高支模施工工法

房屋建筑大跨度梁板高支模施工工法

文建生

一、前言

随着工业与民用建筑向大跨度、高空间、新型结构方向发展，房屋建筑的设计形式和结构上涌现了许多大跨度、高空间梁板的范例，这无疑对施工提出了更高的要求。且近年来，建筑施工出现模板支架失稳坍塌事故频繁，尤其是房屋建筑大跨度梁板高支模施工，导致群死群伤的事故发生。同时，大跨度高支模施工的工程质量控制不佳，常发生起拱不到位或过高下不来的现象，直接改变结构的受力状态；或出现梁板裂纹超标、裂缝贯通等质量问题。这方面引起了国家建设行政管理部门的高度重视，为此，在国家颁发的《建筑工程安全生产管理条例》中规定，高支模施工专项设计方案必须通过专家论证审定，方可实施。

中铁一局建筑安装工程有限公司，经过近三年来高支模施工经验的积累与总结，形成了房屋建筑大跨度梁板高支模的施工工法。

二、工法特点

1、高支模施工，各工序均属于高处作业，危险因素多。且建筑施工属三危行业之一，而高支模施工含建筑施工五大类事故中的“高处坠落、物体打击、坍塌”等易发事故隐患，安全防护措施在本工法中显得尤为重要。

2、高支模下部的架体搭设，是以一个整体临时性的结构受力体系进行设计并验算。其整体稳定性、整体刚度和抗倾覆性能是否能够满足施工要求，是本工法的设计关键点。三、适用范围

房屋建筑大跨度梁板高支模施工工法，适用于工业、民用建筑中各类高度超过 4.5m 的大跨度现浇构件模板安装及脚手架支撑施工。

四、施工工艺

（一）施工工艺流程

1、框架梁模板设计验算：

2、脚手架支撑设计验算：

3、脚手架支撑搭设工序：

4、高支模梁板的模板安装工序：

（二）高支模设计原理

高支模设计，梁板的底模、大小楞木等均属于受弯构件，该处模板按连续梁设计验算。当模板构件的跨数超过3跨时，按三等跨连续梁计算。脚手架支撑的承载能力按概率极限状态设计法的要求，采用分项系数设计表达式进行设计验算。

（三）高支模设计验算

现以大跨度结构梁的高支模进行模板与脚手架支撑验算。梁、板下纵横楞均采用木方和钢管组合使用。

框架梁模板结构计算简图

1、2、3---跨度编号；L---楞木间距（框架梁模板的跨）

根据《木结构设计规范》规定，对于露天结构、临时性结构及湿材等因素，设计值应调整。弹性模量乘以0.85，临时性结构乘以1.3，湿材抗弯强度、弹性模量降低0.9。分别调整后计算出松木的抗弯设计强度值?W 和抗剪设计强度值?v 。

1、底模验算

A 、荷载：恒荷载（模板自重+砼自重+钢筋自重）+活荷载[振捣砼时产生的荷载为2kN/m 2+施工荷载1kN/m 2（人员，设备自重）+倾倒砼荷载2kN/m 2]。

将面荷载转换为线荷载:q=q 1×0.9(折减系数) q 1=(恒荷载×γ1+活荷载×γ2)×梁宽 (其中:系数γ1为1.2，γ2为1.4) B 、最大弯矩在B 、C 支座，抗弯承载力验算：

