重荷高架模板支撐系統(tǒng)的安全質(zhì)量項目管理

1、重荷高架模板支撐系統(tǒng)的安全質(zhì)量項目管理主要內(nèi)容一、重荷高架支撐系統(tǒng)概念；二、扣件式模板支撐的理論和規(guī)范依據(jù)；三、扣件式模板支撐系統(tǒng)的設(shè)計計算；四、扣件式模板支撐系統(tǒng)的構(gòu)造措施；五、方案的審核和現(xiàn)場施工管理。一、重荷高架支撐系統(tǒng)概念重荷高架支撐系統(tǒng)的概念：危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法 （建設(shè)部建質(zhì)2004213號 ）；第五條建筑施工企業(yè)應當組織專家組進行論證審查的工程 ：（三）高大模板工程 水平混凝土構(gòu)件模板支撐系統(tǒng)高度超過8m，或跨度超過18m，施工總荷載大于10kN/m2，或集中線荷載大于15kN/m的模板支撐系統(tǒng)。 1、支撐系統(tǒng)高度超過8m2、跨度超過18m3、施工

2、總荷載大于10kN/m2對于200mm厚板：靜荷載設(shè)計值 2活荷載設(shè)計值 2施工總荷載設(shè)計值 24、集中線荷載大于15kN/m的模板支撐系統(tǒng)。以3001400梁為例：靜荷載設(shè)計值 活荷載設(shè)計值 施工總荷載設(shè)計值 附加的板荷載未計；模架的自重均未考慮；實際操作中應根據(jù)具體的梁板尺寸、模架高度等具體分析、靈活掌握。二、扣件式模板支撐的理論和規(guī)范依據(jù)1、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2001（2002年版）；2、危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法 （建設(shè)部建質(zhì)2004213號 ）；3、地方標準，如上海市工程建設(shè)規(guī)范鋼管扣件水平模板的支撐系統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)程（DG/T

3、J08-016-2004）（J10374-2004）建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001（2002年版）該行業(yè)標準主要適用于高度50米以下的落地式（底撐式）鋼管外腳手架。對于模板支撐系統(tǒng)只能說是“兼顧”。標準正文部分共計九章188條，其中專門針對模板支撐系統(tǒng)的相關(guān)條款僅有五條（模板支架計算三條、構(gòu)造二條）。該標準自身存在較多問題和缺陷，實際應用中不能死扳硬套。這一點對于質(zhì)量安全監(jiān)督部門、監(jiān)理單位和施工單位都要引起足夠的警惕。建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001（2002年版）存在問題簡述：1、條文引用混亂，出之無據(jù)；如： （荷載）與（變形及抗傾覆

4、計算）要求符合GB50204的規(guī)定，而實際上GB50204沒有規(guī)定。 實際設(shè)計計算中應采用現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009)以及JGJ103第4章（荷載）的有關(guān)規(guī)定。2、計算公式適用條件不明確，甚至導致計算錯誤；如：5.6.2 條第2款： 模板支架立桿的計算長度l0 應按下式計算:l0=h+2a (5.2.2-3)式中 h-支架立桿的步距；a-模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點的長度。這一條包括后面的條文說明都沒有說清楚這個公式的適用條件。l0=h+2a 這個公式僅適用于采用頂撐方式支模的計算，對于合肥地區(qū)常見的扣結(jié)式支模不適用。對于合肥地區(qū)常見的扣結(jié)式支模l0=k

5、h；即JGJ130-2001中第條的公式；3、計算參數(shù)不明確，導致無法計算；如：對于合肥地區(qū)常見的扣結(jié)式支模l0=kh；即JGJ130-2001中第條的公式；問題：規(guī)范中的取值只有外架？建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001（2002年版）解決：施工技術(shù)2005.3.扣件式鋼管模板支撐架立桿計算長度分析。劉建民,李慧民（西安建筑科技大學）以理想框架模型為基礎(chǔ)分析了腳手架的穩(wěn)定承載力,并根據(jù)腳手架試驗結(jié)果與模型計算結(jié)果之間的關(guān)系, 提出了按照理想框架模型進行計算時對其立桿計算長度進行修正的概念,并得到了立桿計算長度修正系數(shù)。結(jié)論：對扣件式鋼管模板支架而言,立桿計算長度系數(shù)可

6、取為= 1.50 。體現(xiàn)了JGJ130注重于外架，對模板支撐考慮不周。建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001（2002年版）5.6.3 模板支架立桿的壓縮變形值與在自重和風荷載作用下的抗傾覆計算應符合現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(GB 50204)的有關(guān)規(guī)定。這一條與條有同樣的問題，GB50204中并沒有關(guān)于“模板支架立桿的壓縮變形值”以及“在自重和風荷載作用下的抗傾覆計算”的有關(guān)規(guī)定；建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001（2002年版）小結(jié)一下JGJ130的三條（4款）設(shè)計計算條款：與要求符合GB50204的規(guī)定，而實際上GB5020

