【摘 要】 本文以某新闻中心工程实例，对扣件式钢管高大模板支撑体系设计与施工控制要点进行了论述。 【关键词】 扣件式钢管高大模板支撑体系；设计；控制 【中图分类号】 TU755.22 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）03-020-02
建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过８ｍ，或搭设跨度超过１８ｍ，或施工总荷载大于１５ｋＮ／m2，或集中线荷载大于２０ｋＮ／ｍ的模板支撑系统，属于高大模板支撑系统。由于具有取材容易、搭设方便、成本较低的特点，扣件式钢管高大模板支撑系统应用十分普遍。然而，由于影响使用扣件式钢管支架的因素很多，致使近年的安全事故也呈上升趋势。针对施工中易出现的安全问题，以某新闻中心工程为例，对扣件式钢管高大模板支撑系统的设计与施工管理进行讨论，总结已成功实施的工程经验，作为扣件式钢管高大模板支撑系统施工的参考。
1 工程概况
某新闻中心工程由３栋呈“品”字型主楼组成，总建筑面积为１３６０００ｍ２，其中地下建筑面积为２８０００ｍ２。其中１号业务主楼地下１层，地上３５层１５５．４５米，屋面ＷＫＬ３５０３截面为４００ｍｍ×１５００ｍｍ，板厚１２０ｍｍ处，支撑高度为２３．８５ｍ，支撑体系如图所示，属于高大模板支撑系统。
2 高大模板支撑系统设计
２．１ 技术参数。梁底模板支撑采用双扣件式钢管排架＋可调活动钢支托组合支撑体系，板底模板支撑采用满堂双扣件式钢管排架。
２．１．１ 模板支撑及构造参数。梁支撑架搭设高度Ｈ＝２３．８５ｍ；梁截面０．４×１．５ ｍ；混凝土板厚度１５０ｍｍ；采用的钢管类型为Φ４８×３；两层设水平安全网一道；立杆沿梁跨度方向间距Ｌａ＝０．５５ｍ；立杆上端伸出至模板支撑点长度ａ＝０．１ｍ；立杆步距ｈ＝１．５ｍ；板底承重立杆横向间距或排距Ｌｂ＝１．１ｍ；梁两侧立杆间距１ｍ；梁底支撑小楞垂直梁截面方向，梁底方木截面宽度ｂ＝５０ｍｍ；梁底方木截面高度ｈ＝１００ｍｍ；梁底纵向支撑3根；梁底增加承重立杆１根；立杆承重采用双扣件连接，考虑扣件质量及保养情况取抗滑承载力折减系数１。
２．1．２ 荷载参数。新浇混凝土重力密度２４ｋＮ／ｍ３；模板自重０．３
ｋＮ／ｍ２：；钢筋自重１．５ ｋＮ／ｍ３；施工均布荷载标准值２ ｋＮ／ｍ２；新浇混凝土侧压力标准值经计算为１７．８ ｋＮ／ｍ２；振捣混凝土对梁底模板荷载２ ｋＮ／ｍ２；振捣混凝土对梁侧模板荷载４ ｋＮ／ｍ２。
２．２ 支撑系统的设计。
２．２．１ 梁底模板计算。面板为受弯结构，需验算抗弯强度和挠度。计算的原则是按模板底支撑的间距和模板面的大小，按支撑在底撑上的两跨连续梁计算。强度验算要考虑模板结构、新浇混凝土和钢筋自重荷载、振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构重、新浇混凝土和钢筋自重荷载。具体计算从略，σ ＝Ｍｍａｘ／Ｗ＝６．１Ｎ／ｍｍ２＜［ｆ］＝ １３Ｎ／ｍｍ２，满足要求！面板的最大挠度计算值ν＝０．１８８ｍｍ＜［ν］＝０．８ｍｍ，满足要求！
２．２．２ 梁底支撑小横杆的计算。梁底模板边支撑传递的集中力Ｐ１＝ＲＡ＝１．９７９ｋＮ；梁底模板中间支撑传递的集中力Ｐ２＝ＲＢ＝６．４８３ｋＮ。
梁两侧部分楼板混凝土荷载及梁侧模板自重传递的集中力Ｐ３＝１．１２ｋＮ
经过连续梁的计算得到：支座力：Ｎ１＝Ｎ３＝０．６２４ ｋＮ；Ｎ２＝１１．２３３ｋＮ；
最大弯矩Ｍｍａｘ＝０．２８８ ｋＮ·ｍ；最大挠度计算值Ｖｍａｘ＝０．１３ ｍｍ；
最大应力σ＝６４．１ Ｎ／ｍｍ２＜［ｆ］＝２０５Ｎ／ｍｍ２ ，满足要求！
２．２．３ 扣件抗滑移的计算。计算公式：Ｒ≤Ｒｃ