根据相关规定，按三等跨连梁进行内力计算，根据第三版《建筑施工手册》“施工常用

结构计算”中结构静力计算表查出：弯矩系数Km 、剪力系数Kv 、挠度系数Kw 等数值（按最不利荷载分布考虑）。则：M B =M C =Km ·q ι2

。应满足：σ=M/W=M/（bh 2

/6）

C 、最大剪应力发生B 支座左侧、C 支座右侧，抗剪强度验算： V B 左=Kv ·q ι。剪应力应满足：τ=3V B 左/2bh

D 、最大挠度发生在第1、3跨的跨中，挠度验算：

为了安全起见，荷载仍取q 1，同时，施工规范围规定：结构最大挠度[ω]=L/400（L 系模板的计算跨度），刚度I=bh 3

/12。

则挠度应满足：W 1=W 3=Kw ·q 1L 4/(100EI)＜[ω] 2、侧模验算

A 、荷载：砼侧压力按下列二式计算，并取小值： 式一：F=γC H 式二：F=0.22γC t 0β1β2V 1/2

式中：砼自重γC 取24KN/m 3

；H 为浇筑高度取3m ；t 0=200/（T+15）（T 为砼浇筑的温度）；V 为砼浇筑速度；β1为外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；β2为砼坍落度影响修正系数。

有效压头h=F/25，当梁模板高H ＞h 时，根据荷载组合规定，梁侧模在有效压头高度之内还应叠加由振捣砼和倾倒砼产生的荷载4kN/m 2。

将面荷载转换为线荷载:q=q 1×0.9(折减系数) q 1=(恒荷载×γ1+活荷载×γ2)×立挡间距

(其中:系数γ1为1.2，γ2为1.4，立挡间距按900mm 考虑)

B 、抗弯强度、抗剪强度、承载力、挠度验算公式同梁底模计算模式（略）。

C 、楞木间距，按面板刚度和抗弯承载力要求进行确定。 按面板刚度要求：q L =F ×0.9(折减系数)

Kw ·q L L 4/(100EI)=L/400则L L =[(0.25EI)/(Kw ·q L )]1/3 按面板抗弯强度要求:Km ·qL 2=?m ·W 抗=?m ·bh 2/(6L) 则:L=[?m ·bh 2/(6Km ·q)]1/3

取两者计算结果的最小值。 D 、侧模对拉螺栓布置和验算

根据选用的对拉螺栓查表得出内径和净面积。则：每根螺栓可承受的拉力为Ｓ＝净面积×215。框架梁侧模所受荷载为F 。

[N]≥FAA=a2

则螺栓间距a=[（[N]/F）]

为了确保安全和施工简便，梁最下两排对拉螺栓采用比验算大一型号的对拉螺栓，螺栓间距取小于计算结果的整值。

3、脚手架支撑设计与验算

A、梁下纵向大横杆验算

梁下钢管立柱应设计并明确出横方向间距和纵向间距（该纵向间距为大横杆的计算跨径，恒荷载与活荷载，均同于上述梁底模荷载的计算。面荷载转换为线荷载:g=g

1

×0.9(折减系数)

g

1=(恒荷载×γ

1

+活荷载×γ

2

)×b

(其中:b为横方向间距，系数γ

1为1.2，γ

2

为1.4,)

gL2

抗弯强度应满足：σ=———≤?×1.5

10W

（其中：W为钢管截面模量，?为钢管抗弯强度设计值，1.5为考虑双钢管共同作用时的系数)

gL4

抗弯刚度应满足：f=——＜3mm

150EI

（其中：E为钢管弹性模量，I为惯性矩）

B、立杆计算

根据设计的立杆横向间距、纵向间距，计算出每区格面积=横向间距×纵向间距。则每根立杆承受的荷载N=F=（梁底模的恒荷载+活荷载）×每区格面积。并根据设计的横杆步距，确定出钢管的长细比。

L

钢管长细比λ=——（?为钢管截面回转半径）

?

根据计算出的λ数值，查表得出受压钢管的稳定系数?。

[N]=?·A·?·k，

(k为脚手架工作条件下的结构抗力调整系数,架体高度在25m以下不组合风载时,k取0.755；组合风载或高度在50m以下不组合风载时,k取0.725)。立杆的稳定性应满足N＜[N]的要求。

以上计算均以立杆为单根考虑，且立杆接长为对接连接。为保证梁下支架牢固可靠，