一、前言
        在介紹碗扣式腳手架之前，先簡要介紹一下承插式腳手架，這種腳手架是單管腳手架的一種形式，其構造與扣件式腳手架基本相似，主要由主桿、橫桿、斜桿等組成，只是主桿與橫桿、斜桿之間的連接不是用扣件，而是在主桿上焊接插座，橫桿和斜桿上焊接插頭，將插頭插入插座，即可拼裝成各種尺寸的腳手架。由于各國對插座和插頭的結構設計不同，形成了各種形式的承插式腳手架。其中包括碗扣式腳手架和插銷式腳手架兩大類，本文介紹碗扣式腳手架的應用情況。
 二、國外發展概況
        英國SGB公司成立于1920年，1976年，首先研制成功碗扣式腳手架（CUPLOK腳手架），很快推廣到西歐各國，應用也較普遍，日本和東南亞一些國家也有應用，至今已有40多年歷史。碗扣式腳手架主要由立桿、橫桿和斜桿上組成，立桿上焊接插座，橫桿和斜桿上焊接插頭。插座由上、下碗和限位銷組成，在直徑48mm的主桿上，每隔一定間距設置一組碗式插座。組裝時，將橫桿和斜撐兩端的插頭插入下碗，扣緊和旋轉上碗，用限位銷壓緊上碗螺旋面，每個節點可同時連接4個橫桿。
        該腳手架與扣件式腳手架相比，具有以下特點：
        1.裝拆靈活，操作方便，可完全避免螺栓作業，提高工效和減輕工人勞動強度；
        2.結構合理，使用安全，附件不易丟失，管理和運輸方便，使用壽命長；
        3.構件設計模數制，使用功能多，應用范圍廣，可適用于腳手架、支承架提升架和爬架等:
        2004年，協會組織到歐洲技術考察，我們到英國SGB公司參觀學習，提出參觀碗扣腳手架的生產車間，接待負責人講“很抱歉，我們車間已不生產這種腳手架了，有些已到其他國家去加工了“。目前，碗扣式腳手架在歐洲雖然還有生產和應用，但使用量不多，在亞洲、非洲等國家也還有一些工程在應用，。
        日本腳手架企業不但積極引進國外先進腳手架，還非常重視技術創新，對引進腳手架還進行改進。如英國SGB公司在碗扣式腳手架的設計中，沒有設計斜桿，為增強腳手架的整體穩定，日本在碗扣腳手架的橫桿兩端，各焊上四個鋼耳板，鋼板上有一個圓孔，用于連接拉斜桿，以增強碗扣腳手架的整體剛度，見圖1。

圖一 日本碗扣腳手架

三、國內發展概況
        1985年，根據國家計委施工局和鐵道部基建總局下達的任務要求，鐵道部專業設計院在廣泛吸收國外先進技術，結合實際情況，試制成功了《WDJ碗扣型多功能腳手架》，其設計的主要特點是：
        1.獨創了在下碗和插頭上加了幾個齒牙，以增強碗接頭的自鎖能力；
        2.拼裝速度快、省時省力，避免了螺栓作業和零散扣件的丟失；
        3.碗扣接頭的抗彎、抗剪、抗扭的強度高，因而整個架體的穩定性強；
        4.使用功能多，可以組裝成內外腳手架、支撐架、提升架、支撐柱、爬架等；
        5.整套構件有15大類52種，可以適用于房屋、橋隧、煙囪、水塔等建筑物的施工需求；
1986年5月18日，鐵道部專業設計院與鐵道部第三工程局孟原工程機械廠聯合，在孟原召開了試拼試驗現場會。1987年3月29日，在太原召開了《WDJ碗扣型多功能腳手架》技術鑒定會，通過鐵道部鑒定。并獲得國家實用新型專利，同年，參加日內瓦第十五屆世界發明博覽會，獲得鍍金獎。
鐵道部專業設計院的碗扣型多功能腳手架，先后在淄博市面粉廠立交橋、禹城立交橋、歇馬亭立交橋等工程應用，受到施工單位的歡迎，并取得了較好的經濟效果。
