鹰架赝架或膺架,你用对了吗支承拱架构件混凝土脚手架

目前在与桥梁建造相关的中文资料中,多采用“鹰架”一词来描述施工中的各种支架,有时也用 “赝架”和“膺架”。工程技术人员大都明白,这些名词的意思,就是指用钢木材料搭设的、用于工程施工的架子。但叫法多了,也会让人迷惑。到底这些词所指何物?用哪个词才对?这篇文章,拟探讨一下这个问题,并顺便梳理一下桥梁施工中常用的支架。

脚手架与支架

工程结构施工中的架子,一般分两类。

一类是脚手架,英文为scaffolding。这是为了便于工人在高处操作而搭设的架子。其最大特点是:通常依附在结构上,不承受(尚未完成或已完成的)结构物的重量。例如(参见图1),为施工不高的桥台、桥墩而在其周围搭设的架子,为砌筑砖墙而在房屋周边搭设的架子等。所用的脚手架材料,过去常用木竹,现多用易装拆的制式钢管等。

图1 脚手架

另一类是支架,英文为falsework。这是为支承施工中(尚未完成的)永久性结构而搭设的临时结构。其最大特点是:置于结构或构件的下面,施工中需安全承受结构物的重量,并且具备足够的刚度和稳定性。例如(参见图2和压题照片),现浇混凝土梁的满堂式支架,装配式钢梁的梁柱式支架,现浇混凝土拱的扇形拱架等。支架的构造及材料,需按结构受力确定;构造形式多样,材料多采用万能杆件、贝雷梁、钢管和型钢等。

图2 支架

由此可见,脚手架与支架,是两个不同的概念,区别就在于其是否临时承受一部分永久性结构的重量。

在桥梁施工领域,支架有不同的叫法,即鹰架、赝架或膺架。这些叫法源自何处?谁对谁错?

鹰架、赝架与膺架

先来看看“鹰架”的出处。

在现行的词典工具书中,对鹰架的解释大同小异。《汉语大词典》(上海辞书出版社)对鹰架的定义是:(1)饲鹰者栖鹰的木架;(2)施工时用以撑托结构构件的临时支架。常用木﹑竹或金属管制成。

对定义(1)的解释,来自唐代诗人贾岛的一首五言律诗《老将》中的两句:“燕雀来鹰架,尘埃满箭”,借此描写老将无仗可打的情景。北宋《太平广记·嘲诮二》中也记载,武周时期的一位举人出身、个子矮小的监察御史赵廓,被人起了个“枭坐鹰架”的外号。这些古籍中记载的鹰架,就是指“栖鹰的木架”。今天,我国一些少数民族仍保留有驯鹰的习俗,会用到各式鹰架。

对定义(2)的解释,来自江苏南通清廪贡生(明清两代由公家供以膳食的生员)孙锦标(1856-1927)的《通俗常言疏证》。这书最早刊于1925 年,收录了约5600条通俗词语,其中有:“今人搭造高架以造屋者,亦云搭鹰架。” 从字面上看,孙锦标所说的鹰架,更像是脚手架,但在《汉语大词典》中却解释为“用以撑托结构构件的临时支架”,似不妥。

实际上,在孙锦标之前,清代学者翟灏(1736-1788)就编撰了一本《通俗编》。这书收录了通俗词语和方言约5500条,对鹰架一词的解释是(图3a):“司马公书仪挽重物上下宜用革车或用鹰架木。”这句话不是翟灏的原创,而是摘录自宋代司马光编撰的《书仪·穿圹》。《书仪》共分十卷,穿圹为第七卷。穿圹是指一种葬法,即垂直开挖出深狭墓坑,然后下放灵柩,以土掩埋。挖坑就得取土,于是司马光建议(图3b):“挽土宜用两辘轳,重物上下宜用革车,或用鹰架木。”

图3 从鹰架木到鹰架

由此判断,宋代古籍中出现的鹰架木,是墓葬时用于挖坑取土的一种木架,这木架具体长什么样,不知道。笔者猜测,它可能类似于扒杆、抱杆或水井架的稳固木架,并安置辘轳以便挽取泥土。后来,在《通俗编》中,翟灏随意地把“鹰架木”缩减成了“鹰架”;到了清末民初,孙锦标则把“鹰架”解释为建造房屋时搭设的高架;到了今天,就变成《汉语大词典》中的“施工时用以撑托结构构件的临时支架”。这大致就是鹰架一词的来由和演变情况。

顺便提及,《汉语大词典》对“鹰架木”的定义为:“一种绳牵的支架,用于上下挽取重物。”其佐证仍是用司马光《书仪·穿圹》中的那句话。《新华字典》对“鹰架”的定义为:“用竹木制成,用来提取重物的支架。”据上述讨论,这应该是指“鹰架木”而非“鹰架”。

