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【摘 要】 WDJ碗扣式脚手架是近年来国家推广的新型建筑工艺之一，与原有的钢管式脚手架相比具有安装快捷，稳定可靠的优点，本文通过对武汉乙烯项目30万吨/年线性低密度聚乙烯装置造粒框架的主体结构施工过程中使用碗扣式脚手架支设高大模板系统过程的论述，探讨其在工业建筑中应用的相关经验。
【关键词】 碗扣式 脚手架 高大模板
30万吨/年线性低密度聚乙烯是武汉乙烯工程建设的重要装置，其中挤压造粒厂房作为该装置的主要工业建筑，厂房轴线间平面尺寸为47米×21米，共四层，总高度34.6米，层高分别为11.5米、7.3米、7.6米、8.2米，框架梁主要截面尺寸：600×900、600×1000、600×1200，最大跨度8.8m，现浇板厚度为100mm。该厂房具有一般工业厂房的特点：楼层高、跨度大，对此，本次施工拟采用碗扣式脚手架进行高大模块系统的支设，以下是本次施工过程的阐述。
模板设计：
模板体系结构设计：
本次模板的材料选取模块采用915mm×1830mm×15mm（厚）胶合板（E=6000N/mm2，[fc]=13N/mm2 ，[fv]=1.4KN/m2），木枋采用40mm×80mm木枋（E=9000N/mm2，[fc]=11N/mm2 ，[fv]=1.4KN/m3），支撑为48×3.0mm碗扣，其支撑参数如下（篇幅所限，计算从略）：
挤压造粒梁板（取最大梁600×1200mm）模板支撑参数：
立杆沿梁跨度方向间距为0.90m，立杆上端伸出至模板支撑点长度为0.10m，立杆步距为1.5m；梁板底承重立杆横向间距为0.9m，梁支撑架搭设高度为11.5m，梁两侧立杆间距为0.9m；
承重架支撑形式：梁底模板下设置8根40*80木枋，木枋间距86mm，8根40*80木方下设置2φ48*3.5钢管间距为900mm，梁底增加承重立杆根数为1φ48*3.5mm钢管，采用的碗扣类型为Φ48×3mm钢管，立杆承重连接方式为可调托座；
穿梁螺栓直径为M12，穿梁螺栓水平间距为500mm，穿梁螺栓竖向间距从梁底向上依次为：150mm，550mm，950mm
挤压造粒楼板模板支撑参数：
横向间距或排距为0.90m、纵距为0.90m、步距为1.5m；立杆上端伸出至模板支撑点长度为0.1m，模板支架搭设高度11.50m；板底支撑连接方式： 40*80mm方木支撑，楼板模板下40*80mm，木方间距300mm； 木方下横杆设置按照立杆纵横间距900mm，立杆承重连接方式为可调托座。
模板体系构造设计：
为确保高支模体系的整体稳定性，沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑，根据需要并依构架框格的大小，每隔10m设置一道，同时除底部和顶部设置水平方向剪刀撑外，水平方向剪刀撑按照高度4m设置一道。在支撑横杆与立杆的连接扣件根据抗滑验算大于12kN，采用顶托方式。在立杆顶部设置钢管横杆，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于200mm，。
模板体系施工
做好现场准备工作，对进场支模材料进行严格把关，钢管、顶（底）托及木方等材料应符合安全生产要求。锈蚀、变形的钢管以及截面尺寸不足、有裂纹的木方等材料不得使用，木方截面尺寸不得小于设计的木方截面尺寸，木枋根据需要刨边，，保证木枋与模板接触面平整。对于模板支撑架基层根据现场实际情况，立柱地基自上而下依次为：200*50木垫板条——100mm厚C15混凝土——经纵、横向碾压的平整地面，压实系数不小于0.95，脚手架外围设置排水沟以保证场地排水。模板在使用前涂刷脱模剂，当模板出现破损及时修补、截边，弹线切割钻孔在同一部位、同一尺寸情况下做好标识编号。穿梁螺杆采用M12双头螺杆，并按3%抽检合格。
