承插型键槽式钢管模架体系安全性分析

承插型键槽式钢管模架体系安全性分析

赵宏武

中建二局第一建筑工程有限公司 北京 102499

摘要：自“改革开放”以来中国经济迅猛发展，这其中不能小嘘建筑行业从带动就业、带动城乡经济发展做出的贡献。随着发展壮大的同时，建筑类安全事故频频发生， 江苏省建筑科学研究院的李总曾在《国内近年高支模架坍塌事故案例统计与分析》中阐述了近20年来国内60多个高支模架坍塌事故案例。 模板支撑体系坍塌已成为建筑工程施工现场最大危险源，施工现场使用的模架种类有很多，北京地区主要有扣件式、碗扣式和承插式（盘扣式、盘销式）等工具式钢管支模架。普遍存在尺寸不符，锈蚀磨损，材质壁厚偏小等质量问题，不仅对施工现场物资管理造成困难，更在施工过程中造成了极大的安全隐患。目前市场出现一种承插型键槽式钢管脚手架。承载力大、安全可靠是钢管架的首要性能；易装拆、可随施工进度及时调整其尺寸是其重要性能。本文探究分析承插型键槽式钢管模架体系安全性。

关键词：承插型；键槽式；模架体系；安全性

榫卯键槽式钢管架制造集成体系传承自中国传统建筑的工艺精华——榫卯结构，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成接近刚性连接的框架，并通过连接件材料创新、多点集成挤压代替传统电焊、材料防腐工艺创新、制造设备自动化等措施，实现了绿色制造的理念。 1 承插型键槽式模架体系安全性分析

承插型键槽式钢管承重支架体系是由“承插型键槽式钢管承重支架与可调丝杆、代替主龙骨的水平杆加强杆、活动扣件、可调早拆头”组成的模板快拆支撑体系（是将（Q235）φ48×3.0的钢管与插头、插座分别焊接成横杆、立杆,再将横杆类、立杆类杆件通过键槽组合成支撑体系）。承插型键槽式钢管承重支架体系具有：稳定性强、承载力大、功率高、操作安全、节约木材等特点，具有显著的经济效益和良好的社会效益，是一种工具化的新型建筑材料，一种先进的施工技术。

采用铸钢铸造的键槽式插座，插头代替钢管脚手架的扣件。采用Φ38mm×5mm（壁厚）×600长的无缝钢管制成的顶部带插座可链接水平杆的可调顶杆。可调顶杆上部与水平杆连为一体，无自由端，形成网格结构，稳定性强；可调范围大，可在0—450mm的范围调节；铸钢节点接近于刚性节点，主龙骨采用键槽式脚手架顶部水平杆（或加强水平杆）代替传统的木方，水平杆与立杆链接点的抗压承载力为92KN，抗剪承载力为48KN，抗拉承载力为26 KN；是钢管扣件的2倍以上；杆件轴向链接、中心受力、网格结构、无自由端，安全性较好。施工阶段把结构跨度人为的划小，降低其内力，在拆模周期内，可以拆除一部分支架体系大部分水平杆和一部分立杆，而结构的安全又不受影响。顶部采用网格化水平杆代替主龙骨，节约木材，绿色环保，提高经济效益。利用铆隼原理，水平杆与立杆节点采用承插键槽链接方式，铸钢节点接近于刚性节点，提升架体整体稳定性。 施工安全易操作、质量易于控制，便于质量检测。

2 技术创新性

“中心受力”代替“偏心受力”。卯榫键槽式钢管支架采用管件合一中心传力结构，自锁、自稳能力强，没有旋扭间隙，立杆受力均匀，具有足够的力学强度、刚度和稳定性，施工安全可靠。

架体顶部无自由度。卯榫键槽式钢管支架顶部采用多功能顶撑与水平杆键槽式连接的形式，使得整个架体顶部形成一个牢固稳定几何不变体，消除架体顶部自由端，极大地提升架体整体稳定性，相比其他支架，承载力可以提高50%。

早拆支撑。敲击式早拆头和立杆、横杆等组成了早拆支撑体系，可以做到一次支撑，两次分别拆除的模板支撑体系，网格化的水平杆可以代替主龙骨，节省木材，绿色环保。

“交叉拉杆、斜支撑”代替“大剪刀撑”。在任意两根立杆对应的位置上装置活动插座，实现水平或竖向斜杆的连接，可调顶撑的丝杆端部可以安装插座，实现可调頂撑的竖向斜杆装置。任意位置斜杆的设置，兼故了工具化模板支架标准化的特点，又保留了扣件式模板支架灵活的特点，因此更加安全，稳定，更适合做高大支模和超高大支模。

