高大模板支撑体系的设计探讨

黄凯

（重庆玖和惠鼎建筑劳务有限公司，重庆 400000）

0 前言

在建筑工程施工中，高大模板支撑体系是极其重要的组成部分（如图1所示），具有较强的关键性和较大的危险性。高大模板支撑体系的施工过程往往具有高度高、跨度大、荷载大和基础条件差等施工难点。对于这些问题的处理，如果施工方案设计不合理或者在施工过程中存在一定的操作不当，则会影响项目设计的施工质量，也可能带来坍塌等事故。这会给施工人员的生命安全造成极大的威胁，同时也会拖慢工程施工进度、增加施工成本。因此，施工单位必须在设计和施工过程中严格按照施工规范和经验，合理设计好好综合全局的组织方案，提高设计的安全性和建筑工程的质量水平。

图1 高大模板

1 高大模板支撑体系设计基本内容

在模板支撑体系施工之前，应先由设计人员及相关工作人员制订模板支撑体系的施工方案和基本内容，确保施工方案准确无误、符合相关规定与实际情况后在进行施工。施工方案要结合建筑工程的特点，针对施工过程中可能出现的问题给出解决的预设方案，内容主要包括地基的建造与排水工作的处理，模板体系的计算，架体与建筑物的连接，施工材料及主要的规格参数、剪刀撑的设计，钢管的连接方式等。施工队伍还需要绘制出支撑体系设计图、设计图要对建筑工程中的特殊要求做出具体的说明。

2 高大模板支撑体系设计步骤

2.1 确定支撑架类型

设计高大模板支撑体系，首先要根据支撑架选型原则来确定支撑架的类型。一般支撑架类型分为扣件式钢管架和碗扣式钢管架。

2.2 对梁、板、支撑架进行归类、标注

在确定好支撑架的类型后，首先要将高大模板范畴内的梁和板按照不同的类型进行分类，然后分别计算不同类型的支撑架中最大的梁和板相关参数，记录格式如图2所示。

图2 ××式支撑架超大模板支撑体系

2.3 相关参数的计算

2.3.1 主要材料的参数计算

在计算主要材料的相关参数时，要严格按照施工规范进行，并结合实际情况，在保证精度和效率的前提下，计算出主要材料的相关参数。如果在测量过程中发现施工现场的材料与设计材料出现偏差，应第一时间将设计参数与实际数值进行校对，并及时修改设计参数以保证设计方案的可实施性和高精确度。

2.3.2 荷载取值

恒载标准值包括模板、钢筋和混凝土的自重。活载标准值包括施工人员及设备的荷载标准值和振捣、倾倒混凝土过程中产生的荷载。荷载取值应按照建筑施工模板支撑体系相关技术规定进行选取。

2.4 模板支撑体系的计算

2.4.1 计算步骤

首先根据施工经验，初步确定梁板支撑体系立杆间距、横杆步距以及梁（板）底主、次龙骨间距和梁侧内、外龙骨间距，然后根据施工现场的模板、方木、立杆、对拉螺栓等建筑材料及相应荷载进行计算，并逐步调整至最佳的结果。

计算梁（板）模板支撑体系参数时，首先计算施工荷载，然后计算底模、侧模、主龙骨、次龙骨等构件的强度和刚度。最后进行钢管立杆的稳定性以及立杆支撑楼面承载力的验算。这里需要注意，当列出所有需要测算的梁和板之后，还需要计算每一种支撑架类型中的截面最大的梁和板的施工或者以及构件强度和刚度，然后验算同一支撑架类型中最大搭设高度的立杆稳定性。最后根据截面最大的梁和板，计算出在最大荷载强度和最大搭设高度下立杆支撑地面的承载力。在最保守的条件下确定支撑架体系的搭设方案。对于同一项目工程中其他同类型的支撑架，只要截面尺寸相差不大，均可以按照此方案进行搭设。如果截面尺寸相差过大，则可以根据实际情况重新调整支撑架体系中的各构件布局，经过验算确保安全后进行搭设，以此降低项目工程的经济成本。

2.4.2 计算注意事项

立杆稳定性的验算在计算扣件式支撑架立杆的长度时，要分为“顶部立杆段”和“非顶部立杆段”两种类型进行计算，计算结果应取稳定状态下的最保守值。

2.4.3 绘制构造设置图

在全部的计算结果得出之后，因为根据计算结果绘制立杆平面的布置图，剖面图、恰提与周围建筑连接图、水平与纵向剪刀撑等构造设置图。并且要将整个模板支撑体系的详细布置以表格的形式具体列出，如图3所示。

图3 梁（板）支撑架设计方案表

3 高大模板支撑体系构造要求

（1）在高大模板支撑体系的施工过程中，应保证立杆的地基平坦坚实，能够满足立杆的稳定性和地基密度要求。另一方面，在高大模板支撑体系的设计阶段，要设计好排水系统，保证实际使用过程中排水通畅，地基表面跟内部不得出现积水现象。

（2）当模板工程的施工总荷载大于10kN/m2，或集中线荷载大于15kN/m时，必须增设混凝土垫层，并且保证的混凝土垫层的强度在C10以上、厚度大于等于100mm。

（3）对于设计图中位于楼面的立杆，要在对应立杆的楼层下面采取可靠的支撑措施，确保楼面不会受到立杆的作用而产生形变。为保证立杆底部受力均匀，需要在立杆底部设置底座，底座的规格应不小于150mm×150mm×8mm，材质应采用钢板和钢管套管焊接而成。在底座的下面，要铺设木质垫板或槽钢。木质垫板的规格要求长度在两跨以上，宽度在150mm以上，厚度要保持50mm以上。槽钢一般选取12~16号槽钢。

（4）支撑架在安装时需要设置水平杆和扫地杆。纵向扫地杆和横向扫地杆的固定方式均为直角扣件式，但纵向扫地杆的固定位置在底座上皮200mm处，横向扫地杆一般固定在纵向扫地杆的正下方位置处。

（5）剪刀撑能够有效提高支撑假体的稳定性。在支撑架架体的两端和中间，要沿水平方向向四周设置三道水平剪刀撑。剪刀撑的设置原则为：从架体的一端开始，每隔4跨设置一道双向剪刀撑，每道剪刀撑至少横跨五根立杆，同时要保证剪刀撑立杆和横杆稳定连接。剪刀撑采用搭接的方法进行连接，搭接接头要大于500mm，并用两个旋转扣件进行固定。剪刀撑的构造应符合最新的建筑规定。

（6）随着架体高度的升高，稳定性会逐渐下降。为了保证架体的稳定性，要尽量减小架体搭设高度对架体稳定性的影响，同时还要确保架体与四周建筑形成可靠连接。在连墙件的安置方面，竖直方向上连墙件的间隔大约为每层楼4m以内，水平方向上大约在三跨以内。如果架体周围没有建筑物提供支撑，则要采用格构柱法来提高支撑体系的稳定性。

4 结语

高大模板支撑体系的设计关乎施工过程中的质量水平，因此高大模板支撑体系的设计尤为重要。目前，高大模板支撑体系是一个涵盖了设计、技术、安全与监测四个方面的综合项目。实践证明，只有在设计和施工过程中严格按照施工规范和经验，合理设计好好综合全局的组织方案，把握好施工过程中的微小细节，并严格按照执行过程进行，并做好模板支撑体系的质量检测，最大限度保证高大模板支撑体系的质量水平，减少安全事故的发生。