某工程高支模體系施工技術分析

沈 鴻 珍

(濱州學院,山東 濱州 256600)

公共建筑中常見的高支模體系多用于危險性較大分部分項工程，其建筑工程項目本身的特點表現為復雜性、不可復制性和多樣性，需要對危險性較大工程必須進行專項施工方案設計，并指導于實踐工程。本文從某學校民用航空實驗實訓樓空管實訓大廳危險性較大分部分項工程施工方案分析入手，探究本工程高支模體系，進而總結有效的安全構造措施，從而有效指導施工，確保工程施工的安全和質量。

1 工程概況

本工程為某學校民用航空實驗實訓樓，總面積24 000 m2，建筑高度23.9 m，框架結構。②軸～⑦軸/J軸～M軸之間為空管實訓大廳，大廳南、北各有一棟單體，現均澆筑完三層主體。區域東西跨度17.4 m，南北梁跨度26.5 m，板頂標高9.00 m。根據規定，搭設高度5 m及以上，搭設跨度10 m及以上混凝土模板支撐工程為危險性較大分部分項工程，而上述區域模板支撐系統屬于高支模體系范疇，模板支撐腳手架的安全等級為Ⅰ級，需要編制專項施工方案，且指導實踐施工。經過現場勘查、成熟的技術及有關設計等，采用扣件式鋼管腳手架作體系。

2 高支模區域地面及材料

2.1 地基情況

空管實訓大廳基礎形式為柱承臺基礎，基礎已采用回填土回填。對立桿實際所處的素填土進行驗算，地基承載力特征值100 kPa，按照立桿下鋪設施工墊板，面積約0.24 m2，立桿實際所處的素填土環境下地基承載力折減系數為0.5，立桿底墊板的底面平均壓力119.0 kPa，小于地基折減承載力136.3 kPa，滿足要求。為保證高支模支撐腳手架的地基承載力及排架的布置，先對此區域的地面作150厚的3∶7灰土，用C20混凝土鋪設100 mm墊層硬化，作為承重地面，并做好排水措施，及時安排人員排除。

2.2 主要材料

采用φ48.3 mm×3.6 mm以上的鋼管，φ12 mm鋼筋制作M12對拉螺栓。設計出于安全考慮，計算按鋼管壁厚2.5 mm取值，進而采用φ48 mm×2.5 mm鋼管計算，抗彎強度205 N/mm2，抗剪強度125 N/mm2。梁板模板面板為12 mm厚膠合板，抗彎強度設計值[f]=26 N/mm2。次楞材料、梁、板底支撐均用45×70方木，抗彎強度15.44 N/mm2。用于體系的鋼管、扣件、方木、板材均要符合現行國家標準及規范，必要時并對強度進行測試驗收。

3 高支模體系主要技術參數及設計驗算

3.1 主要技術參數

高支模區域范圍:②軸～⑦軸/J軸～M軸，850 mm×1 500 mm梁，350 mm×700 mm梁，現澆頂板厚130 mm，支撐地面標高-0.15 mm，支模高度均為9.150 m。

850 mm×1 500 mm梁模板支撐，梁板立柱共用，梁跨度方向立柱間距為475 mm，梁兩側立柱間距為1 600 mm，步距1 500 mm，梁底增加立柱根數2根，小梁(鋼管)最大懸挑長度50 mm。本梁側模板，新澆混凝土梁計算跨度9.1 m，主梁合并根數2根，對拉螺栓水平間距600 mm。350 mm×700 mm梁模板支撐見圖1，梁跨度方向立柱間距950 mm，梁兩側立柱間距1 100 mm，步距1 500 mm，梁底增加立柱根數1根，梁底支撐小梁為方木，梁底支撐主梁為鋼管。

130 mm厚板模板下支撐如圖1,圖2所示，每一根主梁均為平行緊靠一起的兩根鋼管組成，方向為平行于拉桿縱向，水平拉桿步距1 500 mm。模板下小梁橫向與主梁，小梁端部懸出主梁,梁底增加立桿依次距梁左立桿距離600 mm，1 000 mm，間距150 mm，模板下立桿縱向和橫向距離均為950 mm。

3.2 高支模體系主要設計驗算

根據規范標準、實際情況和技術參數等，以850 mm×1 500 mm梁為例，進行設計計算。自重標準值有：模板及其支架自重標準值1.65 kN/m2，新澆筑混凝土24 kN/m2，混凝土梁鋼筋1.5 kN/m2，混凝上板鋼筋1.1 kN/m2；施工荷載標準值3.0 kN/m2；集中堆放的物料自重標準值1.0 kN。風荷載標準值W=0.045，梁底支撐小梁間距為170 mm。

3.2.1梁底支撐系統驗算

面板驗算取單位寬度b=1.0 m，截面模量W=bh2/6=2.4×103mm3,最大撓度計算值為ω，[ω]為面板的最大容許撓度值，按四等跨連續梁計算：彎曲應力計算值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(鋼管)彎曲應力σ=M/W=132 N/mm2≤[f]=205 N/mm2；抗剪應力τ=2V/A=44.75 N/mm2≤[τ]=125 N/mm2。梁底小梁(鋼管)間距170 mm，彎曲應力σ=M/W=86.14 N/mm2≤[f]=205 N/mm2；ω=0.26 mm≤[ω]=475/250=1.9 mm。

