浅谈高大模板支架体系的设计与施工

摘 要：根据编制、 评审高大模板专项施工方案实践和国家有关规范,简介高大模板支架体系的设计、 施工及注意事项。

关键词：高大模板；支架体系；支架设计；支架施工；问题与整改

前言

目前，按照国家建设部建质[2009]87号文《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》 的规定（搭设高度8m及以上；搭设跨度18m及以上；施工总荷载 15KN/m2及以上；集中线荷载 20KN/m及以上的）；其高大模板工程在施工前必须编制专项施工方案,并经专家论证审查通过后,方能施工。在变电站工程中，基本上主控楼的GIS室高度都超过8m，因此基本上在变电工程中都存在高支模。如何能编制既安全,又经济合理,且具可操作性强的专项施工方案,是每一个编制者所期望的,以下结合编制、评审高大模板专项施工方案实践,谈谈高大模板支架体系的设计、施工中应注意的事项以及对应措施,供同行参考。

一、高大模板支架体系的基本型式及特点

高大模板支架体系的常用形式可分为: 扣件式钢管脚手架,门式钢管脚手架,碗扣式钢管脚手架,型钢式(贝雷架)脚手架。

1.扣件式钢管脚手架(下称钢管架)

优点: 搭拆灵活方便,支架整体稳定性较好, 承载力较大，扣件可根据结构受力状况在杆件上设置,构架尺寸可根据需要选定和调整,斜杆和剪刀撑的角度可按相关规范的规定范围内调整。

缺点: 由于钢管为定型长度（长度多为3m、6m）,故在支模高度不一定合适时,需裁截钢管,造成浪费,另搭设时间相对较长。用途:构筑各种型式的脚手架,模板和其他支撑架,并作门架、碗扣架的辅助加强杆件。

2.门式钢管脚手架(下称门式架)

优点：尺寸标准化，组装方便，搭设效率高，用材较省。

缺点：由于门架交叉撑长度为1.8m，门式架跨距只能按0.9m、0.6m、0.45m选取。有一定局限性。另,构架尺寸的任何改变都要换用另一种型号的门架及配件,交叉支撑易在铰点处折断,由于配件多,支架整体稳定性比扣件式钢管脚手架差。

用途：多用作梁板、 墙构架的支撑架。

3.碗扣式钢管脚手架

优点：杆件轴心连接,节点构造无偏心,整架承载力

高,安装速度快。

缺点：由于横杆为集中尺寸的定型杆,立杆上碗口节点按0.3m倍数间距设置,使构架尺寸受限制,现场定位易出偏差。

用途：构筑各种型式的脚手架,模板和其他支撑架。

4.型钢式(贝雷架)脚手架

此类脚手架多用于大跨度、 荷载大的支模,多用于交通、 市政桥梁的支模。

以上几种类型脚手架, 钢管架和门式架在市政、 土建工程中用的较多。

二、支架选型时的基本原则

支架选型应结合以下情况综合考虑:

1.根据施工现场现存的周转材及市场周转材供应情况,确定支架选钢管架或门式架。

2.按支模构件截面大小考虑,截面较大时,(本人认为梁截面（b×h）≥0.9m2为较大)宜选取钢管架。

3.当支模层净高度＜6m 时，考虑到钢管为定长,(钢管长度多为 6m)宜采用门式架。

4.当支模位置立杆支承面为倾斜,支模平面为曲线(圆形)等时,宜选取钢管架。

5.门式架与钢管架应尽量避免混搭。如果确需混搭的话，需在结合处采取措施,(其结合部钢管立杆的步距应为门式架高度的一半)以确保两种不同类型支架的整体稳定。

6.大跨度、荷载大的支模,如交通、市政桥梁的支模则应考虑型钢式(贝雷架)脚手架。

三、支架设计及注意事项

1.高大模板支架体系设计内容

高大模板专项施工方案由文字叙述、计算书和支架设计图纸三部分组成,一个完善的专项施工方案应符合安全可靠、操作可行和经济合理的要求，三者缺一不可。支架体系计算的内容应包括施工荷载计算、 模板支撑系统各构件（底模、侧模、次龙骨、主龙骨和钢管立杆(门

架)）的强度与刚度验算、钢管立杆地基（或支承楼面）承载力验算，以及支撑系统的抗倾覆验算等。

2.高大模板支架体系设计步骤

⑴首先按支架选型原则确定支架的类型 (钢管架、门式架、 门式架与钢管架混搭)。

⑵如支模梁、 板截面尺寸较多,应按梁、 板截面尺寸、 梁高进行归类,(梁、 板截面用于考虑立杆布置,梁高考虑梁侧模设置)并选取同一类中最大梁、 板进行计算。

⑶按经验初定主梁及主要次梁的立杆(门架)纵、 横距,根据提供的材料(模板、木枋、立杆、对拉螺栓等)以及相应的荷载进行计算,并调整至较佳结果。

⑷根据计算结果,绘制支架立杆(门架)布置平面图,剖面图,节点大样图,竖向(水平)剪刀撑布置平面图,监测点布置平面图。

⑸根据支架立杆(门架)的最大荷载验算立杆基础承载力。

⑹视支模情况是否需进行验抗倾覆验算。 如为混凝土水平构件(梁板)，水平推力只是混凝土泵产生的水平推力，水平推力较小，另已设置剪刀撑、 水平拉杆相连形成整体，且端头顶紧结构的混凝土柱可将水平推力传递到结构柱和地面，确保支架的整体稳定，可以不进行抗倾覆的验算。

