高大跨度梁模板支撐體系施工技術(shù)

楊玉明

陜西化建工程有限責(zé)任公司 陜西楊凌 12100

高大跨度梁模板支撐體系施工技術(shù)

楊玉明

陜西化建工程有限責(zé)任公司 陜西楊凌 12100

通過辦公調(diào)度樓中庭高大梁模板滿堂腳手架支撐體系的搭設(shè)事例，介紹高大模板支撐體系搭設(shè)應(yīng)遵循的的程序和搭設(shè)方法，構(gòu)造要求及保證安全應(yīng)的措施。

滿堂腳手架 荷載 承載力 穩(wěn)定性

1 工程概況

延長石油集團(tuán)靖邊化工園區(qū)辦公調(diào)度樓工程為框架結(jié)構(gòu)，地下1層，地上9層，總面積37870m2，設(shè)計(jì)有3個(gè)直通屋面的大廳，中廳長40m，寬18.7m，屋面4個(gè)大梁均為500mm× 2100mm，梁底距一層地面35.7m，面積748m2；東、西廳長28m，寬14.8m，屋面六個(gè)大梁均為400mm×1200mm，梁底距一層地面36.6m，面積414.4m2。無論從高度還是從跨度來講，均屬于建質(zhì)（2009）87#文中規(guī)定的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，應(yīng)按有關(guān)要求，確保施工安全。

2 施工程序

施工順序：編制施工方案→方案論證→施工技術(shù)交底→分層搭設(shè)滿堂腳手架→分層驗(yàn)收滿堂腳手架→整改存在問題→腳手架整體驗(yàn)收。

3 施工方案

通過方案對(duì)比、論證，最終確定采用以整體穩(wěn)定、局部加強(qiáng)的扣件式滿堂鋼管腳手架和帶有可調(diào)式伸縮頭作為支撐體系的施工方案進(jìn)行施工，該方案的內(nèi)容如下：

3.1 搭設(shè)方法

滿堂架搭設(shè)：鋼管采用φ48×3mm，立桿縱、橫向間距1m，水平縱、橫桿步距1.5m，水平方向剪刀撐每隔3層設(shè)置一層，四周豎向剪刀撐每隔6跨一道，豎向連續(xù)設(shè)置直到頂層，四周與建筑物連接的連墻件每隔兩步三跨與建筑物的梁或柱連接，腳手架板每隔三層滿鋪一層，梁底立桿加強(qiáng)，立桿縱距0.75m，橫距0.3m、0.4m。梁底立桿加強(qiáng)支撐見下左圖。

3.2 受力計(jì)算

以最大夸度的中廳，并取最大梁、受力最不利組合為例進(jìn)行計(jì)算，東西廳可照此方案進(jìn)行搭設(shè)。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，需對(duì)立桿進(jìn)行穩(wěn)定性、地基承載力計(jì)算，連墻件計(jì)算（梁底支撐腳手架搭設(shè)圖如下左圖）。

3.2.1 立桿穩(wěn)定性計(jì)算

腳手架高37.8m（按梁頂面高度計(jì)算），步距1.5m，共37.8/1.5=25步，腳手架板按3層考慮，采用φ48×3鋼管，鋼管截面面積A=4241mm2，回轉(zhuǎn)半徑i=1.594cm，截面模量W=4.491cm3，鋼管重0.0384kN/m,扣件重0.014KN/個(gè)，腳手架板重0.35KN/m2。

查荷載規(guī)范得：鋼筋混凝土重25.0KN/m3.模板自重0.35KN/m3，施工活荷載5.0KN/m2。

(1)不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為：

其中:N—立桿的軸心壓力最大值，它包括：

N=1.2（NG1k+NG2K）+1.4∑NQK；

NG1k—腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力；

NG2K—構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力；

NQK—施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力總和。

NG1k=37.8×0.0384+0.014×25×2+0.014×6+（1.0+0.3）×25×0.0384+0.35×1.0×0.3×3=3.8KN

NG2K=0.35×(1.0+0.3)=0.455KN

NQK=（25.5+5）×1.0×0.4/5=2.44KN

N=1.2（NG1k+NG2K）+1.4∑NQK=1.2×（3.8+0.455）+1.4× 2.44=8.466KN

a—立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長度，a=0.30m；

h—最大步距，h=1.50m；

l0—計(jì)算長度，取1.500+2×0.300=2.100m；

λ—由長細(xì)比，為210/1.594=132；

φ—軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長細(xì)比=132查表得

風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的立桿段彎矩MW計(jì)算公式：

MW=0.85×1.4MWk=0.85×1.4Wklah2/10

其中：Wk—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；

WK—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。查規(guī)范WK=0.7Uz×Us×Wo

Uz—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》為：1.92

Us—腳手架風(fēng)荷載體型系數(shù)，查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》計(jì)算為：0.375：