榫卯键槽式钢管架经专业机构测试具有承载力大、结构稳定、安全可靠，易于装拆、节约资源和成本等特点。经过中国建筑中国建筑一、二、五、七、八局、中铁城建集团、建工二建 、田华十六分公司等大型央企、市属国有企业、乡镇企业不同层面、不同规模、不同管理模式的总包企业等用户使用证明：安全性能优越，装拆方便省时省力，大大节约了成本，加快了施工进度。受到用户一致好评。

3模架体系施工中安全体系管理

31 安全管理措施

模板作业前，按设计单位要求，根据施工工艺、作业条件及周边环境编制施工方案，单位技术负责人审批签字，项目经理组织有关部门验收，经验收合格签字后，方可作业。

模板及其支撑系统在安装过程中必须设置防倾覆的可靠临时设施。施工现场应搭设工作梯，工作人员不得爬模上下；模板作业时，指定专人指挥、监护，出现位移、开裂时，必须立即停止施工，将作业人员撤离作业现场，待险情排除后，方可作业。

板面堆放模板时，严格控制数量、重量，防止超载。

铺装楼面模板，在下班时对已铺好而来不及钉牢的定型模板或散板等拿起堆放稳妥，以防事故发生。

登高作业时，各种配件应放在工具箱或工具袋中严禁放在模板或脚手架上，各种工具应系挂在操作人员身上或放在工具袋中，不得吊落。

模板拆除时，混凝土强度必须达到规定的要求，严禁混凝土未达到设计强度的规定要求时拆除模板。

3.3 预防模板及支架坍塌的安全技术管理

设计模板及支撑体系方案时按规范有关要求进行验算，保证其具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工中可能产生的各项荷载。验算模板及支架的刚度时，其最大变形不得超过《混凝土结构工程及验收规范》的允许值。所有钢管、连接件、木方等支撑材料使用前均进行全面检查，不得使用不合格的材料。模板支架搭设场地必须平整坚实，排水良好，具有足够承载力。

现场搭设模板支架时，对模板支撑体系的强度、刚度和稳定性等有显著影响的承载构件、连接件的尺寸、间距必须进行严格控制。现场搭设模板支架时，必须按要求在立杆底部设置底座或50mm厚以上的跳板或钢垫板。每搭完一步架后，应立即检查并调整支架的垂直度，确保立杆的垂直度符合要求，防止因支架立杆过大造成支架系统的不稳。

支架系统安装时，必须严格按照本方案要求设置纵横向水平拉杆、扫地杆、剪刀撑，防止由于整体刚度不足和失稳造成坍塌事故。安装完毕经验收确认符合要求后才能进行混凝土浇筑。作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。不得在支架上集中堆放模板、钢筋等物件。施工期间不得拆除剪刀撑、纵横向水平杆、纵横向扫地杆等杆件。

3.4 模板的安装和拆除

发生高支模坍塌事故的高支模架材料大多数为钢管、扣件，少数为木杆。施工方案编制及计算全部采用标准扣件、钢管设计支模架，在工程中使用远低于国家标准规定重量、尺寸的劣质扣件、壁薄钢管，现场搭设的支模架的承载能力大为降低，这是事故发生的普遍原因。

模架搭设前材料计划及进场验收必须有编制方案及技术人员及质检人员参加，进场的材料必须方案相同。

模板的安装：模架的搭设必须严格执行《专项施工方案》，不得随意更改；要更改必须得到相关负责人的认可。作业前应认真检查模板、支撑等构件是否符合要求，模板及支撑材质是否合格。所有模板和支撑系统应按不同材质、品种、规格、型号、大小分类堆放，应注意在堆放中留出空地交通道路，以便取用。施工中还应考虑模板和支撑的竖向转运顺序合理化。搭设过程中必须有管理人员现场监管并进行指导。随时对立杆的垂直度进行控制，防止搭设到一定高度后产生偏移再进行调整。安装2m高以上的模板，应搭脚手架，并设防栏杆。支设高度在3m以上的模板，四周应设斜撑，并应设立操作平台；模板支架总高度大于4米时应在距地2～3米处挂水平安全网；凡属于脚踏面距地高度大于3.5米，又难以实现满铺板、难以实现满挂平网时，必须搭设安全带的挂设装置，并确保安全带能有效挂在其上。