⑺完成文字叙述部分。 (一般包括工程概况,编制依据,选用材料,支架结构构造，模板支架搭设工艺，混凝土浇筑方法，支架拆除，施工计划，劳动力计划，安全技术措施，质量保证措施，施工监测方案，安全应急预案等)。

3.支架设计注意事项及体会

3.1计算方面

⑴支架计算应遵循荷载传递路径从上到下进行。(即梁板下模板、 次龙骨、 主龙骨、 立杆、 立杆基础)。

⑵梁边至板立杆之间两侧板荷载应计入梁次龙骨荷载计算。

⑶计算时应考虑施工的可行性, 如计算门式架支架, 由于其交叉撑长度为 1.8m, 故门架纵距只能按0.9m,0.6m,0.45m选取。

⑷应注意边梁与非边梁的侧模计算模型是截然不同,边梁侧模计算模型,由于其一侧无板,故梁侧模计算模型为悬臂梁,而非边梁侧模计算模型为简支梁。

⑸立杆基础承载力验算,当立杆支承在混凝土楼面上，必须验算混凝土楼面结构的承载力（抗弯、 抗剪、 局压等） 。如不满足要求,则应进行回顶,(回顶层数,立杆间距应按计算确定) 当立杆支撑在地基上时，应验算地基土的承载力。(抗压) 在验算过程中, 应按JGJ130-2001第5.5 款选择地基承载力调整系数。

3.2确保支架整体稳定的构造措施

⑴支架设计时,确定了主梁立杆矩阵后,板立杆间距应考虑梁、 板立杆需符合模数,以方便水平杆能拉通。

⑵水平杆应与已浇注的混凝土柱抱箍或与混凝土柱、 墙顶紧。

⑶高大模板区水平杆与该区四周外侧非高支模区应至少两根立杆（门式架两榀）有效扣接，如外侧为外墙空间时，需增设两排立杆，以便拉结。

⑷竖向剪刀撑、水平剪刀撑应按有关规范设置,另在大梁两侧应设置竖向剪刀撑。

⑸如确需要采用门式架和钢管架混搭, 需在其结合处采取措施,(其结合部钢管立杆的步距应为门式架高度的一半)以确保两支架的整体稳定。

⑹当支模高度较高时，要保证支架搭设的高宽比，避免支架失稳。 （本人认为高宽比应根据支架高度、 荷载大小、 现场搭设等情况考虑） 。

(7)高支模范围内的混凝土柱必须先行浇注，待柱混凝土设计强度达到 75%后，梁板支架方能进行施工。

四、支架施工存在的问题及整改

几年来,通过参加高大模板支架搭设的验收,发现存在一些问题,归纳起来,其主要表现为:

⑴材料材质方面:个别钢管立杆(门架)存在锈蚀、弯折现象, 部分木枋截面尺寸不够, 如方案计算时按80×80mm 木枋考虑,实际上为 70×70mm,个别木枋尺寸甚至更少,另部分木枋存在缺棱缺角现象,实际材料与计算有出入,存在安全隐患。

整改办法: 在锈蚀、 弯折的立杆旁增设符合要求的立杆,至于木枋,视方案设计情况,如设计安全储备量很少,则应按木枋实际尺寸进行核算后的结果整改。

⑵部分支架顶未按要求设置顶托,部分钢管(门架)

的外伸螺栓长度超过方案规定,(方案中一般外伸长度

为 300mm)个别伸出长度竟达到 600～700mm,这些都与

计算参数严重不符,存在安全隐患。

整改办法：按方案要求设置顶托,另在外伸螺栓超

长位置增设水平拉杆,以减少其自由长度。

⑶部分次龙骨间距没按方案间距要求, 间距较疏,个别主龙骨没有按方案要求设置, 如方案要求为双钢管,而实际为单钢管或改为双木枋。

整改办法：按方案要求整改。

⑷部分支架未按步距设置纵、 横水平拉杆(或漏设扫地杆),另水平杆端遇混凝土柱、 墙的也没有按要求与混凝土柱抱箍或与混凝土柱、 墙顶紧。

整改办法：按方案要求整改。

⑸个别大梁两侧未按方案要求设置竖向剪刀撑,个别竖向剪刀撑角度不对或长度伸不到顶,另水平剪刀撑有漏设现象。

整改办法：按方案要求整改

结束语

高大模板工程虽然是一项重点高危作业项目，属于

超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围，但只

要依据有关国家规范和工程经验, 编制好专项施工方

案,并经专家论证审查通过,在施工中,严格按方案要求

执行,并加强高大模板施工期间的监测,这样高大模板

工程的施工安全就有了保障。

参考文献：

[1]JGJ130―2001（2002 年版），《建筑施工扣件式钢管脚手架安

全技术规范》

[2]JGJ128―2000，《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》

[3]JGJ162-2008，《建筑施工模板安全技术规范》

[4]杜荣军.建筑施工脚手架实用手册 [M].北京：中国建筑工业出版社，1994