某厂房梁板模板施工工艺技术及支撑安全验算研究
2023-08-18潘吉亚北京城建北方集团有限公司北京101301
潘吉亚（北京城建北方集团有限公司，北京 101301）
1 工程概况
1.1 项目概况
某榨油工厂厂房建筑总高度为26.8m，总层高5m。基础形式为桩承台基础，主体结构形式为框架剪力墙结构。采用双排脚手架的脚手架搭接方式，脚手架搭设高度为29m。
该工程主要涉及9m层主梁及18.8m、26.5m层模板支撑，9m层主梁线荷载为17.5kN/m，18.8m、26.5m层搭设高度超过5m 未超8m。以26.5m 层楼层最高主梁为计算依据进行验算。
1.2 材料要求
该工程施工构成脚手架支撑体系以及模板的钢板、钢管等屈服强度为235MPa。此外，用于脚手架的各个钢管的直径、厚度、断口毛刺和平整度等尺寸要求不得超过相应的规范要求。
1.3 基本尺寸参数
该厂房工程的梁截面尺寸主要有两种：①400mm×800mm；②500mm×1400mm。其中，第一种截面形式见图1所示。
2 方案设计
2.1 总体思路
整体采用盘扣式脚手架，脚手架模数立杆间距0.9m、1.2m，横向步距1m，梁板支撑独立计算。结合现场各个脚手架高度，可以通过由水平杆件、竖直杆件和可调节式的整体框架作为支撑体系，进而形成各个整体，主楞钢管采用顶托支撑，同时采用扣件与立杆连接。
2.2 盘扣式模板支撑架构配件简述
整体盘扣式脚手架的细部构造、基本组成、连接方式示意图如图2所示。
图2 盘扣节点
整体盘扣式脚手架一般具有以下优点：
（1）各个杆件均采用强度为235MPa 的结构钢材，抗压和抗拉强度均较高，在充分考虑了结构安全折减系数的基础上，每一肢的整体盘扣式脚手架承载能力可达40kN及以上。
（2）整体盘扣式脚手架由水平杆件、竖直杆件等构成，此外，还有形如图2中的斜杆组成，提高了结构整体刚度和稳定性。
（3）整体盘扣式脚手架采用三维空间杆系结构，且各杆件主要为轴心受力构件，材料强度利用率高，可以在保持相同承载能力的前提下，尽可能地减少钢管的使用量。
3 模板安装施工技术
3.1 安装要求
竖向结构钢筋等隐蔽工程验收完毕、施工缝处理完毕后准备模板安装。安装支模前，要清除杂物，焊接或修整模板的定位预埋件，做好测量放线工作，抹好模板下的找平定位砂浆，弹出定位控制线。
3.2 施工工艺
（1）将第一根主梁支起，可以由下面2 人递给上面2人，而后由下面2人将顶杆插入主梁销片内并旋转锁紧，也可由下边2 人先将顶杆插入主梁销片，直接将主梁举起，其主梁离边墙的距离以下料时的尺寸为准，同时，保证主梁上平面与梁帮上平面高度一致；将第二根主梁支起，将副梁安装在两根主梁之间。依此类推，将整个房间支完。
（2）通过调整顶杆上的空心丝杠或底座丝杠将主梁上平面调整到与梁帮上平面水平一致。
（3）铺模。
（4）模板安装完毕后，全面检查扣件螺栓、斜撑是否坚固稳定，模板拼逢是否严密。
3.3 模板组装
模板组装要严格按照构件尺寸配好的模板拼装成整体，模板在现场拼装时，要控制好相邻板面之间拼缝，两板接头处要加设卡子，以防漏浆，拼装完成后用钢丝把模板和竖向钢管绑扎牢固，以保持模板的整体性。拼装精度要求如下：两块模板之间拼缝≤1.5mm；相邻模板之间高低差≤1mm；模板平整度≤2mm；模板平面尺寸偏差±3mm。
3.4 安全通道及斜道搭设
安全通道顶满铺两层脚手板防砸，外围挂密闭安全网封闭严密，并设有明显标志。设置消防通道，基础施工阶段的消防通道采用地下汽车坡道作为应急消防通道；主体施工阶段利用楼梯作为消防通道，如图3所示。
图3 安全通道顶部钢管搭设
斜道为施工人员的通道，斜道搭设时，要保障斜道的宽度、坡度以及步距不能太大。坡度太大，会影响施工人员的通行能力和通行时间；宽度太大，会增加施工人员通行数量，进而增加了脚手架的荷载，从而使脚手架处于不安全的情况；步距太大，也会增加施工人员数量。