1982年,英国第一次颁布了关于支架(falsework)的标准,即BS 5975 Code of Practice for Falsework,后来陆续颁布了1996年、2008年和2019年版。这本标准对支架的定义是:任何一种用于支撑还不能自立的永久性结构的临时结构(Any temporary structure used to support a permanent structure while it is not self-supporting)。

简单对比中英文便知,赝架是falsework的直译。视falsework为false和work的组合(实际上是一个单词),false意为不真实的、虚假的,work意指某物品。若用比较雅致的中文字“赝”来表达false,把work理解为施工用的架子,于是falsework就被译成赝架了。

查柯林斯在线词典,falsework一词出现于1870-1875年,第一次见诸专业文献是1902年,应用也不算广泛(经查,这词被柯林斯词典、韦氏词典收录,但没被牛津词典、剑桥词典收录)。由此判断,赝架一词,估计是在20世纪上半叶,由中国早期留学归来的工程技术人员翻译的。谁翻译的?最早记录在何处?暂不见实证。笔者查阅了詹天佑先生(1861-1919)编纂的《京张铁路工程纪略(第五章 桥工)》和《新编华英工学字汇》(两本书均由中华工程师会1915年出版),以及人民交通出版社1954年出版(译自Е.Л.赫列勃尼列夫1949年出版)的《桥梁建筑》,均未发现“赝架”一词。

综上,可以认为,“赝架”这词,文字上有点冷僻,理解上有点隐晦,应用也不普遍(未被中文词典工具书收录)。

为何说赝架一词理解上有点隐晦呢?字面上,明明是真实存在的支架,却被形容为“赝”,这不是矛盾吗?这个问题,就出在如何理解work一词所指。若认为work是施工的架子,就讲不通;若认为是待建的结构,逻辑上就可理顺了。

笔者认为work是指待建的结构,理由如下。大英百科解释:falsework也叫centering(拱架)。在桥梁工程领域,拱架是最早的支架形式,建造石拱桥和早期混凝土拱桥均需要用到它。当把拱架搭设起来后,外观上就容易被人们误认为是一跨真实的拱(work),但实际上,这样的感觉似是而非,是假象(false)。因此,把false和work合成falsework,就是用来解释:人们看到的那个像拱的东西不是真的拱,而是拱架。

图4 美国罗克维尔铁路桥施工

图4为美国宾夕法尼亚的罗克维尔(Rockville)铁路石拱桥,长1164m,最大跨21m,4线,1902年建成,为国际土木工程历史性标志。施工照片中,已完成的拱跨与已搭设好的拱架排列,匆匆一瞥,不易分辨。由此,兴许可以体会到一点falsework隐含的意思。

最后说说“膺架”。

词典中未收录。膺架很可能是赝架的笔误,因为,膺与赝两字,一眼看上去差不多,容易错用。

支架的几个别称,鹰架看似出身正统,实则指脚手架;赝架是英译词,尽管有所应用但并未普及;膺架则是错别词。因此,用鹰架、赝架或膺架描述支架,都是不妥或不对的。最简洁明了的用词,就是“支架”。一个“支”字(不管怎么个支法),就把支承还未成形的永久性结构的临时结构特征表现出来了。

桥梁施工中的支架

桥梁施工中的支架,主要分为落地支架、移动支架和移动模架。

落地支架,有常规者和特殊者。

常规的落地支架,包括满堂式支架、梁柱式支架和临时墩柱等,其可用于混凝土梁段的现浇或拼装,或钢梁大节段架设,或特殊结构的施工。一些桥梁结构或构件,如桥塔下横梁、系杆拱桥、异形拱桥、特殊构件、自锚式悬索桥加劲梁等,通常需用到支架施工,见图5。

图5 落地支架施工

特殊的落地支架,主要指用于混凝土拱桥施工的拱架。一般而言,拱架可分为满布式拱架(按照构造方式,有排架式、撑架式、扇形等)和拱式拱架。满布式拱架应用普遍,拱式拱架应用相对较少,各举一例。

澳大利亚的格拉德斯维尔(Gladesville)桥,是应用排架式拱架施工的一个例子。该桥位于悉尼,跨度305m,采用预应力混凝土箱形拱结构,1964年建成。它是世界上第一座预制拼装的混凝土拱桥,被评为国际土木工程历史性地标。

施工过程如图6所示。将拱圈沿横向分为四条,钢拱架仅布设在一条之下;待一条的预制拱圈拼装合龙之后,横移拱架,拼装另一条;待四条拱圈全部完成后,再拼装拱上建筑。

图6 格拉德斯维尔大桥拱架施工

法国的普卢加斯泰(Plougastel)桥,就是采用拱式拱架建造的(图7)。这桥由弗雷西奈设计,主跨 3×186m,1930年建成。采用跨径170m的木桁拱架,拱脚间设置系杆以抵抗水平推力。拱架置于两条混凝土驳船上,浮运就位后,浇筑混凝土拱圈。一跨完成后,移出拱架,施工下一跨。

