【摘要】文章介紹了扣件式鋼管高大模板支撐體系在高大施工中的應(yīng)用注意事項。重點對模板下支撐的穩(wěn)定驗算進(jìn)行了具體、詳細(xì)的敘述。同時對搭設(shè)材料及高大模板支撐體系的構(gòu)造要求進(jìn)行了闡述。
　　【關(guān)鍵詞】扣件式鋼管；高大模板；支撐體系；施工技術(shù)
　　1．引言
　　隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和建筑技術(shù)的進(jìn)步，高層建筑、大跨度大空間建筑不斷增多，對混凝土結(jié)構(gòu)模板支撐體系提出了更高的要求。為防止模板支撐體系倒塌事故的發(fā)生，《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理條例》將模板工程列入危險性較大的分部分項工程，要求施工單位編制專項施工方案，并附具安全驗算結(jié)果，經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人、總監(jiān)理工程師簽字后實施，施工過程中由專職安全生產(chǎn)管理人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督。對高大模板工程的專項施工方案，施工單位還應(yīng)當(dāng)組織專家進(jìn)行論證審查。建設(shè)部于2004年12月發(fā)出通知，對需要組織專家論證審查的危險性較大分部分項工程的規(guī)模和論證審查辦法做出了具體規(guī)定。毫無疑問，通過審查，能夠發(fā)現(xiàn)和改正一些錯誤和不足，使方案得到進(jìn)一步的完善，對確保模板工程的安全具有積極作用。
　　在對施工企業(yè)編制的模板工程專項施工方案的審查過程中，筆者發(fā)現(xiàn)送審的方案不同程度地存在著編制質(zhì)量粗糙、方案針對性不強(qiáng)、缺乏指導(dǎo)施工的作用，有的方案甚至出現(xiàn)計算錯誤等嚴(yán)重問題，編制質(zhì)量亟待提高。筆者認(rèn)為，施工方案的作用是指導(dǎo)施工科學(xué)、規(guī)范、有序地進(jìn)行，取得良好的社會、經(jīng)濟(jì)效益。因此，要求施工方案應(yīng)當(dāng)能夠切合工程實際、符合技術(shù)規(guī)范要求、充分運用先進(jìn)技術(shù)、具有較強(qiáng)的針對性和科學(xué)性。提高模架施工方案的編制質(zhì)量應(yīng)突出針對性和科學(xué)性，著力提高方案對現(xiàn)場施工的指導(dǎo)作用。
　　2．高大模板支持體系的施工技術(shù)方案
　　2．1搭設(shè)材料及尺寸
　　施工工程高大的模板支架采用扣件式鋼管腳手架，立桿支撐在一層地面和二、三層樓面上。材料采用48X3．5鋼管、可鍛鑄鐵扣件、九合板模板、木枋斜楞，一架兩用，即用于支撐結(jié)構(gòu)和裝修施工使用，但主要用于結(jié)構(gòu)支撐。考慮要利用懸挑部位原建筑外腳手架做為支撐的一部分，故取定立桿縱橫間距為原外腳手架柱距的一半，均為700mm，水平桿縱橫向間距為700mm，立桿步距取1500mm。南側(cè)支撐布置、北側(cè)支撐基本相同。
　　2．2構(gòu)造要求
　　①立桿間連接宜采用對接扣件，為使接頭按規(guī)范要求相互錯開，底部立桿間隔交叉采用6．0m、6．5m鋼管，上部立桿采用4．5m、5．0m鋼管。
　　②在支撐體系四邊與中間每隔4排立桿從底到頂搭設(shè)豎向剪刀撐，縱向3道，橫向7道。
　　③每層混凝土施工分兩步進(jìn)行，先澆筑框架柱，待其到一定強(qiáng)度后與支撐體系做剛性連接后再澆樓面混凝土，以增強(qiáng)支撐體系的整體穩(wěn)定性。
　　④支撐體系與結(jié)構(gòu)通過框架柱和預(yù)埋鋼管作剛性連接，連墻件偏離主節(jié)點不大于0．3m，兩部五跨，從底部第一步縱向水平桿開始設(shè)置。本地區(qū)風(fēng)壓為0．25kN／m，本模板支架為敞開式腳手架，僅局部設(shè)安全網(wǎng)，且每個連墻件覆蓋面積<30m2，故驗算時可不考慮風(fēng)荷載作用。
　　⑤在基坑回填土上支設(shè)立桿時，回填土必須分層夯實，其上做8cm碎石墊層和8cm厚C20的混凝土面層，立桿下設(shè)底座和50mmX300mm木條。且在離底座底30cm處設(shè)置縱橫向
　　掃地桿。為防雨水浸泡地基，在支撐體系最外側(cè)立桿外2．0m處設(shè)置排水溝。
　　⑥每根立桿上相鄰步距的大橫桿交替設(shè)置于立桿的內(nèi)外側(cè)，以減小立桿的偏心荷載。
　　3．高大模板支撐穩(wěn)定驗算
　　高大模板下支撐立桿縱橫間距為0．7m，立桿步距為1500mm。48X3．5鋼管截面積A=489mm，抗壓強(qiáng)度設(shè)計值f=205N／mm2，回轉(zhuǎn)半徑I=15．8mm。立桿長細(xì)比A=LJI=
　　1500／15．8：94．9。立桿軸心受壓時，據(jù)立桿長細(xì)比A查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》得=0．63。故立桿軸C-受壓時的穩(wěn)定承載力設(shè)計一l90安徽建筑值為：-0．63×205×489=6．32t。
　　3．1板下支撐穩(wěn)定驗算
　　3．1．1設(shè)計荷載
　　恒載模板以及鋼管支撐自重：0．55t／m新澆混凝土重量：0．11×2．400-0．264t／
　　鋼筋重量：0．11×0．250=0．0275t／m
　　∑=0．842fm!
