某工程高支模体系施工技术分析

沈 鸿 珍

(滨州学院,山东 滨州 256600)

公共建筑中常见的高支模体系多用于危险性较大分部分项工程，其建筑工程项目本身的特点表现为复杂性、不可复制性和多样性，需要对危险性较大工程必须进行专项施工方案设计，并指导于实践工程。本文从某学校民用航空实验实训楼空管实训大厅危险性较大分部分项工程施工方案分析入手，探究本工程高支模体系，进而总结有效的安全构造措施，从而有效指导施工，确保工程施工的安全和质量。

1 工程概况

本工程为某学校民用航空实验实训楼，总面积24 000 m2，建筑高度23.9 m，框架结构。②轴～⑦轴/J轴～M轴之间为空管实训大厅，大厅南、北各有一栋单体，现均浇筑完三层主体。区域东西跨度17.4 m，南北梁跨度26.5 m，板顶标高9.00 m。根据规定，搭设高度5 m及以上，搭设跨度10 m及以上混凝土模板支撑工程为危险性较大分部分项工程，而上述区域模板支撑系统属于高支模体系范畴，模板支撑脚手架的安全等级为Ⅰ级，需要编制专项施工方案，且指导实践施工。经过现场勘查、成熟的技术及有关设计等，采用扣件式钢管脚手架作体系。

2 高支模区域地面及材料

2.1 地基情况

空管实训大厅基础形式为柱承台基础，基础已采用回填土回填。对立杆实际所处的素填土进行验算，地基承载力特征值100 kPa，按照立杆下铺设施工垫板，面积约0.24 m2，立杆实际所处的素填土环境下地基承载力折减系数为0.5，立杆底垫板的底面平均压力119.0 kPa，小于地基折减承载力136.3 kPa，满足要求。为保证高支模支撑脚手架的地基承载力及排架的布置，先对此区域的地面作150厚的3∶7灰土，用C20混凝土铺设100 mm垫层硬化，作为承重地面，并做好排水措施，及时安排人员排除。

2.2 主要材料

采用φ48.3 mm×3.6 mm以上的钢管，φ12 mm钢筋制作M12对拉螺栓。设计出于安全考虑，计算按钢管壁厚2.5 mm取值，进而采用φ48 mm×2.5 mm钢管计算，抗弯强度205 N/mm2，抗剪强度125 N/mm2。梁板模板面板为12 mm厚胶合板，抗弯强度设计值[f]=26 N/mm2。次楞材料、梁、板底支撑均用45×70方木，抗弯强度15.44 N/mm2。用于体系的钢管、扣件、方木、板材均要符合现行国家标准及规范，必要时并对强度进行测试验收。

3 高支模体系主要技术参数及设计验算

3.1 主要技术参数

高支模区域范围:②轴～⑦轴/J轴～M轴，850 mm×1 500 mm梁，350 mm×700 mm梁，现浇顶板厚130 mm，支撑地面标高-0.15 mm，支模高度均为9.150 m。

850 mm×1 500 mm梁模板支撑，梁板立柱共用，梁跨度方向立柱间距为475 mm，梁两侧立柱间距为1 600 mm，步距1 500 mm，梁底增加立柱根数2根，小梁(钢管)最大悬挑长度50 mm。本梁侧模板，新浇混凝土梁计算跨度9.1 m，主梁合并根数2根，对拉螺栓水平间距600 mm。350 mm×700 mm梁模板支撑见图1，梁跨度方向立柱间距950 mm，梁两侧立柱间距1 100 mm，步距1 500 mm，梁底增加立柱根数1根，梁底支撑小梁为方木，梁底支撑主梁为钢管。

130 mm厚板模板下支撑如图1,图2所示，每一根主梁均为平行紧靠一起的两根钢管组成，方向为平行于拉杆纵向，水平拉杆步距1 500 mm。模板下小梁横向与主梁，小梁端部悬出主梁,梁底增加立杆依次距梁左立杆距离600 mm，1 000 mm，间距150 mm，模板下立杆纵向和横向距离均为950 mm。

3.2 高支模体系主要设计验算

根据规范标准、实际情况和技术参数等，以850 mm×1 500 mm梁为例，进行设计计算。自重标准值有：模板及其支架自重标准值1.65 kN/m2，新浇筑混凝土24 kN/m2，混凝土梁钢筋1.5 kN/m2，混凝上板钢筋1.1 kN/m2；施工荷载标准值3.0 kN/m2；集中堆放的物料自重标准值1.0 kN。风荷载标准值W=0.045，梁底支撑小梁间距为170 mm。

3.2.1梁底支撑系统验算

面板验算取单位宽度b=1.0 m，截面模量W=bh2/6=2.4×103mm3,最大挠度计算值为ω，[ω]为面板的最大容许挠度值，按四等跨连续梁计算：弯曲应力计算值σ=M/W=7.80 N/mm2≤[f]=26 N/mm2；ω=0.156 mm≤[ω]=170/250=0.68 mm。

梁底主梁(钢管)弯曲应力σ=M/W=132 N/mm2≤[f]=205 N/mm2；抗剪应力τ=2V/A=44.75 N/mm2≤[τ]=125 N/mm2。梁底小梁(钢管)间距170 mm，弯曲应力σ=M/W=86.14 N/mm2≤[f]=205 N/mm2；ω=0.26 mm≤[ω]=475/250=1.9 mm。