此外，针对抬高程度较大的地方，要设置多个转弯平台，不仅有助于节省施工人员体力，也有助于减少建筑空间，如图4所示。
图4 斜道搭设
3.5 模板拆除
（1）楼板模板拆除时，不得大面积拆除支撑，必须局部松动支撑钢管后，使模板与混凝土脱离，拆除模板后再拆除支撑，逐步进行。
（2）模板拆除吊至存放地点时，模板保持平放，然后用铲刀、湿布进行清理。支模前刷脱模剂。模板有损坏的地方及时进行修理，以保证使用质量。
（3）模板拆除后，及时进行板面清理，涂刷隔离剂，防止粘结灰浆。
（4）拆模时，必须有专人（安全员）监护。
4 模板支撑安全验算
4.1 计算参数及简图
模板支撑的计算参数见表1。
表1 模板支撑的计算参数
4.2 面板验算
为便于计算，下面仅取计算宽度为1m的面板作为计算对象。
由可变荷载控制的组合：
由永久荷载控制的组合：
取最不利组合得：
因此，面板计算简图如图5和图6所示。
图5 面板强度计算简图
图6 面板挠度计算简图
（1）强度验算
根据结构力学可知面板跨中弯矩值最大，最大值为0.038kN·m。
根据材料力学中强度验算公式可知：
因此，面板强度满足要求。
（2）挠度验算
根据结构力学可知面板跨中挠度值最大，最大值为0.016mm。
满足要求。
4.3 次楞验算
由可变荷载控制的组合：
由永久荷载控制的组合：
取最不利组合得：
（1）强度验算
次楞在均布荷载作用下的弯矩图如图7所示，根据图7 可知，次楞最大弯矩发生在中跨支座顶部，其最大值为0.227kN·m。
图7 次楞弯矩图/kN·m
根据材料力学中强度验算公式可知：
满足要求。
（2）抗剪验算
次楞在均布荷载作用下的弯矩图如图8所示，根据图8 可知，次楞最大剪力发生在中跨支座处，其最大值为1.517kN。
图8 次楞剪力图/kN
根据材料力学抗剪强度验算公式可知：
满足要求。
（3）挠度验算
挠度验算荷载计算如下：
根据结构力学可知挠度图如图9所示，其最大挠度值为0.387mm。
图9 次楞挠度图/mm
满足要求。
（4）支座反力
根据力学求解计算可得：
4.4 主楞验算
主楞所承受的荷载主要为次楞传递来的集中力（强度计算时，次楞传递来的集中力为2.886kN，挠度计算时的集中力为1.954kN。另外，还需考虑主楞自重，主楞自重标准值为gk=0.033kN/m，因此，自重设计值为1.2gk=0.035kN/m。
主楞在次楞传递集中力和主楞自重共同荷载作用下的受力情况如图10和图11所示。
图10 主楞强度计算简图
图11 主楞挠度计算简图
（1）抗弯验算
根据结构力学可知，主楞弯矩图如图12所示，其中最大值发生在跨中处，其值为0.217kN·m。
图12 主楞弯矩图/kN·m
根据强度验算公式可得：
满足要求。
（2）抗剪验算
根据结构力学可知，主楞剪力图如图13所示，其中最大值发生在梁端支座处，其值为4.334kN。
图13 主楞剪力图/kN
根据抗剪强度验算公式可得：
满足要求。
（3）挠度验算
根据结构力学可知挠度图如图14 所示，其最大挠度值为0.024mm≤[ν]=0.75mm，满足要求。
图14 主楞挠度图/mm
5 结语
（1）在梁板模板施工方案设计和选择时，要充分考虑各方案的优缺点，从经济适用、安全可靠等角度综合考虑优化设计，并给出模板基本尺寸和安装施工要求。
（2）为了验算梁板模板的支撑安全性问题，有必要依据相应的安全技术规范，对模板使用过程中可能出现的各种荷载进行计算，并按最不利进行荷载组合，计算模板使用过程中的荷载值。
（3）结合计算得到的最不利荷载值，对模板次楞和主楞的强度（抗弯和抗剪强度）和刚度（挠度）进行验算，使其满足要求，进而确保模板在使用过程中的支撑安全性问题。
