合GB9440中KTH330-08及GB11352中ZG270-500的规定。

6.1.3下碗扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造，其材料机械性能应符合GB11352中ZG230-450的规定。

6.1.4采用钢板热冲压整体成形的下碗扣，钢板应符合GB700标准中Q235A级钢的要求，板材厚度不得小于6mm。并经600～650C的时效处理。严禁利用废旧锈蚀钢板改制。

6.2施工机具

碗扣架搭设与拆除需要的施工机具见表6.2表6.2

碗扣架搭设（拆除）工具工具名称

使用功能

经纬仪

垂直度检查水平仪

控制搭设水平度及基础沉降观测吊坠

单榀门架搭设垂直度控制卷尺（5m）

材料进场验收游标卡尺

钢管壁厚检查验收紧丝器

张拉钢丝绳缆风绳整弯机

轻微弯曲变形钢管整直老虎钳

剪扎丝、绑安全网、脚手片力矩板手

检测扣件扭紧力矩活动扳手扭扣件螺栓7质量控制

7.1质量控制措施

7.1.1模板支撑专项施工方案应结合工程结构的不同高度、跨度、荷载和工艺制定，并应包括如下内容：

1工程概况；

2支撑系统强度、刚度和稳定性计算（包括地基或楼板承载力验算）；

3支撑材料的选用、规格尺寸及接头方法、剪刀撑等构造措施；

4模板支架搭设平面、立面布置图、细部构造大样图；

5混凝土浇捣程序及方法、模板支撑的安装拆除顺序以及其他安全技术措施；

7.1.2模板支撑架搭设应与模板施工相配合，利用可调底座或可调托撑调整底模标高。

7.1.4建筑楼板多层连续施工时，应保证上下层支撑立杆在同一轴线上。

7.1.5搭设在结构的楼板、挑台上时，应对楼板或挑台等结构承载力进行验算。

7.1.6模板支撑架拆除应符合国家现行规范《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204中混凝土强度的有关规定。

7.1.7架体拆除时应按施工方案设计的拆除顺序进行。

7.2质量验收

7.2.1主控项目

1进入现场的碗扣架构配件应具备以下证明资料：

1）主要构配件应有产品标识及产品质量合格证。

2）供应商应配套提供管材、零件、铸件、冲压件等的材质、产品性能检验报告。

2碗扣式钢管支架及主要构配件的规格型号应符合要求。

检查方法：检查出厂合格证明及检测报告。

检查方法：按进场批次全数检查。

3构配件外观质量应符合下列要求：

1）钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀，不得采用横断面接长的钢管；

2）铸造件表面应光整，不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷，表面粘砂应清除干净；

3）冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷；

4）各焊缝应饱满，焊药清除干净，不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷；

5）构配件防锈漆涂层均匀、牢固；

6）主要构、配件上的生产厂标识应清晰。

检查方法：目测，尺量。

检查方法：按进场批次每批抽查5%。

4主要构配件性能指标应符合下列要求，试验方法应符合规定。

1）上碗扣抗拉强度不小于30kN；

2）下碗扣组焊后剪切强度不小于60kN；

3）横杆接头剪切强度不小于50kN；

4）横杆接头焊接剪切强度不小于25kN；5）可调底座底板的钢板厚度不得小于6mm，可调顶托钢板厚度不得小于5mm。抗压强度不小于100kN。

检查方法：检查出厂合格证明及检测报告。

检查方法：按进场批次全数检查。

5.组装质量应符合下列要求

1）立杆上的上碗扣应能上下串动、转动灵活，不得有卡滞现象；

2）立杆与立杆的连接孔处应能插入Φ10mm连接销；

3）碗扣节点上同时安装1-4个横杆，上碗扣均应能锁紧。

检查方法：目测，手扳检查。

检查方法：按进场批次每批抽查10%。

7.2.2一般项目

1跨度大于4m的梁板，其模板应按设计要求起拱，当设计院无要求时，起拱高度宜为跨度的1/1000～3/1000。

检查数量：在同一检验批内抽查构件数量的10%，且不应少于3件。

检验方法：用水平仪或拉线，钢尺检查。

2对下层楼板或地下室顶板采取加固措施的模板支架，应检查加固措施与方案的符合性及加固的可靠性。

检查数量：全数检查。

检验方法：对照专项施工方案观察检查。

3.模板支架的立杆垂直度应≤0.75%且≯50㎜，并应按规定进行抽样检查。

检查数量：按同类构件抽查10%，且不少于3个。

检验方法：用吊线、拉线、经纬仪和钢尺现场实测。

4可调托座插入立杆的长度不得小于150㎜，伸出长度不宜大于200㎜。可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于4扣。

检查数量：全数检查。

检验方法：目测，钢尺现场实测。

7.2.3验收单位及人员：高度在8m及以下的架子，应由单位工程负责人组织技术安全人员、监理公司进行检查验收。高度在8m以上的门型架，应由上一级公司技术负责人组织公司和项目部技术安全人员及现场监理公司随搭设过程分阶段进行检查验收。

