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大跨度高支架系统模板施工方案审查和施工质量管理
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作者：张峰 范克 马彪 杨俊悌 赵强
【摘要】本文结合工程实例对超高层高空大跨度、高支架系统的整体稳定性，屋面的支模方案编制基本内容、计算方法进行探讨。（参考《建筑中文网》）
【关键词】大跨度；高支架；水平剪刀撑；整体排架；刚度与稳定性
【Abstract】In this article, engineering example, large-span high-rise high-altitude, high-bracket system, the overall stability of the roof formwork programming elements, calculation methods were discussed.
【Key words】Large-span, high-bracket, Horizontal scissors, Overall bent frame, Rigidity and stability
近年来，全国范围内发生因模板高支架坍塌而导致重大恶性事故多起，因此对此方面的安全监理工作应特别引起施工现场人员的重视。根据《建设工程安全生产管理条例》和建设部建质〔2004〕213号文件《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》要求，模板工程施工前施工单位应当单独编制安全专项施工方案，对水平砼构件模板支撑系统高度超过8m或跨度超过18m，施工总荷载大于10KN/m2或集中荷载大于15KN/m2的模板支撑系统必须由建筑施工企业组织不少于5人的专家组，对编制的安全专项施工方案进行论证审查。
1. 工程概况
由南京图腾置业发展有限公司开发的大观·天地MALL项目位于南京市下关区建宁路300号，东邻阅江楼、静海寺，西面热河路，北抵郑和路，为阅江楼旅游观光风景区的一个重要组成部分。中庭大圆井字梁，截面500×2000，跨度27m，支模架高度17m；影剧院屋面梁截面550×2100，板厚200，跨度17m，支模架高度11m。
2. 高支架搭设方案
结合本工程的结构形式和施工特点（26-35轴线屋顶构架模板支撑体系属于大跨度高支模，其搭设方案：
2.1整体钢管排架采用48×3.0钢管，竖向立杆间距不大于800×800，水平连杆双向在离楼面上150设扫地杆，以上水平连杆1500每步设置，大圆弧处井字量扫地杆150设置，以上每步1450到-0.1顶紧再按每步1450到5.7顶紧再每步1200到梁底。小影剧院550×2100的每步1250到15.7处顶紧每步1250到梁底。支撑架与整体排架连接要连接牢固。
2.2框架梁小影剧院550×2100实行梁宽方向竖向立杆间距500 300 500即两侧从楼面到楼板底及梁顶面，中间加二根立杆从楼面到梁底，顺梁方向立杆间距统一按800设置，如果梁底中间加一根立杆从楼面到梁底，顺梁方向立杆间距按400设置，梁处水平杆按每步1250搭设在中间砼梁顶紧支撑架与整体排架连接处要连接牢固。
2.3所有框架梁底木楞均按顺梁方向设置，剪刀撑按大梁底下按顺梁方向设置形成8.7m×8.7m柱间网支撑体系，采用搭接长度不少于1m搭接处不少于3个搭接扣件。
2.4圆弧处井字梁弧形处梁在-0.1m，5.7m~5.9m处，影剧院梁在15.7m处的水平连杆均要与周围梁砼顶紧固定。所有净空高于4m中间设水平剪刀撑，采用搭接长度1m，搭接处不少于3个搭接扣件，确保排架的刚度、强度及稳定性。
高支架脚手架搭设要求：
(1)40×30钢管为主要受力杆件，通过扣件连接的钢管满堂脚手架支撑体系。
(2)底板、梁底纵距不大于800，横距500 300 500，步高不大于1500。
(3)竖向剪刀撑、水平剪刀撑45°~60°。
(4)高支架四周于26、29、F、K、M、30轴与结构柱可靠相连。
3. 监理项目部要求施工单位
3.1编制《屋面高空大跨度高支架设计和施工专项方案》
(1) 施工方案应有计算书，包括荷载计算、模板及其支撑系统的强度、刚度、稳定性的验算。
(2) 屋面梁跨度达，曾高达17m，施工方案应有水平杆步距和剪刀撑设置等构造措施的详细说明。
(3) 方案应有支撑平面布置图，模板及其支撑的立面图和 剖面图，节点大样施工图。
(4) 方案应对砼浇筑方法程序提出要求。
(5) 方案应有支撑系统安装验收程序提出要求。
3.2由于是大跨度高支架大荷载，我们提出一定要经过专家组论证审查，专家论证审查意见应说明方案是否可行，建议加强、完善之处，实施过程中需要注意的事项等，提出书面论证审查报告，以东南大学郭正兴教授为首的专家组提了7点意见：