        1987年，鐵道部專業設計院將碗扣腳手架的專利技術，轉讓給北京核工業部星河機器人技術開發公司，成為當時國內最早專門從事腳手架生產的廠家之一。該公司的腳手架在1990年北京亞運會很多項目中推廣使用，1993年該腳手架技術被建設部列為科技成果重點推廣項目。
        1994年星河機器人技術開發公司與香港浩力企業有限公司合資成立了北京星河模板腳手架工程有限公司，姜傳庫任副總工程師，專門從事模板腳手架的開發、生產、銷售等業務。公司生產的碗扣式腳手架曾被用于首都機場、北京西客站、長江三峽、深圳帝王大廈、南海島礁、南極中山站等工程。
        在鐵道部專業設計院的腳手架推廣不久，有不少單位也加入到碗扣腳手架的研制工作中，出現了多個名稱的碗扣式腳手架，如天津機電設備公司研制的《插鎖式腳手架》、鐵道部一局研制的《扣碗式腳手架》。還有北京比爾特模板公司研制的《鍥緊式腳手架》，這種腳手架的構造與碗扣式腳手架基本相仿，插座也是由上、下碗和限位銷組成，只是下碗和橫桿插頭的構造作了一點改進，每個插座可以同時插入6個不同方向的橫桿。利用下碗上4個互相垂直的定位凹槽，可以搭設四邊形腳手架，也可搭設多邊形腳手架。
        1985年，國家計委施工局給鐵道部專業設計院下達研究設計《碗扣式腳手架》的任務，同時，國家計委施工局給冶金部建筑研究總院下達研究設計《門式腳手架》的任務。當時，我們分析了國內外有關專利和資料，認為碗扣式腳手架是單管腳手架的一種形式，構造簡單，安全可靠，使用功能多，是一種很好的新型腳手架。
        1986年，我院在吸收了國內外碗扣式腳手架經驗的基礎上，也研究設計了《碗形承插式腳手架》。并在設計中對碗扣式腳手架作了以下幾點改進；
        1.鐵專院將英國·SGB公司的碗扣式腳手架的立桿、頂桿長度模數，從500mm模數改為600mm模數，以及碗接頭的間距從500mm改為600mm。這種腳手架的拼裝高度為600mm的倍數，可調底座的調節長度也要達到600mm以上。本設計對立桿長度作了修改，頂桿改為調節桿，可以組裝成300mm進級的不同高度的腳手架或平臺。
        2.碗扣式腳手架的關鍵部位是碗接頭，英國SGB公司和鐵專院設計的碗接頭中，上碗和插頭均用鑄鋼模鍛成型，下碗用鋼板沖壓。本設計的碗接頭，在構造和材料上都作了一些改進，上、下碗和接頭均采用鋼板冷沖壓成型，使加工工藝有所簡化。
        3.在下碗和插頭上都不帶齒牙，我們認為下碗和插頭上帶齒牙，對增強接頭的自鎖能力，約束橫桿左右移動和轉動具有很好作用。但在實際應用中，各碗接頭都不是單獨存在，而是相互連接成空間桿系，各節點通過桿件相互制約，來約束橫桿的左右移動和轉動。所以，在下碗和插頭上帶齒是多余的。
        4.在英國SGB公司的設計中，有可調橫桿，活動碗扣件和連墻桿等部件。如可調橫桿可以自由調節橫桿的長度，用以適應立桿間距的自由變化和拼裝不同弧度的曲線腳手架。可調橫桿THG-60的長度調節范圍為1200~1600mm，THG-90的長度調節范圍為1200~1900mm。
        活動碗扣件可以根據功能需要隨時裝拆，橫桿間距可以自由調節。利用活動碗扣件還可以使碗扣式腳手架與其他腳手架、鋼支柱相互連接，見圖2，擴大腳手架的應用范圍。連墻桿用于外腳手架，見圖3，可以保恃腳手架與墻體的距離，增加腳手架的穩定性。這些部件可以提高腳手架的功能，我們在腳手架的設計中，增加了這些部件，可惜的是這個設想一直沒有得到應用。
