扣件式鋼管腳手架在高支模中的應(yīng)用禁止抄襲該論文

1、扣件式鋼管腳手架在高支模中的應(yīng)用韋安富（中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司 武漢 430074 ）摘要：本文主要通過工程實(shí)例介紹扣件式鋼管腳手架在高大模板支撐中的應(yīng)用，并根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定及相關(guān)專業(yè)軟件在支模架的受力計(jì)算方面進(jìn)行了探討，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)支模架施工中應(yīng)注意的幾個(gè)方面進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞：腳手架 模板 支撐 應(yīng)用一、工程概況簡(jiǎn)介杭州地鐵1號(hào)線【九堡東站喬司南站盾構(gòu)區(qū)間及地下明挖段、U型槽段】（22號(hào)盾構(gòu)）K29+820K30+050為盾構(gòu)始發(fā)井及明挖段長(zhǎng)230m，結(jié)構(gòu)形式為閉合框架結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)井高9.05m，跨度13.3m，頂板厚90ccm，邊墻厚80cm，明挖段高6.15m，跨度913m

2、，頂板厚6090cm，中墻厚4050cm，邊墻厚7080cm。根據(jù)浙江省建設(shè)廳浙建【2003】37號(hào)文件中的規(guī)定，屬于高支模。二、模板支撐形式的選擇由于頂板跨度較大，支模高度較高，且混凝土澆筑采用泵送施工，考慮脈沖水平推力和輸送混凝土速度快所引起過載及側(cè)壓力，若采用門式鋼管腳手架的話，因其為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，受其自身寬度和每組長(zhǎng)度的約束，對(duì)平面布置有一定限制，很難滿足施工要求。而扣件式鋼管腳手架則具有平面布置靈活、架設(shè)效率高、可形成縱橫通道等特點(diǎn)，為了確保模板系統(tǒng)有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，模板支撐系統(tǒng)采用483.5扣件式鋼管滿堂紅腳手架，立桿采用頂部帶可調(diào)上托、底部套150×150×

3、;8定型鋼板底座的Q235A鋼管。三、結(jié)構(gòu)布置及施工工藝1、側(cè)墻模板施工由于設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)為主體外墻結(jié)構(gòu)外皮，因此在側(cè)墻施工時(shí)，模板要進(jìn)行單側(cè)支模。如何保證側(cè)墻的結(jié)構(gòu)尺寸和外墻的防水不被破壞將是施工的關(guān)鍵。主體側(cè)墻施工工藝：基面處理、防水層施工鑿毛清理混凝土面綁扎側(cè)墻鋼筋測(cè)放輪廓線立模加支撐澆注混凝土。外側(cè)墻模板采用22厚聚酯膠合板、80×100mm及100×100mm的木方及碗扣腳手架組合成模板體系。豎向用間距300mm的80×100（mm）木枋作內(nèi)楞。用鐵釘將木枋在夾板上定位。豎向木枋接頭處要用小木枋連接，并在已澆底板上安裝地腳鐵件與側(cè)模底排鋼管拉結(jié)。用8號(hào)鐵絲

4、內(nèi)外拉結(jié)作為臨時(shí)固定，具體見圖1-1側(cè)墻模板拼裝示意圖。外側(cè)墻模板施工在墻體鋼筋施工完畢，外側(cè)墻模板因不能采用穿墻螺栓，模板固定需要滿堂紅腳手架支撐體系橫桿支撐作對(duì)撐，并在底板混凝土中預(yù)埋鋼筋地錨以加斜撐加固，在墻的內(nèi)部設(shè)內(nèi)撐控制側(cè)墻斷面尺寸。具體見圖1-2側(cè)墻模板支撐示意圖。圖1-1 側(cè)墻模板拼裝示意圖圖1-2 側(cè)墻模板支撐示意圖2、單面模板安裝施工工藝底板預(yù)留鋼筋地錨澆注底板混凝土外墻體施工縫的清理彈模板定位控制線綁扎墻體鋼筋清理吊裝拼裝后的單面模板模板基本就位（與鋼筋暫時(shí)拉?。┨幚砟０迤纯p搭設(shè)支撐架利用支撐架子搭設(shè)操作架調(diào)整支撐架和單面模板符合要求后加固驗(yàn)收。模板安裝施工技術(shù)措施（1）澆