操作人员登高必须走人行梯道，严禁利用模板支撑攀登上下，不得在墙顶、独立梁及其他高处狭窄而无防护的模板面上行走。二人抬运模板时要互相配合，协同作业。传递模板，工具应用运输工具或绳子系牢后升降，不得乱抛。模板安装过程中，不得在柱头或立柱顶撑间歇息，拉杆等必须安装牢固成整体后，作业人员才允许离开。在梁板支设模板的施工段临边处和梁板暂时预留空挡不支设的临边处，必须搭设1.2米高的双水平杆护栏挂立网，确属短时防护或条件不具备时可搭设一道850～1100mm高的栏杆，但上述栏杆必须确保稳定牢固。

模板的拆除：拆模时间以混凝土同条件养护试块抗压强度为依据，梁板模板及其支架拆除时的混凝土强度，应符合规范要求，侧模在混凝土强度能保证表面棱角不因拆除模板而受损坏，方可拆除；混凝土强度符合下表的规定，底模方可拆除。拆模作业人员必须站在平稳牢固可靠的地方，在脚踏面高度大于2米没有平台脚手板或平网时必须将安全带挂在脚踏的横杆上，保持自身平衡，不得猛撬，以防失稳坠落。拆模顺序应遵循“先支后拆、后支先拆、先拆除非承重部位再拆承重部位，自上而下进行拆除”的原则。严禁上下层同时拆除作业，分段拆除的高度不应大于两层。严禁将拆卸的杆件向地面抛掷，应有专人传递至地面，并按规格分类均匀堆放。当拆除4～8m跨度的梁下立柱时，应先从跨中开始，对称地分别向两端拆除。拆除时，严禁采用连梁底板向旁侧拉倒的拆除方法。拆摸必须一次拆清，不得留下活动或无支撑模板，严禁留下不安全隐患。拆下的模板要及时清理，堆放整齐。高空作业要搭设脚手架或操作台，上、下要使用梯子，不许站立在墙上工作，不准在墙体上口及大梁底模上行走。操作人员严禁穿硬底鞋及有跟鞋作业。混凝土楼板上大于15cm的预留孔应进行有效覆盖，以免操作人员崴脚受伤或高处坠落。

3.4 模架搭设前交底及过程质量控制

模架交底：专项施工方案实施前，编制人员或者项目技术负责人向施工现场管理人员进行方案交底；施工现场管理人员向作业人员进行安全技术交底，并由双方和项目专职安全生产管理人员共同签字确认；项目专职安全生产管理人员对专项施工方案实施情况进行现场监督；按照规定对危大工程进行施工监测和安全巡视，发现危及人身安全的紧急情况，立即组织作业人员撤离危险区域。

把好施工质量关：施工过程中认真做好各道工序的检查、验收工作，对各工种的交接工作严格把关，做到环环扣紧，并实行奖罚措施。严格落实班组自检、互检、交接检及项目中质检“四检”制度，确保模架安装质量。

结语：目前中国又到了一个转型阶段，把高速度的经济发展，转变为高质量的经济发展，这对于当下的建筑行业是一个契机。建筑施工安全是我们建筑施工行业的基石，随着社会的进步和经济的发展，安全问题正愈来愈多的受到整个社会的关注与重视。搞好安全生产工作，保证生命和财产安全是实现我国国民经济可持续发展的前提和保障，是提高人民群众的生活质量，促进社会稳定与创造和谐社会的基础。采用键槽式钢管支架体以承载力大、安全可靠、操作简便、生产成本相对较低的优势，已发挥出显著经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]靳龙, 周鹏. 承插型键槽式快拆支撑体系[J]. 建筑工人, 2018(8):13-13.

[2]薛庆, 刘东, 张元植,等. 轻型模块装配式超高层模架系统技术应用[J]. 施工技术, 2019, 48(08):27-31.

[3]李海生. 上承式移动模架法在双线铁路大桥简支现浇梁施工中应用[J]. 佳木斯职业学院学报, 2018, No.183(02):492-493.

[4]李明;鲁开明;;国内近年高支模架坍塌事故案例统计与分析[A];施工机械化新技术交流会论文集（第十一辑）[C];2010年

[5]《建筑施工承插型键槽式钢管支架安全技术规程》DBJ43∕T 313-2015