高大跨度梁模板支撑体系施工技术

杨玉明

陕西化建工程有限责任公司 陕西杨凌 12100

高大跨度梁模板支撑体系施工技术

杨玉明

陕西化建工程有限责任公司 陕西杨凌 12100

通过办公调度楼中庭高大梁模板满堂脚手架支撑体系的搭设事例，介绍高大模板支撑体系搭设应遵循的的程序和搭设方法，构造要求及保证安全应的措施。

满堂脚手架 荷载 承载力 稳定性

1 工程概况

延长石油集团靖边化工园区办公调度楼工程为框架结构，地下1层，地上9层，总面积37870m2，设计有3个直通屋面的大厅，中厅长40m，宽18.7m，屋面4个大梁均为500mm× 2100mm，梁底距一层地面35.7m，面积748m2；东、西厅长28m，宽14.8m，屋面六个大梁均为400mm×1200mm，梁底距一层地面36.6m，面积414.4m2。无论从高度还是从跨度来讲，均属于建质（2009）87#文中规定的危险性较大的分部分项工程，应按有关要求，确保施工安全。

2 施工程序

施工顺序：编制施工方案→方案论证→施工技术交底→分层搭设满堂脚手架→分层验收满堂脚手架→整改存在问题→脚手架整体验收。

3 施工方案

通过方案对比、论证，最终确定采用以整体稳定、局部加强的扣件式满堂钢管脚手架和带有可调式伸缩头作为支撑体系的施工方案进行施工，该方案的内容如下：

3.1 搭设方法

满堂架搭设：钢管采用φ48×3mm，立杆纵、横向间距1m，水平纵、横杆步距1.5m，水平方向剪刀撑每隔3层设置一层，四周竖向剪刀撑每隔6跨一道，竖向连续设置直到顶层，四周与建筑物连接的连墙件每隔两步三跨与建筑物的梁或柱连接，脚手架板每隔三层满铺一层，梁底立杆加强，立杆纵距0.75m，横距0.3m、0.4m。梁底立杆加强支撑见下左图。

3.2 受力计算

以最大夸度的中厅，并取最大梁、受力最不利组合为例进行计算，东西厅可照此方案进行搭设。根据规范规定，需对立杆进行稳定性、地基承载力计算，连墙件计算（梁底支撑脚手架搭设图如下左图）。

3.2.1 立杆稳定性计算

脚手架高37.8m（按梁顶面高度计算），步距1.5m，共37.8/1.5=25步，脚手架板按3层考虑，采用φ48×3钢管，钢管截面面积A=4241mm2，回转半径i=1.594cm，截面模量W=4.491cm3，钢管重0.0384kN/m,扣件重0.014KN/个，脚手架板重0.35KN/m2。

查荷载规范得：钢筋混凝土重25.0KN/m3.模板自重0.35KN/m3，施工活荷载5.0KN/m2。

(1)不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

其中:N—立杆的轴心压力最大值，它包括：

N=1.2（NG1k+NG2K）+1.4∑NQK；

NG1k—脚手架结构自重标准值产生的轴向力；

NG2K—构配件自重标准值产生的轴向力；

NQK—施工荷载标准值产生的轴向力总和。

NG1k=37.8×0.0384+0.014×25×2+0.014×6+（1.0+0.3）×25×0.0384+0.35×1.0×0.3×3=3.8KN

NG2K=0.35×(1.0+0.3)=0.455KN

NQK=（25.5+5）×1.0×0.4/5=2.44KN

N=1.2（NG1k+NG2K）+1.4∑NQK=1.2×（3.8+0.455）+1.4× 2.44=8.466KN

a—立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度，a=0.30m；

h—最大步距，h=1.50m；

l0—计算长度，取1.500+2×0.300=2.100m；

λ—由长细比，为210/1.594=132；

φ—轴心受压立杆的稳定系数,由长细比=132查表得

风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式：

MW=0.85×1.4MWk=0.85×1.4Wklah2/10

其中：Wk—风荷载标准值(kN/m2)；

WK—风荷载标准值。查规范WK=0.7Uz×Us×Wo

Uz—风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》为：1.92

Us—脚手架风荷载体型系数，查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》和《建筑结构荷载规范》计算为：0.375：

Wo—基本风压，查《建筑结构荷载规范》为：0.4KN；

WK=0.7×1.92×0.375×0.4=0.2016KN/m2；

风荷载产生的弯矩Mw=0.85×1.4×0.2016×1.0× 1.500×1.500/10=0.054kN.m。

根据公式N=1.2∑NGk+0.85×1.4∑NQK

Nw—考虑风荷载时，立杆的轴心压力最大值；

3.2.2 立杆地基承载力计算

本工程由满堂脚手架承载的荷载和满堂架自重作用于地下室顶板上，地下室顶板荷载全部传至梁，取梁中最不利梁KL10、（250×750mm，3跨，分别为6.0m、7.2m、6.0m，配筋:2φ20；3φ25，均为3级钢，混凝土为C35），现对此梁予以验算如下：

q=8.466×5+0.25×0.75×1×25=47.02KN/m

根据梁的尺寸和均布荷载，运用结构力学的力法方程计算A、B、C、D各点的受力为：RA=RD=105.576KN, RB=RC=341.376KN,如图1所示，其中最大弯矩MMAX1=204.768KN·m