5、筑基礎(chǔ)底板時(shí)，間隔1000mm預(yù)埋25的鋼筋地錨。（2）清理墻體內(nèi)雜物，并在基礎(chǔ)底板上彈好各墻體邊線、標(biāo)高線和支模控制線，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一步工序。為了保證板面的清潔，每道墻體設(shè)20×30mm清掃口兩個(gè)。（3）上述程序檢查合格后開始吊裝模板。按照?qǐng)D紙和模板設(shè)計(jì)要求的位置循序拼裝，以保證模板系統(tǒng)的整體穩(wěn)定。將預(yù)拼裝模板位置線吊裝就位，安裝斜撐或用工具型斜撐將其穩(wěn)定坐落在基準(zhǔn)面上。（4）根據(jù)彈好的控制線調(diào)整模板的位置和其垂直度，調(diào)整好后固定模板。（5）固定支撐架支頂，用勾頭鋼筋將模板主楞與支撐架連接起來。（6）墻體模板支設(shè)完畢后對(duì)模板上口抄平，模板控制標(biāo)高校準(zhǔn)后方可對(duì)模板進(jìn)行加固。3

6、、頂板模板的安裝1）頂板施工工藝流程：放輪廓線頂板支撐配模、立模綁扎頂板鋼筋澆注混凝土混凝土養(yǎng)護(hù)。2）立模方法（1）結(jié)構(gòu)模板支架采用滿堂紅支架，如圖1-3 頂板及中墻模板支設(shè)示意圖所示。頂板垂直支撐選用48×3.5碗扣式鋼管腳手架。搭設(shè)時(shí)一般設(shè)3道水平拉桿和剪刀撐，并留出檢查通道。1-3 頂板及中墻模板支設(shè)示意圖（2）主體結(jié)構(gòu)支模如圖1-4主體結(jié)構(gòu)支模示意圖。立桿頂端加可調(diào)頂托，以便調(diào)整模板高程。圖1-4主體結(jié)構(gòu)支模示意圖四、支模架搭設(shè)計(jì)算 計(jì)算依據(jù)浙江省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)建筑施工扣件式鋼管模板支架技術(shù)規(guī)程(J10905-2006)。 模板支架搭設(shè)高度為8.2米， 搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距

7、b=0.60米，立桿的橫距 l=0.90米，立桿的步距 h=0.90米。 圖 樓板支撐架立面簡(jiǎn)圖 圖 樓板支撐架立桿穩(wěn)定性荷載計(jì)算單元 采用的鋼管類型為48×3.5。 1、模板面板計(jì)算面板為受彎結(jié)構(gòu),需要驗(yàn)算其抗彎強(qiáng)度和剛度。模板面板的按照三跨連續(xù)梁計(jì)算。 靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q1 = 25.100×0.200×0.600+0.300×0.600=3.192kN/m 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q2 = (2.000+1.000)×0.600=1.800kN/m 面板的截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: 本算例中，截面慣性矩I和截面抵抗矩W分別為: W = 60.

8、00×1.80×1.80/6 = 32.40cm3； I = 60.00×1.80×1.80×1.80/12 = 29.16cm4；1)抗彎強(qiáng)度計(jì)算 f = M / W < f 其中 f 面板的抗彎強(qiáng)度計(jì)算值(N/mm2)； M 面板的最大彎距(N.mm)； W 面板的凈截面抵抗矩； f 面板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取15.00N/mm2； M = 0.100ql2 其中 q 荷載設(shè)計(jì)值(kN/m)； 經(jīng)計(jì)算得到 M = 0.100×(1.2×3.192+1.4×1.800)×0.300× 經(jīng)計(jì)