Wo—基本風(fēng)壓，查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》為：0.4KN；

WK=0.7×1.92×0.375×0.4=0.2016KN/m2；

風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩Mw=0.85×1.4×0.2016×1.0× 1.500×1.500/10=0.054kN.m。

根據(jù)公式N=1.2∑NGk+0.85×1.4∑NQK

Nw—考慮風(fēng)荷載時(shí)，立桿的軸心壓力最大值；

3.2.2 立桿地基承載力計(jì)算

本工程由滿堂腳手架承載的荷載和滿堂架自重作用于地下室頂板上，地下室頂板荷載全部傳至梁，取梁中最不利梁KL10、（250×750mm，3跨，分別為6.0m、7.2m、6.0m，配筋:2φ20；3φ25，均為3級(jí)鋼，混凝土為C35），現(xiàn)對(duì)此梁予以驗(yàn)算如下：

q=8.466×5+0.25×0.75×1×25=47.02KN/m

根據(jù)梁的尺寸和均布荷載，運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法方程計(jì)算A、B、C、D各點(diǎn)的受力為：RA=RD=105.576KN, RB=RC=341.376KN,如圖1所示，其中最大彎矩MMAX1=204.768KN·m

按簡支梁承受均布荷載，取中間最大跨計(jì)算最大彎矩為：

計(jì)算梁所能承受的最大彎矩M1: =0.391；

σ=N/φA=8.466×1000/(0.391×4241)=5.1N/mm2＜[f] =205N/mm2滿足要求

（2）考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為：

根據(jù)梁的有關(guān)數(shù)據(jù)查表的：3級(jí)鋼fy=360Mpa,受拉區(qū)鋼筋面積As1=628mm2

受壓區(qū)鋼筋面積As2=1473mm2，C35混凝土抗壓強(qiáng)度fc=16.7Mpa,

梁有效高度h0=750-25-10=715mm,

根據(jù)公式M1=fcbx(h0-x/2)+fy As1(h0-a)

其中:x為梁受壓區(qū)高度，x=fy(As2-As1)/fcb=360(1473-628)/16.7×250=72.86mm

M1=16.7×250×72.86(715-72.86/2)+360×628(715-35) =360.15KN·m

因?yàn)椋篗1=360.15KN·N＞Mmax｛MMAX1MMAX2｝=304. 7KN·m

故地下室頂板梁承載力滿足要求。

但考慮地下室安全，采用2根φ48×3鋼管予以加強(qiáng)，鋼管橫距200mm縱距750mm。

3.2.3 連墻件驗(yàn)算:

連墻件的軸力N=NLW+No

式中：NLW—連墻件軸力設(shè)計(jì)值

No—連墻件約束腳手架平面外變形所產(chǎn)生的軸向力,根據(jù)規(guī)范取5KN。

AW—每個(gè)連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)面的迎風(fēng)面積，按2步3跨考慮，面積為1.5×2×3=9m2。

（1）扣件連墻件抗滑承載力驗(yàn)算查查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》表5.1.7條知一個(gè)直角扣件抗滑承載力為Rc=8KN.