        1987年，我們與無錫縣建筑腳手架廠聯合試制了一批碗扣式腳手架在無錫、徐州等地的施工工程中應用，使用效果較好，1989年《碗形承插式腳手架》獲得國家實用新型專利。

圖二  活動碗扣件                                                                  圖三 連墻桿

        在推廣應用碗扣式腳手架過程中，星河機器人技術開發公司的力度最大，發展速度最快，推廣應用量最多，在各類建筑、機場和橋梁等重要工程施工中，得到大量應用，取得良好經濟效果。山西文水工程機械廠、新疆二建等模板腳手架生產企業，還從星河機器人公司引進碗扣式腳手架專利技術。

四、存在主要問題
        1.碗扣式腳手架是我國推廣多年的新型腳手架，在許多建筑和橋梁工程中已大量應用。但是，我國在碗扣式腳手架的推廣應用中，施工單位只會用于支撐架，而外腳手架、提升架、支撐柱、爬架等工程沒有或很少使用。鐵專院設計的腳手架有很多功能沒有發揮出來，很多構件也沒有使用，如窄挑梁、寬挑梁、間橫桿、搭邊間橫桿、強力支撐柱等等。另外，對英國SGB公司的有些功能也沒有學到手，如活動碗扣、伸縮橫桿等部件，使用功能沒有充分發揮。一個很好的新技術還沒有真正學到手，就被我國某些腳手架企業搞壞了，導致產品遭市場淘汰，真是悲哀！
        2.由于大部分碗扣式腳手架廠家，生產設備簡陋，生產工藝落后，又采用不合格的鋼管和碗扣件，產品質量越來越差，不同廠家的產品還不能相互通用。當時，國內有專業腳手架廠數百家，還有許多家庭作坊式的小廠，如河北某地區有許多生產碗扣式腳手架和配件的家庭小廠，采用鋼管的管壁厚度和材質均不合格，有些廠還采用舊鋼管加工腳手架。很多廠家不具備條件，不管質量，只看數量，生產的產品可低于一般價格的70%左右。施工企業也是只圖價格便宜，不顧產品質量，嚴重影響了新技術的信譽，搞亂了建筑市場。據了解，當時有80%以上的碗扣式腳手架都不合格，這種腳手架坍塌事故也不斷發生，存在很大的安全隱患。
        3. 1991年頒布了?WDJ碗扣型多功能腳手架構件?（TB/T2292--91）行業標準，但是，了解這個標準和持有此標準的人很少，更談不上如何貫徹執行標準了，使得生產、施工和租賃企業缺乏嚴格的質量監督管理。由于碗扣式腳手架在生產中，采用不合格的鋼管和碗扣件，采用的鋼管材質不穩定，鋼管壁厚從3.5mm減到3.0mm，任意修改碗扣的尺寸，造成碗扣尺寸差異大，各廠家生產的碗架產品通用性差，插頭不能在上下碗扣中就位，不能保證節點可靠傳力，給碗扣式腳手架使用帶來很大的安全隱患。
        4.門式腳手架在我國使用時間不長，就退出建筑市場了，其中最主要的原因是鋼管的質量問題。當時，許多生產廠的門架基本上是仿制國外的門架，規格尺寸與國外門架大致相同，但外國的腳手架鋼管普遍采用低合金鋼管，而我國鋼廠不生產這種鋼管，被迫采用普碳鋼管，并且普碳鋼管的材質也不能保證。因此，門架的剛度小，重量大，運輸和使用中易變形，加上普碳鋼管的抗腐蝕性能差，導致門架使用壽命短。
        1997年，張國生到訪模板協會，介紹了上海康德工程技術研究所研制成功了《低合金高強度腳手架鋼管》的情況。我聽了介紹情況非常高興，因為我一直盼望我國能生產《低合金腳手架鋼管》，馬上表示一定會支持這項研究工作，很快寫了一篇《采用低合金鋼管腳手架勢在必行》文章，并于1998年在《建筑技術》刊物上發表了。