9、算得到面板抗彎強(qiáng)度計(jì)算值 f = 0.057×1000×1000/32400=1.764N/mm2 面板的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 f < f,滿足要求!2)抗剪計(jì)算 可以不計(jì)算 T = 3Q/2bh < T 其中最大剪力 Q=0.600×(1.2×3.192+1.4×1.800)×0.300=1.143kN 截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算值 T=3×1143.0/(2×600.00018.000)=0.159N/mm2 截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 T=1.40N/mm2 抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 T < T，滿足要求!3)撓度計(jì)算 v =

10、0.677ql4 / 100EI < v = l / 250 面板最大撓度計(jì)算值 v = 0.677×3.192×3004/(100×6000×291600)=0.100mm 面板的最大撓度小于300.0/250,滿足要求!2、橫向支撐鋼管計(jì)算 橫向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續(xù)梁計(jì)算。 集中荷載P取木方支撐傳遞力。 支撐鋼管計(jì)算簡(jiǎn)圖 支撐鋼管彎矩圖(kN.m) 支撐鋼管變形圖(mm) 支撐鋼管剪力圖(kN) 經(jīng)過連續(xù)梁的計(jì)算得到 最大彎矩 最大變形 vmax=1.164mm 最大支座力 Qmax=6.846kN 抗彎計(jì)算強(qiáng)度 f=0.503&#

11、215;106/5080.0=99.01N/mm2 支撐鋼管的抗彎計(jì)算強(qiáng)度小于205.0N/mm2,滿足要求! 支撐鋼管的最大撓度小于900.0/150與10mm,滿足要求!3、扣件抗滑移的計(jì)算 縱向或橫向水平桿與立桿連接時(shí)，扣件的抗滑承載力按照下式計(jì)算: R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承載力設(shè)計(jì)值,取8.00kN； R 縱向或橫向水平桿傳給立桿的豎向作用力設(shè)計(jì)值； 計(jì)算中R取最大支座反力，R=6.85kN 單扣件抗滑承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算滿足要求! R8.0 kN時(shí)，可采用單扣件； 8.0kN<R 12.0 kN時(shí)，應(yīng)采用雙扣件；R>12.0kN時(shí)，應(yīng)采用可調(diào)托座。4、立桿的穩(wěn)定性計(jì)算

12、荷載標(biāo)準(zhǔn)值 作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風(fēng)荷載。 1）靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值包括以下內(nèi)容： (1)腳手架鋼管的自重(kN)： NG1 = 0.150×8.150=1.222kN 鋼管的自重計(jì)算參照扣件式規(guī)范附錄A 雙排架自重標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)情況修改。 (2)模板的自重(kN)： NG2 = 0.300×0.600×0.900=0.162kN (3)鋼筋混凝土樓板自重(kN)： NG3 = 25.100×0.200×0.600×0.900=2.711kN 經(jīng)計(jì)算得到，靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NG = NG1+NG2+NG3 = 4.095

13、kN。 2）活荷載為施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值與振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載。 經(jīng)計(jì)算得到，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 NQ = (1.000+2.000)×0.600×0.900=1.620kN 3）不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的軸向壓力設(shè)計(jì)值計(jì)算公式 N = 1.35NG + 1.4NQ 4）立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 選取六排立桿投影面內(nèi)作為計(jì)算的各排立桿，其豎向力為 V1=7.797kN V2=7.797kN V3=7.797kN V4=7.797kN V5=7.797kN V6=7.797kN 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Wk=0.7×0.450×1.200×1.250=0.472kN/m2 風(fēng)荷

14、載產(chǎn)生的彎矩 Mw=0.85×1.4×0.472×0.600×0.900× 風(fēng)荷載計(jì)算示意圖如下 按照規(guī)范取整體模板支架的一排橫向支架作為計(jì)算單元，計(jì)算作用在頂部模板上的水平力F，計(jì)算公式為： 其中 AF 結(jié)構(gòu)模板縱向擋風(fēng)面積； Wk 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，取0.472kN/m2； La 模板支架的縱向長(zhǎng)度，AF/La=截面高度，取0.200m； la 立桿縱距，取0.600m； 經(jīng)過計(jì)算得到作用在單元頂部模板上的水平力F=0.85×0.472×0.200×0.600=0.048kN 按照規(guī)范風(fēng)荷載引起的計(jì)算單元立桿附加軸