因?yàn)镹=7.54KN＜Rc=8KN.故抗滑移承載力滿足要求。

（2）連接件穩(wěn)定性驗(yàn)算

連接件的計(jì)算長度3m

根據(jù)公式λ=LH/1.58=300/1.58=189.8＜[λ]=210

查規(guī)范附表C得φ=0.199

根據(jù)公式;N/φA≤f

A-為鋼管的截面面積。鋼管采用φ48×3，A=424.1mm2N/φA=7.54×1000/0.199×424=8.94N/mm2＜[f]=205N/mm2

故滿足要求。

4 滿堂腳手架搭設(shè)的方案論證

腳手架搭設(shè)前，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程施工安全和有關(guān)規(guī)范要求，對(duì)方案進(jìn)行論證。

方案編制完成后，經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人和監(jiān)理初步審查后，由總包單位組織，有專家，建設(shè)單位負(fù)責(zé)人，監(jiān)理，施工單位分管安全的負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、專項(xiàng)方案編制人、項(xiàng)目專職安全生產(chǎn)管理人員，勘察，設(shè)計(jì)單位項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人參加的方案論證會(huì)。方案論證的主要求內(nèi)容：

（1）方案內(nèi)容的完整性，可行性;

（2）方案的計(jì)算書和驗(yàn)算依據(jù)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn);

（3）安全事故的基本條件是否滿足現(xiàn)場實(shí)際情況。

方案論證完后，施工單位應(yīng)根據(jù)論證報(bào)告的要求，修改完善方案，并經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人，項(xiàng)目總監(jiān)，建設(shè)單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簽字后，方可組織施工。

5 滿堂腳手架的搭設(shè)

滿堂腳手架搭設(shè)的施工順序：

地下室頂梁加固→鋪設(shè)墊板→搭設(shè)立桿→搭設(shè)掃地桿→搭設(shè)水平桿→搭設(shè)拉接桿→搭設(shè)立桿→搭設(shè)水平桿→搭設(shè)剪刀撐桿→滿鋪設(shè)架板→分層驗(yàn)收→下一層搭設(shè)、驗(yàn)收，直至完成→整體驗(yàn)收。

滿堂腳手架的搭設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求和審批的施工方案執(zhí)行。

6 滿堂腳手架的驗(yàn)收

（1）腳手架搭設(shè)使用的鋼管、扣件，當(dāng)為新進(jìn)場的應(yīng)有產(chǎn)品合格證書，質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告，當(dāng)為舊鋼管時(shí)，應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，凡不符合規(guī)定和要求的嚴(yán)禁使用，舊扣件應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，有裂縫、變形的嚴(yán)禁使用，出現(xiàn)滑絲的螺栓嚴(yán)禁使用；

（2）腳手架使用的架板當(dāng)為新沖壓鋼腳手架板應(yīng)有產(chǎn)品質(zhì)量合格證，尺寸偏差應(yīng)符合規(guī)定。當(dāng)為木腳手架板，寬帶不宜小于200mm，厚度不應(yīng)小于50mm，質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)定；

（3）腳手架應(yīng)分層驗(yàn)收，每搭設(shè)完一層即進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行下一層腳手架搭設(shè)，整個(gè)腳手架搭設(shè)完成后應(yīng)進(jìn)行整體驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后才可進(jìn)行梁、板模板支設(shè)；

（4）腳手架主要驗(yàn)收基礎(chǔ)表面是否平整，是否排水暢通，墊板是否穩(wěn)定、是否下沉。立桿、水平桿、剪刀撐間距是否符合方案要求，立桿的垂直度，縱、橫桿水平高差的誤差是否在永許范圍內(nèi)，以及扣件的安裝、腳手架板的安裝是否符合規(guī)定要求。

7 滿堂腳手架搭設(shè)的安全措施

（1）成立腳手架搭設(shè)的專門安全領(lǐng)導(dǎo)小組，由施工單位項(xiàng)目負(fù)責(zé)人任組長，分管安全的負(fù)責(zé)人任副組長，制定安全管理體系，制度，并在施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行；

（2）腳手架搭設(shè)人員必須為專業(yè)架子工，并持證上崗，施工前和過程中要定期體檢，按規(guī)定配戴和使用勞保用品；

（3）施工過程中，嚴(yán)格按方案、規(guī)范要求搭設(shè)，,遵守有關(guān)安全規(guī)定。

1 《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130-2001）.

2 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）.

3 清華大學(xué)出版社2000年1月出版，葉列平編著的《混凝土結(jié)構(gòu)》.

4 高等教育出版社1996年出版，龍馭球、包世華編的《結(jié)構(gòu)力學(xué)教程》.

5 中國西北建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)的陜西延長石油集團(tuán)靖邊能源化工綜合利用園區(qū)廠前區(qū)辦公調(diào)度樓施工圖.

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1672-9323（2011）06-0075-03

2011-08-23)