按简支梁承受均布荷载，取中间最大跨计算最大弯矩为：

计算梁所能承受的最大弯矩M1: =0.391；

σ=N/φA=8.466×1000/(0.391×4241)=5.1N/mm2＜[f] =205N/mm2满足要求

（2）考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式为：

根据梁的有关数据查表的：3级钢fy=360Mpa,受拉区钢筋面积As1=628mm2

受压区钢筋面积As2=1473mm2，C35混凝土抗压强度fc=16.7Mpa,

梁有效高度h0=750-25-10=715mm,

根据公式M1=fcbx(h0-x/2)+fy As1(h0-a)

其中:x为梁受压区高度，x=fy(As2-As1)/fcb=360(1473-628)/16.7×250=72.86mm

M1=16.7×250×72.86(715-72.86/2)+360×628(715-35) =360.15KN·m

因为：M1=360.15KN·N＞Mmax｛MMAX1MMAX2｝=304. 7KN·m

故地下室顶板梁承载力满足要求。

但考虑地下室安全，采用2根φ48×3钢管予以加强，钢管横距200mm纵距750mm。

3.2.3 连墙件验算:

连墙件的轴力N=NLW+No

式中：NLW—连墙件轴力设计值

No—连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力,根据规范取5KN。

AW—每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积，按2步3跨考虑，面积为1.5×2×3=9m2。

（1）扣件连墙件抗滑承载力验算查查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表5.1.7条知一个直角扣件抗滑承载力为Rc=8KN.

因为N=7.54KN＜Rc=8KN.故抗滑移承载力满足要求。

（2）连接件稳定性验算

连接件的计算长度3m

根据公式λ=LH/1.58=300/1.58=189.8＜[λ]=210

查规范附表C得φ=0.199

根据公式;N/φA≤f

A-为钢管的截面面积。钢管采用φ48×3，A=424.1mm2N/φA=7.54×1000/0.199×424=8.94N/mm2＜[f]=205N/mm2

故满足要求。

4 满堂脚手架搭设的方案论证

脚手架搭设前，应根据危险性较大的分部分项工程施工安全和有关规范要求，对方案进行论证。

方案编制完成后，经施工单位技术负责人和监理初步审查后，由总包单位组织，有专家，建设单位负责人，监理，施工单位分管安全的负责人、技术负责人、项目负责人、专项方案编制人、项目专职安全生产管理人员，勘察，设计单位项目技术负责人参加的方案论证会。方案论证的主要求内容：

（1）方案内容的完整性，可行性;

（2）方案的计算书和验算依据是否符合有关标准;

（3）安全事故的基本条件是否满足现场实际情况。

方案论证完后，施工单位应根据论证报告的要求，修改完善方案，并经施工单位技术负责人，项目总监，建设单位项目负责人签字后，方可组织施工。

5 满堂脚手架的搭设

满堂脚手架搭设的施工顺序：

地下室顶梁加固→铺设垫板→搭设立杆→搭设扫地杆→搭设水平杆→搭设拉接杆→搭设立杆→搭设水平杆→搭设剪刀撑杆→满铺设架板→分层验收→下一层搭设、验收，直至完成→整体验收。

满堂脚手架的搭设应严格按照施工规范要求和审批的施工方案执行。

6 满堂脚手架的验收

（1）脚手架搭设使用的钢管、扣件，当为新进场的应有产品合格证书，质量检验报告，当为旧钢管时，应进行外观检查，凡不符合规定和要求的严禁使用，旧扣件应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓严禁使用；

（2）脚手架使用的架板当为新冲压钢脚手架板应有产品质量合格证，尺寸偏差应符合规定。当为木脚手架板，宽带不宜小于200mm，厚度不应小于50mm，质量应符合规定；

（3）脚手架应分层验收，每搭设完一层即进行验收，验收合格后即可进行下一层脚手架搭设，整个脚手架搭设完成后应进行整体验收，验收合格后才可进行梁、板模板支设；

（4）脚手架主要验收基础表面是否平整，是否排水畅通，垫板是否稳定、是否下沉。立杆、水平杆、剪刀撑间距是否符合方案要求，立杆的垂直度，纵、横杆水平高差的误差是否在永许范围内，以及扣件的安装、脚手架板的安装是否符合规定要求。

7 满堂脚手架搭设的安全措施

（1）成立脚手架搭设的专门安全领导小组，由施工单位项目负责人任组长，分管安全的负责人任副组长，制定安全管理体系，制度，并在施工过程中严格执行；

（2）脚手架搭设人员必须为专业架子工，并持证上岗，施工前和过程中要定期体检，按规定配戴和使用劳保用品；

（3）施工过程中，严格按方案、规范要求搭设，,遵守有关安全规定。

1 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）.

2 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）.

3 清华大学出版社2000年1月出版，叶列平编著的《混凝土结构》.

4 高等教育出版社1996年出版，龙驭球、包世华编的《结构力学教程》.

5 中国西北建筑设计研究院有限公司设计的陕西延长石油集团靖边能源化工综合利用园区厂前区办公调度楼施工图.

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1672-9323（2011）06-0075-03

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