15、力最大計(jì)算公式為 其中 F 作用在計(jì)算單元頂部模板上的水平力,取0.048kN； H 模板支架高度，取8.150m； m 計(jì)算單元中附加軸力為壓力的立桿數(shù)，取2； Lb 模板支架的橫向長(zhǎng)度，取4.500m； 經(jīng)過計(jì)算得到立桿附加軸力最大值為 N1=3×0.048×8.150/(2+1)×4.500=0.087kN 不考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 考慮風(fēng)荷載時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 考慮風(fēng)荷載作用在模板上，對(duì)立桿產(chǎn)生的附加軸力時(shí),立桿的穩(wěn)定性計(jì)算公式為： 其中 Nut 立桿的軸心壓力最大值，取7.797kN； 軸心受壓立桿的穩(wěn)定系數(shù),由長(zhǎng)細(xì)比 l0/i

16、 查表得到； i 計(jì)算立桿的截面回轉(zhuǎn)半徑，取1.580cm； A 立桿凈截面面積，取4.890cm2； W 立桿凈截面抵抗矩，取5.080cm3； MW 計(jì)算立桿段由風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的彎矩，?。?f 鋼管立桿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，f = 205.00N/mm2； a 立桿上端伸出頂層橫桿中心線至模板支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度；a = 0.30m； l0 計(jì)算長(zhǎng)度，按照表達(dá)式計(jì)算的結(jié)果取最大值，取1.978m； l0 = h + 2×a=0.900+2×0.300=1.500m； l0 = kuh =1.243×1.768×0.900=1.978m； k 計(jì)算長(zhǎng)度附加系數(shù)，按

17、規(guī)范附錄D采用，k=1.243； u 考慮支架整體穩(wěn)定因素的單桿等效計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，按規(guī)范附錄D采用，u=1.768； 不考慮風(fēng)荷載的計(jì)算立桿穩(wěn)定性結(jié)果： =7797/(0.424×489×0.980)=38.414N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求! 考慮風(fēng)荷載的計(jì)算立桿穩(wěn)定性結(jié)果： =7797/(0.424×489×0.980)+27000/5080=43.794N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求! 考慮風(fēng)荷載作用在模板上，對(duì)立桿產(chǎn)生的附加軸力時(shí)，立桿穩(wěn)定性結(jié)果： =(7797+87)/(0.424×489

18、×0.980)=38.845N/mm2，立桿的穩(wěn)定性計(jì)算 < f,滿足要求!五、設(shè)計(jì)與施工總結(jié)（1）、按照規(guī)范要求，對(duì)木模板系統(tǒng)的計(jì)算是采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的要求，采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行的。因此，在高支模設(shè)計(jì)中，各種參數(shù)的取值是否合理，將影響計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和支撐系統(tǒng)的安全性。 （2）、經(jīng)計(jì)算分析，鋼管的承載力較大，其平面間距主要受木枋的強(qiáng)度和剛度影響。當(dāng)木枋的強(qiáng)度和剛度滿足不了要求時(shí)，可考慮使用雙木枋。 （3）、由于施工中產(chǎn)生的振動(dòng)荷載較大，豎向支撐由扣件式鋼管腳手架組成，而安裝的誤差很難保證桿件在豎直的一條線上，因此扣件式鋼管腳手架要排列整潔和順直，并要及時(shí)安設(shè)好縱橫向水平拉桿、剪刀撐等。上下層立桿采用的對(duì)接扣件應(yīng)按規(guī)范要求交錯(cuò)布置。 （4）、由于支架的搭設(shè)是由架子工作業(yè)的，而支架上的模板系統(tǒng)則由木工來完成，因此，在設(shè)計(jì)與施工過程中，要綜合考慮各班組的情況，協(xié)調(diào)好各班組的工作，才能設(shè)計(jì)出