8安全措施

8.1模板支架搭设前，应由项目技术负责人向全体操作人员进行安全技术交底。安全技术交底内容应与模板支架专项施工方案统一，交底的重点为搭设参数、构造措施和安全注意事项。安全技术交底应形成书面记录，交底方和全体被交底人员应在交底文件上签字确认。

8.2模板支架搭设和拆除人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）考核合格的专业架子工。上岗人员应定期体检，上岗人员应体检合格。

8.3六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止模板支架搭设与拆除作业。雨、雪后上架作业应有防滑措施，并应扫除积雪。

8.4混凝土浇筑过程中，应派专人观测模板支撑系统的工作状态，观测人员发现异常时应及时报告施工负责人，施工负责人应立即通知浇筑人员暂停作业，情况紧急时应采取迅速撤离人员的应急措施，并进行加固处理。

8.5模板支架高度超过4m时，柱、墙板与梁板混凝土应分二次浇筑。混凝土浇筑过程中，应均匀浇捣，并采取有效措施防止混凝土超高堆置。确保模板支架均衡受载，宜采用从中部开始向两边扩展的浇筑方式；

8.6作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载，不得在脚手架上集中堆放模板、钢筋等物料。

8.7混凝土输送管、布料杆及塔架拉结缆风绳不得固定在脚手架上。

8.模板不得直接墩放在脚手架上。

8.9遇6级及以上大风、雨雪、大雾天气时应停止脚手架的搭设与拆除作业。

8.10脚手架使用期间，严禁擅自拆除架体结构杆件，如需拆除必须报请技术主管审定，确定补救措施后放可实施。

8.11严禁在支撑架基础及邻近处进行挖掘作业。

8.12脚手架应与架空输电线路保持安全距离，工地临时用电线路架设及脚手架接地防雷措施等应按国家现行标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的有关规定执行。

8.13使用后的脚手架构配件应清除表面粘结的灰渣，校正杆件变形，表面作防锈处理后待用。

8.14模板及支架在搭设及使用过程中应采取防雷接地措施。可采用在支架外立杆四周每隔25m设置Ø10圆钢与主体接地干线钢筋焊接连接。

9文明环保措施

9.1设置封闭的木工加工棚，木料加工应在固定制作棚内完成，减少噪音污染。

9.2利用电锯、电刨等机具进行操作，在封闭的木工棚内进行，电锯发生的噪声不超过规范要求。

9.3现场支模减少大声的敲击声，并在晚10：00后禁止作业。

9.4拆模时，不得用大锤硬砸硬撬，不得高空掀翻模板。

9.5施工班组每天做好活完脚下清的工作，并设专人检查落实情况。

9.6木模通过电锯加工木屑锯沫必须当天进行清理，以免锯沫刮入空气中。

9.7模板、模板支架在支设、拆除和搬运时，必须轻拿轻放，上下、左右有人传递。

模板、钢管修理时，禁止使用大锤。

10效益分析

10.1装拆方便，作业强度低，施工工效高，施工工期短。碗扣接头具有无螺栓、销轴等零配件安装的特点，操作人员只需一把锤子即可完成全部作业．安装、拆除速度比扣件式钢管脚手架大约要快5倍以上,

10.2施工现场管理方便。碗扣式钢管脚手架的构配件轻便、牢固，尤零散的连接件，可堆放整齐，不易丢失，便于现场的材料管理，较大程度地减少了材料的损耗。

10.3传力明确，承载能力高，平面刚度大，稳定性能高，能有效保证架体施工安全和整体稳定性。

11应用实例

11.1五洲大道（浦东北路～外环线）新建工程6标

本工程设计桩号为K4+456.216～K5+021.236，总长565.02米。施工内容涉及主线高架桥、南北匝道桥梁和地面辅道、雨污水管道及沟浜处理等。工程造价8026万元，工程地址为上海市浦东新区高东镇扬园，自2005年9月15日开工，于2006年12月28日竣工。其中，在桩号K4+456.216～K4+55.216范围长401米的主线高架桥上部结构为预应力钢筋砼连续箱梁结构。应用碗扣式钢管模板支架工法。

11.2上海中环线（浦西段）A1.1标军工路高架工程

工程是上海中环线浦西段的重要组成部分，南起军工路223号上海十九棉纺厂，沿军工路向北至佳木斯路交叉口北侧，与A1.2标相接，起始桩号为K1+250～K3+709.451，全线总长2459.415米。施工内容涉及主线高架桥，东西匝道桥梁和地面道路、雨污水管道等。工程造价21780万元，自2005年5月10日开工，于2007年12月30日竣工。其中，在桩号K1+250～K3+709.451范围长2459.415米的主线高架桥上部结构为预应力钢筋砼连续箱梁结构。应用碗扣式钢管模板支架工法。

11.3洲海路（扬高北路～新园路）新建工程2标

工程设计桩号为K0+796.391～K1+218.391，总长422米。施工内容涉及主线高架桥，雨污水管道及高架桥下人行道块料铺设，安砌侧石和老路修复等。工程造价3088.406万元，工程地址为上海市浦东外高架保税区，自2007年3月15日开工，于2008年10月25日竣工。其中，长422米的主线高架桥上部结构为预应力砼连续箱梁结构。应用碗扣式钢管模板支架工法。