        1998年6月，上海康德工程技術研究所研制開發的《低合金高強度腳手架鋼管》，通過了技術鑒定，他們結合我國鋼種的實際，選用STK51（日本）、SM490A（中國）為母材，在工藝技術上作了很大改進，保證了鋼管質量的穩定，并獲得國家發明專利。曾與上海鼎鑫鋼管有限公司、唐山鋼鐵股份有限責任公司帶鋼廠等企業合作進行生產。多年來，張國生一直致力于推廣這種腳手架鋼管，幫助腳手架企業解決低合金鋼管焊接技術等問題，但是，低合金腳手架鋼管并沒有得到大量應用。為什么國外的腳手架能普遍采用低合金鋼管，我國的腳手架到現在還很少采用低合金鋼管呢？
我國在開發、應用腳手架新技術中，已經有鋼支柱、門式腳手架和碗扣式腳手架等新型腳手架，一個又一個的開了花，并沒有結成果。其原因都是對生產、施工和租賃企業缺乏嚴格質量監督管理，沒有堵住不合格產品的生產源頭，建筑市場很混亂。因此，一定要吸取以上經驗教訓，加強產品質量監督管理，加大設備和技術投入，保證產品質量；加強市場管理，不搞價格競爭，應搞技術和質量競爭，避免新技術在推廣過程中，半途而廢的情況再度發生。
五、幾點建議
        上世紀90年代以來，國內一些企業引進國外先進技術，研制和開發了多種新型腳手架，國內有專業腳手架生產企業數百家，從技術上來講，我國有很多腳手架企業，已具備加工生產各種新型腳手架的能力。近幾年，國內應用新型腳手架的市場環境已培育起來，有關部門和施工企業對盤扣腳手架越來越重視了。最近，我了解到盤扣式腳手架已發現”假李逵“了，這是很不好的預兆，希望有關部門領導能引起重視，以下我提幾點建議；
        1.日本在控制腳手架產品質量方面有三個規定，一是生產廠除了生產設備和生產工藝要先進之外，還必須取得產品質量認證和安全認可證書；二是在施工中應用的舊腳手架使用滿六年的，應作荷載試驗，對負荷有減弱者，一律降級使用；三是不同要求的施工工程，應采用不同等級的腳手架，不同等級的腳手架不能混用，腳手架質量達不到要求的一律不準使用。我認為日本這幾條規定，對我國腳手架安全使用值得借鑒。
        2.對鋼管和腳手架廠應加強產品質量監督和管理，以堵住不合格產品的生產源頭。對產品質量差、技術水平低、不具備生產條件的廠家，尤其是那些家庭作坊式的小廠，應及時曝光和警告，必要時勒令停產整頓。對生產工藝合理，產品質量好，技術力量強的廠家，頒發產品質量合格證和安全認證書。
        3、嚴格監督施工企業選購有“產品合格證書”廠家的腳手架，租用有質量保證書和檢測證書的模架，以堵住不合格產品的流通渠道。建立模架工程質量監理制度，由質量監理部門負責對施工中采用的模架進行質量監督，對沒有“產品合格證”和檢測證書，不符合質量要求和施工安全的模架，有權責成施工企業停止使用，
        4.加強對租賃企業的管理，嚴格監督租賃企業從有“產品合格證”的廠家購買腳手架，組織有關人員定期對重點租賃企業進行質量檢測，對不合格的腳手架應及時報廢。積極開展新型腳手架租賃業務，協助施工企業推廣應用新型腳手架，提高腳手架應用技術水平和安全性。
        5.大力發展專業模架公司。發展專業模架公司有利于推廣應用新型模架，提高施工速度和施工質量；有利于施工設備充分利用，提高模架使用效果；有利于提高施工技術水平，培養熟練的施工隊伍；有利于改善操作工人施工環境，保證模架施工安全。專業模架公司在經濟發達國家有幾十年的歷史，并且有不少模架公司已成為跨國模架公司。我國在發展專業模架公司方面，還面臨體制、管理，市場等需要解決的問題。隨著建筑企業的改制，相信不久也會出現各類模架專業公司，模架工程專業化將是今后發展的趨勢。