所有模板高支撑架必须由专业架子工搭设和拆除，操作人员均须持证上岗。在模板体系安装过程中，首先做好测量放线工作，按设计的支撑架立杆纵横间距在地面（板面）上测放点位，并根据梁底位置在每根立杆下部铺设300×50mm垫木。竖立杆时从满堂架的北侧开始安装。先树好第一根立杆，在相互垂直的两个方向用抛撑将其固定，再树其他立杆，同步安装扫地杆。若需设底托，应将底托预先调至统一标高才安放在垫木上，再安装立杆，当满堂架沿纵横两个方向的延伸长度均不小于5m时，安装第一、二排横杆，使满堂架基本保持稳定，剪刀撑杆件的底端应由地面顶紧，夹角为45度。
在全面安装立杆和横杆后，对每个节点的紧固进行认真检查，对于梁下设计有加强立杆的进行同步安装，在满堂架立杆顶部安放顶托，并按所需标高进行调节。
模板高支撑架搭设完成后，经班组自检合格后，报项目专职安全员验收，项目自检合格后报监理工程师验收，验收合格后挂牌投入使用，未经验收合格的架子不得投入使用。模板及钢筋绑扎时等作业施工时严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放，同时精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，采用由中部向两边扩展的浇筑方式。浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。在浇筑后及时组织专人予在养护，模板支撑架落在下层的混凝土顶板上时，保证混凝土强度不低于1.2Mpa。
模板及支撑体系拆除工作根据混凝土强度试验报告对照结构构件的跨度确定模板及其支架拆除的范围、时间，并填写模板拆除申请表报监理工程师审批后进行拆除作业。模板及其支架拆除的施工顺序与支设顺序相反，按“先支后拆、后支先拆”的原则施工。在本工程中，模板及支架拆除流程如下：
松梁底顶托→拆除梁底模→拆除梁侧模→拆除板底模→清运模板及木方→拆除支架→材料清运→楼面清理。在高支撑模板拆除时，应先将梁底的顶托松开，并抽出托上的木方或钢管。逐步拆除梁底模和梁侧模，并及时清运出操作面。 施工过程中的安全管理
（1）明确支摸施工现场安全责任人，负责施工全过程的安全管理工作。在支摸搭设、拆除 和混凝土浇筑前向作业人员进行安全技术交底。
（2）支模施工应按经审批的施工方案进行，方案未经原审批部门同意，任何人不得修改变更。
（3）支模分段或整体搭设安装完毕，经技术和安全负责人验收合格后方能进行钢筋安装。
（4）支摸施工现场应搭设工作梯，作业人员不得从支撑系统爬上爬下。
（5）混凝土浇筑时，派安全员专职观察模板及其支摸系统的变形情况，发现异常现象时应 立即暂停施工，迅速疏散人员，待排除险情并经施工现场安全负责人检查同意后方可复工。
分析与比较：
LLDPE装置挤压造粒厂房高大模板从准备到脚手拆除共计用时85天（其中搭设用时35天，其余为养护及拆模时间），现与临近装置采用钢管脚手架施工的模板体系进行比较（临近的HDPE装置造粒厂房采用钢管脚手架进行高大模板承重脚手架施工，两者工程量及用工量基本相同，搭设时间为60天）：
（1） WDJ脚手架接头具有可靠的连接强度，其下碗扣可抗剪力极限强度≥170KN，上碗扣极限抗拉强度≥43KN，单肢安全受压荷载达到30KN以上，每平米承受荷载可达180KN，比普通钢管式脚手架从受力、刚度到稳定性均大大提高；
（2） 施工快捷，WDJ脚手架无需拧螺栓，拆装速度快、工效高，劳动强度大大降低且维修管理简便，无零散扣件，构配件损耗小，成本相应降低；且构配件的通用性强，适应性高，不同于普通脚手架需根据层高要求对钢管长度进行修改。
结论：
采用WDJ碗扣式脚手架受力性能好，施工快捷但如果设计不合理，使用不当会导致结构变形，甚至出现倒塌的后果，应注意以下几方面：
1. 对支架体系进行认真分析和计算，对支架本身进行强度核算的同时还应进行稳定性验算，对存在水平荷载的支架体系还应进行水平方面承载能力的验算；
2. 碗扣接头是非刚性结点，应设置必要的斜支撑；
3. 支架的基础应坚实可靠，除满足地基承载力要求外，还应有防雨排水设施，防止地基浸泡出现的下沉。
参考文献