立桿長度1 500 mm，回轉半徑i=16.1 mm，支架自重標準值0.15 kN/m：長細比λ=l0/i=93.17≤[λ]=210。

風荷載計算為0.004，查得ψ=0.641；抗壓強度f=63.44≤[f]=205 N/mm2。參照GB 51210—2016：在單元風荷載作用下的傾覆力矩標準值為31.53 kNm，計算得最大允許組合傾覆力矩為104.3 kNm，而最大設計的支撐體系本身的傾覆力矩為598.63 kNm，滿足要求；高跨比9.15/174=0.53≤3，滿足此情況下不應大于3.0的規定。

3.2.2梁側模板體系驗算

以圖3中梁左側模板為例，模板厚度12 mm，梁左側小梁(方木)9道，主梁(鋼管)合并2根。

梁左側模板與梁底面板驗算方法相同，彎曲應力計算值σ=M/W=6.31 N/mm2≤[f]=26 N/mm2；ω=0.18 mm≤[ω]=188/400=0.47 mm。

左側主梁(鋼管)，因主梁2根合并，以0.6的受力不均勻系數驗算，彎曲應力σ=M/W=67.29 N/mm2≤[f]=205 N/mm2；抗剪應力τ=2V/A=27.28 N/mm2≤[τ]=120 N/mm2；ω=0.18 mm≤[ω]=400/400=1.0 mm。左側小梁(方木)，彎曲應力σ=M/W=8.41 N/mm2≤[f]=15.44 N/mm2；抗剪應力τ=1.47 N/mm2≤[τ]=1.66 N/mm2；ω=0 mm≤[ω]=50/400=0.13 mm。

對M12拉螺栓驗算，軸向拉力設計值N=12.9 kN，其計算受力為11.32 kN，滿足要求。

因與850 mm×1 500 mm梁支撐體系的設計驗算過程相同，圖2為350 mm×700 mm梁支撐體系的支撐現場。通過對高支模梁板支撐進行了相應的驗算，佐證了設計的可行性和優越性，各驗算滿足要求。

4 高支模安全構造要求

4.1 桿件系統構造要求

桿件支撐如圖1，圖2，圖4，圖5所示，腳手架底部設通長掃地桿；設置水平加固桿，加固桿設置的時間必須與腳手架同步，方向為縱向，設置在腳手架立桿的內側，兩相對的加固桿要用扣件扣緊，加固桿和加固桿相連，形成連續的閉合圈；梁底水平桿應跨連到板下立桿兩節點以上；立桿之間必須按步距滿設雙向水平桿，確保兩方向足夠的設計剛度；腳手架立桿基礎底防沉降措施采用立桿墊板和鋼管底座；梁板立桿布置采用首尾縱橫向拉線，檢查立桿順直情況，及時調整；縱向支撐桿必須用頂托與支撐立桿頂牢，支撐立桿高出水平橫桿不得超過450 mm；剪刀撐設置的時間必須與腳手架同步；剪刀撐設置于腳手架立桿外側，水平剪刀撐設置到掃地桿，垂直剪刀撐設置到頂部水平桿，斜桿與地面的傾角宜為45°～60°，剪刀撐寬度宜為4 m～8 m。安排專人多次檢查立桿和水平桿縱橫向扣件的扣緊情況，及時調整。

4.2 高支模施工要求

4.2.1與周邊結構拉結

1)柱墻與梁板應分開澆筑。即先澆筑柱墻豎向結構，再澆筑梁板水平結構，以便利用柱墻與架體連接，形成可靠支撐整體，要求柱墻體混凝土強度不少于20 N/mm2。

2)要求模板支架遇框架柱時，全數設置拉結點，連接方式為抱柱，抱柱的形式如連墻件如圖6所示，提高腳手架體系的整體穩定性和側向變形的能力。抱柱連接按每步一抱，即每步橫桿一連接抱柱。

4.2.2特殊要求

1)對于縱橫向剪刀撐，要確保形成大剪刀，與層間柱接觸適當增加支撐點。橫豎向剪刀撐設在框梁面立桿上，縱豎向剪刀撐設在框梁側面立桿上，以方便搭設。如圖4，圖5所示，對于水平剪刀撐，梁板高支架共設2道，第一道位于第四步水平橫桿上，第二道在最低處梁底的水平桿上，設置掃地桿水平剪刀。

2)梁板高支架與相鄰區域非高支架的架體，要充分依靠水平桿連接成整體，以提高梁板高支架架體的整體穩定性。

3)立桿承重區立桿鋪設50 mm厚300 mm寬的完整腳手木架板。

4.2.3高支模混凝土澆筑要求

1)梁、板澆筑時，由梁板中間區域向兩端對稱澆筑，確保梁板的支架均勻受載，用“趕漿法”即先澆筑梁，再澆筑板。

2)澆筑外側梁時，在梁跨度范圍內，沿梁長度進行水平均勻澆筑，根據梁截面高度為1.5 m和0.7 m，進而采用階梯形分層澆筑，澆筑時腳手架體系的均勻受力，當澆筑到板底位置時再與板的混凝土一起澆筑，同時要求各工種人員相互配合，確保了安全措施的實施。

3)澆筑板混凝土時，絕對不允許集中放料造成模板支架承受過大的荷載，不允許用振搗棒鋪攤混凝土。

5 結語

通過對本高支模梁板支撐進行驗算和分析，佐證了設計的可行性和優越性，從而確保建筑工程的安全實施和施工質量。在實施前，組織了相關人員對方案進行論證審查，優化了方案，施工過程中，各工種相互配合，有效的指導了實踐。