图7 普卢加斯泰大桥拱架施工

有意思的是,早期的混凝土拱桥无支架施工技术,不是直接用于拱结构本身,而是用在拱架的搭设上。图8所示的美国Mendota桥,建成于1926年,采用上承式混凝土联拱结构,桥长1255.47m,主跨 16×92.66m。从图中可见,每跨的拱架分为两部分,采用竖转法就位后,再在其上浇筑混凝土拱肋。

图8 Mendota桥拱架施工

今天,大跨度拱桥的无支架施工已成为主流。不过,“拱架”的概念并不过时。先让一部分结构成拱,可借此为后续施工提供一个可承载的“拱架”。先行成拱的结构,包括劲性骨架、钢管或钢管混凝土等。

移动支架,是指可在墩上沿桥纵向移动的,配备了移位系统、支承系统和起吊设备的承重支架,适用于节段预制的预应力混凝土梁桥的逐跨拼装。如图9所示,承重支架采用桁架梁或实腹梁形式,可布置在桥面之上(也叫上行式)或桥面之下(也叫下行式,需在墩旁另设牛腿支撑)。当吊挂在或搁置在支架上的各节段就位后,穿张预应力,完成一跨梁体的施工。

图9 移动支架上逐跨拼装混凝土节段

移动模架,也称造桥机,是指在移动支架的基础上增加了一套模板系统,用于逐跨(分界点通常设在一跨的反弯点附近)浇筑预应力混凝土梁的设备。同样地,移动模架可布置为上行式或下行式,见图10。

图10 移动模架上逐跨浇筑

在混凝土梁桥的逐跨(节段拼装或浇筑)施工中,需要用到架空的移动支架或移动模架。为提高设备周转率,获得经济效益,这些设备通常适于中等跨度的、孔跨较多的混凝土梁桥施工。

任何一种用于支撑还未完成的永久性结构的临时结构,宜称为“支架”;不宜用“鹰架”或“赝架”,不可用“膺架”。

“拱架”是最古老的支架,也是一种特殊的支架。当代大跨度混凝土拱桥的设计中,把一部分永久性结构视为不用拆除的“拱架”,并采用无支架方法先行架设,是合理的做法。

针对混凝土梁桥的逐跨施工,已发展出各式各样的移动支架和移动模架。这些设备的机械化、自动化程度高,但概念上与支架并无二致。

作者注:本文基于作者2019年8月编写的《鹰架、赝架或膺架,你用对了吗?》一文修编而成。本文参考了诸多文献资料,不一一列出,在此一并致谢!

本文刊载 / 《桥梁》杂志

2023年 第5期 总第115期

作者 / 李亚东

作者单位 / 西南交通大学

编辑 / 陈晨

美编 / 赵雯

责编 / 裴小吟

审校 / 李天颖 裴小吟 廖玲

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THE END
0.一级建造师《市政工程》核心考点5、施工脚手架、便桥须设立独立的支撑体系,不得与支架或拱架共用同一支撑结构。 6、钢管满堂支架搭设完毕后,应按相关要求,预压支架合格并形成记录。 7、支架、拱架安装完毕,经检验合格后方可安装模板;安装模板应与钢筋工序配合进行,妨碍绑扎钢筋的模板,应待钢筋工序结束后再安装;安装墩台模板时,其底部应与基础预埋件jvzquC41o08457hqo1p{u:4gdqul1?>971;84>8690nuou
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2.2模板支架和拱架的设计制作安装和拆除思维导图模板2、模板支架和拱架的设计制作安装和拆除 模板支架和拱架的设计与验算 模板支架和拱架应结构简单、制造和装拆方便,应具有足够的承载力、刚度和稳定性 模板支架和拱架的设计应设施工预拱度。施工预拱度应考虑因素 设计文件规定的结构设计预拱度 设计给出 支架和拱架承受全部施工荷载引起的弹性变形 预压测出 受载后jvzquC41yy}/|qnzk0ipo8yrn16ffA69gc<37?783c:69n:63ek969gh;dEdc}jiqt`kmB/3
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4.彝族传统民居建筑形式与装饰艺术在木结构为主的构架设计中采用特殊的穿斗结构和复杂的拱架结构,穿斗结构较省材料,易于施工,其稳定的受力和牢固的支撑结构是凉山彝族民居构架类型中使用最广泛的建筑结构。梁柱间距离较密,穿枋穿出檐柱后逐层出挑,托起前房檐,将前檐枋头做彝族图腾装饰,以木板墙连接柱间,其中逐层出挑的多层数穿枋也是为显示黑jvzquC41yy}/i€~qq0ipo8qwpyko1sncq{{f1‚nujw532:>241<:3>;70jznn
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