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ 166-2008）
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162—2008
【关键词】 碗扣式 脚手架 高大模板
30万吨/年线性低密度聚乙烯是武汉乙烯工程建设的重要装置，其中挤压造粒厂房作为该装置的主要工业建筑，厂房轴线间平面尺寸为47米×21米，共四层，总高度34.6米，层高分别为11.5米、7.3米、7.6米、8.2米，框架梁主要截面尺寸：600×900、600×1000、600×1200，最大跨度8.8m，现浇板厚度为100mm。该厂房具有一般工业厂房的特点：楼层高、跨度大，对此，本次施工拟采用碗扣式脚手架进行高大模块系统的支设，以下是本次施工过程的阐述。
模板设计：
模板体系结构设计：
本次模板的材料选取模块采用915mm×1830mm×15mm（厚）胶合板（E=6000N/mm2，[fc]=13N/mm2 ，[fv]=1.4KN/m2），木枋采用40mm×80mm木枋（E=9000N/mm2，[fc]=11N/mm2 ，[fv]=1.4KN/m3），支撑为48×3.0mm碗扣，其支撑参数如下（篇幅所限，计算从略）：
挤压造粒梁板（取最大梁600×1200mm）模板支撑参数：
立杆沿梁跨度方向间距为0.90m，立杆上端伸出至模板支撑点长度为0.10m，立杆步距为1.5m；梁板底承重立杆横向间距为0.9m，梁支撑架搭设高度为11.5m，梁两侧立杆间距为0.9m；
承重架支撑形式：梁底模板下设置8根40*80木枋，木枋间距86mm，8根40*80木方下设置2φ48*3.5钢管间距为900mm，梁底增加承重立杆根数为1φ48*3.5mm钢管，采用的碗扣类型为Φ48×3mm钢管，立杆承重连接方式为可调托座；
穿梁螺栓直径为M12，穿梁螺栓水平间距为500mm，穿梁螺栓竖向间距从梁底向上依次为：150mm，550mm，950mm
挤压造粒楼板模板支撑参数：
横向间距或排距为0.90m、纵距为0.90m、步距为1.5m；立杆上端伸出至模板支撑点长度为0.1m，模板支架搭设高度11.50m；板底支撑连接方式： 40*80mm方木支撑，楼板模板下40*80mm，木方间距300mm； 木方下横杆设置按照立杆纵横间距900mm，立杆承重连接方式为可调托座。
模板体系构造设计：
为确保高支模体系的整体稳定性，沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑，根据需要并依构架框格的大小，每隔10m设置一道，同时除底部和顶部设置水平方向剪刀撑外，水平方向剪刀撑按照高度4m设置一道。在支撑横杆与立杆的连接扣件根据抗滑验算大于12kN，采用顶托方式。在立杆顶部设置钢管横杆，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于200mm，。
模板体系施工
做好现场准备工作，对进场支模材料进行严格把关，钢管、顶（底）托及木方等材料应符合安全生产要求。锈蚀、变形的钢管以及截面尺寸不足、有裂纹的木方等材料不得使用，木方截面尺寸不得小于设计的木方截面尺寸，木枋根据需要刨边，，保证木枋与模板接触面平整。对于模板支撑架基层根据现场实际情况，立柱地基自上而下依次为：200*50木垫板条——100mm厚C15混凝土——经纵、横向碾压的平整地面，压实系数不小于0.95，脚手架外围设置排水沟以保证场地排水。模板在使用前涂刷脱模剂，当模板出现破损及时修补、截边，弹线切割钻孔在同一部位、同一尺寸情况下做好标识编号。穿梁螺杆采用M12双头螺杆，并按3%抽检合格。
所有模板高支撑架必须由专业架子工搭设和拆除，操作人员均须持证上岗。在模板体系安装过程中，首先做好测量放线工作，按设计的支撑架立杆纵横间距在地面（板面）上测放点位，并根据梁底位置在每根立杆下部铺设300×50mm垫木。竖立杆时从满堂架的北侧开始安装。先树好第一根立杆，在相互垂直的两个方向用抛撑将其固定，再树其他立杆，同步安装扫地杆。若需设底托，应将底托预先调至统一标高才安放在垫木上，再安装立杆，当满堂架沿纵横两个方向的延伸长度均不小于5m时，安装第一、二排横杆，使满堂架基本保持稳定，剪刀撑杆件的底端应由地面顶紧，夹角为45度。