立杆长度1 500 mm，回转半径i=16.1 mm，支架自重标准值0.15 kN/m：长细比λ=l0/i=93.17≤[λ]=210。

风荷载计算为0.004，查得ψ=0.641；抗压强度f=63.44≤[f]=205 N/mm2。参照GB 51210—2016：在单元风荷载作用下的倾覆力矩标准值为31.53 kNm，计算得最大允许组合倾覆力矩为104.3 kNm，而最大设计的支撑体系本身的倾覆力矩为598.63 kNm，满足要求；高跨比9.15/174=0.53≤3，满足此情况下不应大于3.0的规定。

3.2.2梁侧模板体系验算

以图3中梁左侧模板为例，模板厚度12 mm，梁左侧小梁(方木)9道，主梁(钢管)合并2根。

梁左侧模板与梁底面板验算方法相同，弯曲应力计算值σ=M/W=6.31 N/mm2≤[f]=26 N/mm2；ω=0.18 mm≤[ω]=188/400=0.47 mm。

左侧主梁(钢管)，因主梁2根合并，以0.6的受力不均匀系数验算，弯曲应力σ=M/W=67.29 N/mm2≤[f]=205 N/mm2；抗剪应力τ=2V/A=27.28 N/mm2≤[τ]=120 N/mm2；ω=0.18 mm≤[ω]=400/400=1.0 mm。左侧小梁(方木)，弯曲应力σ=M/W=8.41 N/mm2≤[f]=15.44 N/mm2；抗剪应力τ=1.47 N/mm2≤[τ]=1.66 N/mm2；ω=0 mm≤[ω]=50/400=0.13 mm。

对M12拉螺栓验算，轴向拉力设计值N=12.9 kN，其计算受力为11.32 kN，满足要求。

因与850 mm×1 500 mm梁支撑体系的设计验算过程相同，图2为350 mm×700 mm梁支撑体系的支撑现场。通过对高支模梁板支撑进行了相应的验算，佐证了设计的可行性和优越性，各验算满足要求。

4 高支模安全构造要求

4.1 杆件系统构造要求

杆件支撑如图1，图2，图4，图5所示，脚手架底部设通长扫地杆；设置水平加固杆，加固杆设置的时间必须与脚手架同步，方向为纵向，设置在脚手架立杆的内侧，两相对的加固杆要用扣件扣紧，加固杆和加固杆相连，形成连续的闭合圈；梁底水平杆应跨连到板下立杆两节点以上；立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；脚手架立杆基础底防沉降措施采用立杆垫板和钢管底座；梁板立杆布置采用首尾纵横向拉线，检查立杆顺直情况，及时调整；纵向支撑杆必须用顶托与支撑立杆顶牢，支撑立杆高出水平横杆不得超过450 mm；剪刀撑设置的时间必须与脚手架同步；剪刀撑设置于脚手架立杆外侧，水平剪刀撑设置到扫地杆，垂直剪刀撑设置到顶部水平杆，斜杆与地面的倾角宜为45°～60°，剪刀撑宽度宜为4 m～8 m。安排专人多次检查立杆和水平杆纵横向扣件的扣紧情况，及时调整。

4.2 高支模施工要求

4.2.1与周边结构拉结

1)柱墙与梁板应分开浇筑。即先浇筑柱墙竖向结构，再浇筑梁板水平结构，以便利用柱墙与架体连接，形成可靠支撑整体，要求柱墙体混凝土强度不少于20 N/mm2。

2)要求模板支架遇框架柱时，全数设置拉结点，连接方式为抱柱，抱柱的形式如连墙件如图6所示，提高脚手架体系的整体稳定性和侧向变形的能力。抱柱连接按每步一抱，即每步横杆一连接抱柱。

4.2.2特殊要求

1)对于纵横向剪刀撑，要确保形成大剪刀，与层间柱接触适当增加支撑点。横竖向剪刀撑设在框梁面立杆上，纵竖向剪刀撑设在框梁侧面立杆上，以方便搭设。如图4，图5所示，对于水平剪刀撑，梁板高支架共设2道，第一道位于第四步水平横杆上，第二道在最低处梁底的水平杆上，设置扫地杆水平剪刀。

2)梁板高支架与相邻区域非高支架的架体，要充分依靠水平杆连接成整体，以提高梁板高支架架体的整体稳定性。

3)立杆承重区立杆铺设50 mm厚300 mm宽的完整脚手木架板。

4.2.3高支模混凝土浇筑要求

1)梁、板浇筑时，由梁板中间区域向两端对称浇筑，确保梁板的支架均匀受载，用“赶浆法”即先浇筑梁，再浇筑板。

2)浇筑外侧梁时，在梁跨度范围内，沿梁长度进行水平均匀浇筑，根据梁截面高度为1.5 m和0.7 m，进而采用阶梯形分层浇筑，浇筑时脚手架体系的均匀受力，当浇筑到板底位置时再与板的混凝土一起浇筑，同时要求各工种人员相互配合，确保了安全措施的实施。

3)浇筑板混凝土时，绝对不允许集中放料造成模板支架承受过大的荷载，不允许用振捣棒铺摊混凝土。

5 结语

通过对本高支模梁板支撑进行验算和分析，佐证了设计的可行性和优越性，从而确保建筑工程的安全实施和施工质量。在实施前，组织了相关人员对方案进行论证审查，优化了方案，施工过程中，各工种相互配合，有效的指导了实践。