Ｒｃ——扣件抗滑承载力设计值１６ｋＮ；Ｒ——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值。
计算中Ｒ取最大支座反力，根据前面计算结果得到Ｒ＝１１．２３３ｋＮ＜１６ｋＮ ，满足要求！
２．２．４ 立杆的稳定性计算。计算公式：σ＝Ｎ／（φＡ）≤［ｆ］
2.2.4.1 梁两侧立杆稳定性验算。其中Ｎ——立杆的轴心压力设计值，它包括：横向支撑钢管的最大支座反力：Ｎ１＝０．６２４ｋＮ；脚手架钢管的自重：Ｎ２＝３．６９５ｋＮ；楼板混凝土、模板及钢筋的自重Ｎ３＝１．７３３ｋＮ；施工荷载与振捣混凝土时产生的荷载设计值Ｎ４＝１．９６ｋＮ
Ｎ ＝Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＋Ｎ４＝８．０１１ｋＮ；
立杆计算长度ｌｏ取两个计算公式ｌｏ＝ｋμｈ和ｌｏ＝ｈ＋２ａ的大值， ｌｏ＝ ２．９７６ ｍ。
ｋ——计算长度附加系数，取值为：１．１６７； μ ——计算长度系数，μ＝１．７；
ａ——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；ａ＝０．１ｍ；
立杆的计算长度ｌｏ／ｉ＝１８７，由查表得φ＝０．２０５；σ＝９２．２Ｎ／ｍｍ２＜［ｆ］＝ ２０５Ｎ／ｍｍ２，满足要求！
2.2.4.2 梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算。其中Ｎ——立杆的轴心压力设计值，它包括横向钢管的最大支座反力：Ｎ１＝１１．２３３ｋＮ；脚手架钢管的自重：Ｎ２＝３．６９５ｋＮ；
Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２＝１１．２３３＋３．４６２＝１４．６９６ｋＮ；
立杆计算长度ｌｏ＝２．９７６ｍ；立杆的计算长度ｌｏ ／ ｉ＝１８７；查表得φ＝０．２０５；
σ＝１６９．１Ｎ／ｍｍ２＜［ｆ］＝ ２０５Ｎ／ｍｍ２，满足要求！
考虑到高支撑架的安全因素，按下式计算
ｌｏ＝ ｋ１ｋ２（ｈ＋２ａ）＝２．１１７ ｍ； ｌｏ ／ ｉ＝２１１６．８２１／１５．９＝１３３ ；
由长细比ｌｏ ／ ｉ的结果查表得φ＝０．３８１； σ＝９１Ｎ／ｍｍ２小于钢管立杆抗压强度的设计值［ｆ］＝２０５ Ｎ／ｍｍ２，满足要求！
３ 高大模板支撑系统施工控制要点
３．１ 高支模架体搭设准备阶段控制要点。
３．１．１ 审核施工单位资质与施工人员资质证书。高大模板支撑系统搭设（拆除）单位必须具备劳务分包资质，必须持有安全生产许可证；架体搭设人员必须按照现行国家标准（ＧＢ５０３６）《特种作业人员安全技术考核管理规则》、建设部［２００８］７５号《建筑施工特种作业人员管理规定》考试合格，并取得建筑施工特种作业操作资格证书。在架体搭设前，必须由工地施工员、安全员和班组长对本次作业的技术要求、特点、安全重点进行安全技术交底。
３．１．２ 审查高大模板支撑系统施工方案。审核《高支模架体施工专项方案》编制的内容（工程概况、编制依据、施工计划、施工工艺、施工安全保证措施等）必须符合建设部［２００９］８７号《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的规定。
审查施工单位专项方案的程序。专项方案由项目部技术负责人编写、由公司技术部门审核、由公司技术负责人批准、加盖公司法人章；然后由施工单位组织专家论证，并进行修改完善，经监理审批同意且方案应有施工技术负责人、总监、建设单位项目负责人签字后方可实施。
３．１．３ 搭设材料的检查与验收。高大模板支撑系统的结构材料应按要求进行验收、抽检和检测，并留存记录、资料。