　　活載施工人員及設(shè)備重量：0．10fm
　　泵送混凝土傾倒產(chǎn)生荷載：0．40t／mz
　　振搗產(chǎn)生的荷載：0．20t／m
　　(現(xiàn)場施工情況復(fù)雜，為安全見，取三荷載之和)2=0．70t／m
　　設(shè)計荷載q=1．2×0．842+1．4×0．70=2．00t／m
　　3．1．2支撐驗算
　　①鋼管支撐的穩(wěn)定性計算，作用在立桿上荷載為N=2．00×0．72=0．98t<6．32t。穩(wěn)定性滿足要求。
　　②鋼管扣件抗滑驗算，當(dāng)立桿長度與支模長度相差較小時，可在立桿頂加可調(diào)支托進(jìn)行調(diào)高。否則可用2只旋轉(zhuǎn)扣件作鋼管接長。作用在立桿扣件上的荷載為N=0．98t<1．2t，故立桿雙扣件搭接能滿足抗滑要求。
　　3．2承載能力驗算
　　承受上層結(jié)構(gòu)及支撐體系荷載的結(jié)構(gòu)樓板的板厚6=1lcm，雙向板底筋為8@200，雙向支座負(fù)筋為擊8@200。
　　板底最大彎矩肘0．0367qP=0．0367×2．00×10×2．4
　　3．3梁下支撐穩(wěn)定計算
　　取受荷載較不利的九層樓面的連續(xù)梁計算，其截面為300mm×1000mm。其最不利受荷是當(dāng)其正上方第十層梁澆筑時，兩層梁的恒載和施工活載傳到支撐立桿上，其荷載計算如下。
　　3．3．1設(shè)計荷載
　　恒載模板自重：f0．3+2×1．0)×0．05=0．115t／m
　　新澆混凝土重量：0．3×1．0×2．4=0．72fm
　　鋼筋重量：0．3×0．20=0．06t／m
　　2g=o．895t／m
　　活載施工人員及設(shè)備的荷載：(0．3+0．35×2)×0．25=0．25t／m
　　設(shè)計荷載：q=1．2×2×0．895+1．4×0．25=2．498t／m
　　3．3．2支撐驗算
　　梁支模方式——鋼管排架頂部水平鋼管傳力支模。梁自重及施工荷載通過底模下的木枋將荷載傳至水平鋼管，水平鋼管又通過與立桿扣接的直角扣件將荷載傳至立桿。這樣立桿所受的力為偏心力，偏心距為e=53mm，偏心率s=M×A／(N×W)：=e×A／W=53×489／5000=5．18<30，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》得彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定系數(shù)~,-o．186。故立桿偏心受壓時的穩(wěn)定承載力設(shè)計值為fa=0．186×205×489=1．89t。
　　①鋼管支撐的穩(wěn)定性計算，作用在立桿上荷載為N=2．498×0．7／3-0．583t<1．89f。穩(wěn)定性滿足要求。
　　②件抗滑驗算，作用在立桿扣件上的荷載為N=0．583t<0．8t，故抗滑能滿足要求。鑒于結(jié)構(gòu)的重要性，在直角扣件下在增設(shè)一個等扣件。
　　4．扣件式鋼管高大模板支持體系的施工管理對策
　　4．1模架方案應(yīng)以圖示為主、文字為輔
　　在送審的方案中，幾乎所有的方案多是以文字表述為主。由于文字表述不夠直觀，設(shè)計意圖難以表達(dá)清楚；同時由于施工人員文化水平參差不齊，容易引起誤解，造成不必要的麻煩。而采用圖示的形式，較為直觀，意思表達(dá)準(zhǔn)確，易于理解。因此，編制模架方案，應(yīng)著重施工圖的繪制，以便清晰準(zhǔn)確地表達(dá)設(shè)計意圖，使模架施工方案對施工的指導(dǎo)作用得到進(jìn)一步的體現(xiàn)。使模架施工圖成為技術(shù)人員向工人進(jìn)行技術(shù)交底的依據(jù)，模板工、架子工進(jìn)行模架施工的依據(jù)和現(xiàn)場技術(shù)人員、安全管理人員、監(jiān)理人員對模架施工質(zhì)量實施過程監(jiān)控和驗收的依據(jù)。模架施工圖應(yīng)包括總平面圖、模板及其支撐桿件平面布置圖、立面圖、剖面圖、施工詳圖和設(shè)計施工說明等內(nèi)容，并準(zhǔn)確標(biāo)注尺寸。
　　模架設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮計算結(jié)果、各種水平桿件和剪刀撐的布置等因素確定立桿的平面布局，盡量使梁、板下立桿間距成整倍數(shù)布置，以方便縱橫向水平桿和水平剪刀撐的布置，使各種桿件相交于主節(jié)點，從而改善桿件的受力性能；綜合考慮剪刀撐盡量與支架主節(jié)點相交的原則及架體與周邊建筑構(gòu)件或模架體系的連接等因素，確定水平桿件的豎向間距。總之，通過對工程實際情況的綜合分析，合理布置各種桿件，使之布局合理、受力明確、便于施工。