在全面安装立杆和横杆后，对每个节点的紧固进行认真检查，对于梁下设计有加强立杆的进行同步安装，在满堂架立杆顶部安放顶托，并按所需标高进行调节。
模板高支撑架搭设完成后，经班组自检合格后，报项目专职安全员验收，项目自检合格后报监理工程师验收，验收合格后挂牌投入使用，未经验收合格的架子不得投入使用。模板及钢筋绑扎时等作业施工时严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放，同时精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，采用由中部向两边扩展的浇筑方式。浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。在浇筑后及时组织专人予在养护，模板支撑架落在下层的混凝土顶板上时，保证混凝土强度不低于1.2Mpa。
模板及支撑体系拆除工作根据混凝土强度试验报告对照结构构件的跨度确定模板及其支架拆除的范围、时间，并填写模板拆除申请表报监理工程师审批后进行拆除作业。模板及其支架拆除的施工顺序与支设顺序相反，按“先支后拆、后支先拆”的原则施工。在本工程中，模板及支架拆除流程如下：
松梁底顶托→拆除梁底模→拆除梁侧模→拆除板底模→清运模板及木方→拆除支架→材料清运→楼面清理。在高支撑模板拆除时，应先将梁底的顶托松开，并抽出托上的木方或钢管。逐步拆除梁底模和梁侧模，并及时清运出操作面。 施工过程中的安全管理
（1）明确支摸施工现场安全责任人，负责施工全过程的安全管理工作。在支摸搭设、拆除 和混凝土浇筑前向作业人员进行安全技术交底。
（2）支模施工应按经审批的施工方案进行，方案未经原审批部门同意，任何人不得修改变更。
（3）支模分段或整体搭设安装完毕，经技术和安全负责人验收合格后方能进行钢筋安装。
（4）支摸施工现场应搭设工作梯，作业人员不得从支撑系统爬上爬下。
（5）混凝土浇筑时，派安全员专职观察模板及其支摸系统的变形情况，发现异常现象时应 立即暂停施工，迅速疏散人员，待排除险情并经施工现场安全负责人检查同意后方可复工。
分析与比较：
LLDPE装置挤压造粒厂房高大模板从准备到脚手拆除共计用时85天（其中搭设用时35天，其余为养护及拆模时间），现与临近装置采用钢管脚手架施工的模板体系进行比较（临近的HDPE装置造粒厂房采用钢管脚手架进行高大模板承重脚手架施工，两者工程量及用工量基本相同，搭设时间为60天）：
（1） WDJ脚手架接头具有可靠的连接强度，其下碗扣可抗剪力极限强度≥170KN，上碗扣极限抗拉强度≥43KN，单肢安全受压荷载达到30KN以上，每平米承受荷载可达180KN，比普通钢管式脚手架从受力、刚度到稳定性均大大提高；
（2） 施工快捷，WDJ脚手架无需拧螺栓，拆装速度快、工效高，劳动强度大大降低且维修管理简便，无零散扣件，构配件损耗小，成本相应降低；且构配件的通用性强，适应性高，不同于普通脚手架需根据层高要求对钢管长度进行修改。
结论：
采用WDJ碗扣式脚手架受力性能好，施工快捷但如果设计不合理，使用不当会导致结构变形，甚至出现倒塌的后果，应注意以下几方面：
1. 对支架体系进行认真分析和计算，对支架本身进行强度核算的同时还应进行稳定性验算，对存在水平荷载的支架体系还应进行水平方面承载能力的验算；
2. 碗扣接头是非刚性结点，应设置必要的斜支撑；
3. 支架的基础应坚实可靠，除满足地基承载力要求外，还应有防雨排水设施，防止地基浸泡出现的下沉。
参考文献
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ 166-2008）
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162—2008