(1) 该工程有500×2000大梁，支模高度17m，为井字梁，无楼板；另有550×2100梁支模高度9m，采用扣件式钢管排架搭设，基本尺寸为步高小于1.5m，梁下加密两根立杆，形成500 300 500沿轴线＠500，方案总体可行，可以实施。
(2) 有高支模区的立杆布置平面图，应补充完整的细部尺寸，在平面图上应注明具体尺寸，并应注明竖向剪刀撑的具体部位，水平剪刀撑网格尺寸等。
(3) 应补充高大支模架的剖面图，标明具体尺寸，以及与周边砼框架拉结关系，梁的两侧浇筑平台做法等。
(4) 应补充500×2000大梁的具体支模详图，特别是梁下构造详图，应保证梁下立杆对接，不能搭接，接头应错开。
(5) 支架完成后，应重点检查：梁下立杆顶层的纵横向水平杆与立杆扣件的拧紧力矩，应为40~65N·m，顶部高小于1200mm。
(6) 水平层剪刀撑应在确保楼层处设置，并应拉结牢固。
(7) 施工时控制人员荷载。
搭设完成后，组织各方面检查验收，施工单位技术负责人签字后报监理进行审查。
3.3监理组织相关专业监理工程师进行审查，对方案中相关技术指标，根据相关规范进行验算，认为该方案可以保证安全，总监签字后同意交施工单位施工。
我们对原方案中涉及相关技术指标，还根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）等规范要求，运用专门的脚手架计算软件进行验算，由于篇幅所限，这里我们仅列出影剧院梁模板高支撑架计算书：
参数信息：
(1)高支撑架参数
立柱梁跨度方向间距L（m）：0.60 ； 立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）：0.10
高支撑步距（m）：1.50；高支撑架搭设高度（m）： 11.0；梁两侧立柱间距（m）：0.60
梁底增加2根承重立杆。
(2)荷载参数
模板自重（KN/m2）：0.35； 梁截面宽度B（m）：0.550
钢筋自重（KN/m3）：1.50； 梁截面高度D（m）：2.10
施工均布荷载标准值（KN/m2）：2.00；振捣砼荷载标准值2.00
(3)木方参数
木材弹性模量E(N/mm2)：10000.0； 木材抗弯强度设计值fm(N/mm2)：17.0；
木材抗剪强度设计值fv(N/mm2)：1.7； 面板类型：胶合面板；
面板弹性模量E(N/mm2)：9500.0； 面板抗弯强度设计值fm(N/mm2)：13.0；
(4)其他。采用的钢管类型（mm）：40×30，扣件式连接方式，双扣件，扣件抗滑承载力系数0.80。
4. 梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。强度及抗剪验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。
4.1荷载的计算：
(1)钢筋混凝土梁自重(KN/m)：
q1 = (24 1.5)×2.1×0.183=9.818 KN/m；
(2)模板的自重线荷载(KN/m)：
q2 = 0.35×0.183×(2×2.1 0.55)/ 0.55=0.554 KN/m；
(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载(KN/m)：
经计算得到，活荷载标准值 P1= (2.5 2)×0.183=0.825 KN/m；
4.2方木的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×9.818 1.2×0.554=12.446 KN/m；
活荷载设计值 P = 1.4×0.825=1.155 KN/m；
本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=5×10×10/6 = 83.33 cm3；
I=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4；
(1)方木强度验算:
最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
线荷载设计值 q = 12.446 1.155=13.601 KN/m；
最大弯距M =0.1ql2= 0.1×13.601×0.6×0.6= 0.49 KN.m；
最大应力σ= M / W = 0.49×106/83333.3 = 5.876 N/mm2；
抗弯强度设计值 ［f］=13 N/mm2；方木的最大应力计算值 5.876 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!(2)方木抗剪验算：
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200908/13508.htm
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