　　4．2根據(jù)規(guī)范要求構(gòu)造工程實際
　　工程實際施工，一般應(yīng)繪制詳圖，對各桿件的接頭形式和布置等文字易于表達(dá)清楚的內(nèi)容可采用文字表達(dá)。對高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層大梁等豎向荷載較大的立桿，宜采用在立桿頂部設(shè)置頂托的方法，使之成為軸心受壓構(gòu)件，以改善立桿的受力性能。高度較大的獨立柱、排架結(jié)構(gòu)柱列及其連梁的模板支架設(shè)計時，應(yīng)充分考慮架體在風(fēng)荷載作用下的整體側(cè)向變形對模板工程和混凝土施工質(zhì)量的影響。即使柱子混凝土已經(jīng)澆筑完成，在形成空間結(jié)構(gòu)體系前，仍不宜考慮由懸臂的柱子承擔(dān)架體因風(fēng)荷載作用而產(chǎn)生的水平推力，應(yīng)從提高架體的抗風(fēng)能力出發(fā)，確保架體安全。高度較大的獨立柱、排架結(jié)構(gòu)柱列及其連梁模架的高寬比應(yīng)以1／3～1／4為宜，并嚴(yán)格按照規(guī)范的要求設(shè)置水平和垂直剪刀撐，立桿基礎(chǔ)亦應(yīng)做適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)處理并驗算。共享空間模架體系應(yīng)與周邊建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件或周邊樓層的模架體系做可靠聯(lián)結(jié)，以改善架體的工作條件。
　　4．3安全管理技術(shù)措施應(yīng)突出重點
　　根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，緊密結(jié)合本工程具體實際進(jìn)行編制。一般性的技術(shù)要求和措施可從簡，與本工程無關(guān)的內(nèi)容可省略。應(yīng)急救援預(yù)案應(yīng)根據(jù)施工過程中可能出現(xiàn)的安全問題進(jìn)行編制，與模板工程無關(guān)的內(nèi)容不應(yīng)列入。計算書作為模架安全專項施工方案的附件。供專家審查時使用。模架的設(shè)計計算工作量較大，并需要進(jìn)行多方案比較和優(yōu)化設(shè)計，應(yīng)盡量采用計算機(jī)軟件進(jìn)行計算，但不能完全依賴軟件，對軟件中不符合工程實際的內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。采用計算機(jī)軟件計算的，應(yīng)說明軟件的名稱。
　　荷載及其組合應(yīng)根據(jù)不同的計算對象和計算項目，按照現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行。在當(dāng)前《模板工程技術(shù)規(guī)范》未正式頒布的情況下，可參照《混凝土工程施工及驗收規(guī)范》(GB50204)的規(guī)定執(zhí)行。《混凝土工程施工及驗收規(guī)范》對普通模板及其支架，按照不同的計算對象、不同的計算項目，在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)采用的荷載標(biāo)準(zhǔn)值、荷載分項系數(shù)和荷載組合做出了規(guī)定，在進(jìn)行模架設(shè)計時應(yīng)當(dāng)認(rèn)真執(zhí)行。
　　在方案審查中發(fā)現(xiàn)，不少編制人員貪圖省力，不分計算對象和計算項目，直接采用計算機(jī)軟件提示的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使荷載及其組合與規(guī)范不符。
　　經(jīng)過扣件式鋼管重大模板支撐體系在結(jié)構(gòu)施工中的成功實施，筆者認(rèn)為在設(shè)計荷載考慮全面、計算模型接近實際、選材及構(gòu)造措施合理的前提下，扣件式鋼管重大模板支撐體系還是具有較為廣泛的應(yīng)用前景。
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