施工单位应对进场的承重杆件、连接件等材料的产品合格证、生产许可证、检测报告进行复核，并对其表面观感、重量等物理指标进行抽检。对承重杆件的外观抽检数量不得低于搭设用量的30%，发现质量不符合标准、情况严重的，要进行100%的检验，并随机抽取外观检验不合格的材料（由监理见证取样）送法定专业检测机构进行检测。
采用钢管扣件搭设高大模板支撑系统时，还应对扣件螺栓的紧固力矩进行抽查，抽查数量应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130）的规定，对梁底扣件应进行100%检查。
3.2 高大模板支撑系统搭设过程的控制要点。高大模板支撑系统搭设是安全管理的重要控制环节，搭设的质量对下一步混凝土施工安全起到了决定性作用，所以支模架必须由专业架子班严格按照施工方案和扣件式钢管脚手架规范进行搭设。
3.2.1 技术交底：高大模板支撑系统搭设前，项目工程技术负责人或方案编制人员应当根据专项施工方案和有关规范、标准的要求，对现场管理人员、操作班组、作业人员进行安全技术交底，并履行签字手续。
安全技术交底的内容应包括模板支撑工程工艺、工序、作业要点和搭设安全技术要求等内容，并保留记录。
3.2.2 高大模板支撑系统搭设应符合经专家论证的《高大模板施工专项方案》与《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》。
3.2.3 立杆、水平杆、剪刀撑搭设应符合下列规定:①立杆纵、横向间距应符合附图的要求，纵、横向水平杆步距1500mm，扫地杆距地面200mm。所有纵横向水平杆与立杆的连接为扣件式连接，所有扣件接头必须扣紧，形成模板排架支撑整体稳定体系。②支撑架体穿越楼板的洞口，在楼板洞口一周，预埋钢管连墙件，以确保架体的稳定，不发生倾斜。连墙件和架体的立杆连接，最好是连接在立杆与横杆的交接处，连墙件的预埋间距根据立杆间距的倍数确定，此处取2倍的立杆间距。③在立杆之间设置竖向连续剪刀撑及水平剪刀撑，剪刀撑符合如下要求：必须设置竖向连续的剪刀撑，斜杆与地面的倾角在45°左右，并保持双向连续搭设。剪刀撑斜杆的接长要采用搭接，搭接长度不少于1000，扣件数量不少于3只。剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm，不得漏扣。梁底部的立杆之间的剪刀撑必须严格搭设，沿梁长方向形成双向交叉，与地面的倾角在45°左右。垂直梁长方向也形成双向交叉，以确保在梁底部位架体的整体稳定性。
3.2.4 组织验收：高大模板支撑系统应在搭设完成后，由项目负责人组织验收，验收人员应包括施工单位和项目两级技术人员、项目安全、质量、施工人员，监理单位的总监和专业监理工程师。验收合格，经施工单位项目技术负责人及项目总监理工程师签字后，方可进入后续工序的施工。
4 混凝土浇捣过程的控制要点
混凝土浇筑前，施工单位项目技术负责人、项目总监确认具备混凝土浇筑的安全生产条件后，签署混凝土浇筑令，方可浇筑混凝土。
框架结构中，柱和梁板的混凝土浇筑顺序，应按先浇筑柱混凝土，后浇筑梁板混凝土的顺序进行。浇筑过程应符合专项施工方案要求，并确保支撑系统受力均匀，避免引起高大模板支撑系统的失稳倾斜。
浇筑过程应有专人对高大模板支撑系统进行观测，发现有松动、变形等情况，必须立即停止浇筑，撤离作业人员，并采取相应的加固措施。
5 结束语
该工程屋面结构一次性浇筑完毕，未发生任何意外情况，说明模板支撑系统设计和施工是成功的。总结扣件式钢管高大模板支撑系统工程经验，只要经过详细设计计算，构造措施到位合理搭设，规范管理，其安全性能是有保障的。
参考文献
1 杜荣军.建筑施工脚手架实用手册.中国建筑工业出版社，2003
2 江正荣、朱国梁.简明施工计算手册.中国建筑工业出版社，2005
3 王庆春、柳春圃.建筑施工常用数据手册.中国建筑工业出版社，
1994
4 建筑施工手册第四版.中国建筑工业出版社，2003