7、4沒有規(guī)定。的第1款在荷載效應組合上存在疑問(參看建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范第和條。也可以參看建筑安全2007年05期對現(xiàn)行“建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范”相關(guān)問題的探討);第2款規(guī)定的計算公式只適用于頂撐支模，對于扣結(jié)支模的計算，沒有提到；即使套用第的計算公式，也存在著所給系數(shù)只適用于外架，不適用于模板支撐的問題?？梢哉f：規(guī)范自身即存在著嚴重的安全隱患。這絕對不是危言聳聽，中國建設(shè)報2007年1月16日第三版有一篇文章：讓基礎(chǔ)理論“支牢”模架模架事故源頭初探 “模架事故不只是某一企業(yè)或某一責任人的問題，鋼管扣件不達標是我們看得見的，容易把握到的，而鋼管扣件引起的誤差或許只有百分之幾，理論上的失

8、誤將可能帶來更嚴重的失誤，這點更值得人們關(guān)注。筆者以為，極易被人們忽視的理論上的誤差才是模架坍塌事故的“元兇”?！?關(guān)于印發(fā)模板支撐失穩(wěn)倒塌事故分析研討會會議紀要的通知（建質(zhì)安函2006149號）一是施工現(xiàn)場管理不到位。二是模板支撐搭設(shè)不規(guī)范。三是模板支撐荷載計算錯誤或考慮不周。四是鋼管和扣件的質(zhì)量低劣。五是安全技術(shù)規(guī)范有待完善。目前建筑施工模板工程安全技術(shù)規(guī)范(沈陽建筑大學土木工程學院主編)尚未出臺，現(xiàn)有標準規(guī)范中僅有建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）在節(jié)和節(jié)中涉及有關(guān)模板支撐體系的計算與構(gòu)造要求的條文，但沒有關(guān)于荷載取值和荷載組合計算等條款,對模板支撐體系的構(gòu)造

9、規(guī)定不明確。應對措施：一是嚴格執(zhí)行危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法。二是抓緊頒布建筑模板工程安全技術(shù)規(guī)范。三是加大對高大模板施工的監(jiān)管力度。 建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司 規(guī)范中針對模板支撐的構(gòu)造要求：6.8 模 板 支 架6.8.1 模板支架立桿的構(gòu)造：共4款；6.8.2 滿堂模板支架的剪刀撐設(shè)置：共3款；上述構(gòu)造條款均不同程度存在一定問題，實際使用中應針對具體工程對象，區(qū)別對待。三、扣件式模板支撐系統(tǒng)的設(shè)計、計算（一）、扣件式模板支撐系統(tǒng)的方案設(shè)計良好的架體方案設(shè)計比計算書更重要；主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)概況、模架支設(shè)設(shè)計、必要的附圖；方案設(shè)計的主要內(nèi)容：1、相關(guān)的結(jié)構(gòu)概況

10、：板厚、梁截面、模架高度等；對于不同的板厚、梁截面、支模高度要分別敘述清楚；附以必要的結(jié)構(gòu)平面和剖面圖?？奂侥０逯蜗到y(tǒng)的方案設(shè)計2、模架的支設(shè)參數(shù)；這是方案的核心內(nèi)容，也是指導施工的關(guān)鍵；一般采取梁板分別設(shè)計的方法，內(nèi)容包括：板下滿堂架的立桿間距、步距，板底承力橫桿的間距、抗滑扣件的數(shù)量，木方及膠板參數(shù)等。梁下立桿在垂直于梁跨度方向的根數(shù)、間距，沿梁跨度方向的間距，步距，梁底小橫桿間距、抗滑扣件的數(shù)量以及梁底木方及膠板參數(shù)等。3、模板支撐系統(tǒng)的詳圖板底滿堂架的立桿平面布置圖、梁的支設(shè)詳圖等。架體設(shè)計平面圖不能以軟件中的計算簡圖或示意圖代替。（二）、扣件式模板支撐系統(tǒng)的計算目前國內(nèi)對于模板支

11、撐架計算的簡況：對于模板（高）支撐設(shè)計計算，由于具有空間整體受力情況復雜，搭設(shè)高度大，荷載大，且施工過程中存在不均勻受荷等情況，最理想的計算方法是將整體扣件式鋼管架作為三維空間桁架結(jié)構(gòu)，考慮不同的施工工況和荷載的最不利組合后，用結(jié)構(gòu)有限元軟件對整體桁架的強度、剛度和穩(wěn)定性進行驗算。但是由于國內(nèi)目前對扣件式鋼管架作為三維空間桁架結(jié)構(gòu)的研究還很不充分，計算模型與實際的擬合度較差，在國內(nèi)目前依然采用以分項系數(shù)法為主的概率極限狀態(tài)設(shè)計方法。實際施工方案一般采取“兩架計算分離、共同工作”的設(shè)計思路。即梁底支撐架按單獨支承梁荷載計算，考慮梁底支撐架承擔的部分現(xiàn)澆板荷載，不考慮滿堂架對梁的荷載分擔。滿堂架作

12、為樓板的模板支撐架承擔現(xiàn)澆板荷載并對整個支撐系統(tǒng)提供整體性連接和剛度支持。 扣件式模板支撐系統(tǒng)的計算要點計算是對前面設(shè)計的復核和驗算；計算必須與前面的設(shè)計內(nèi)容相吻合；所取的各項參數(shù)必須與設(shè)計內(nèi)容相一致；對于不同板厚的板下滿堂架，如架體參數(shù)（主要是立桿間距）不一致，應分別計算；對于不同截面高度的梁，如果支設(shè)方法是一致的，可以只計算梁高最高的，如果支設(shè)方法有變化，應針對不同的支設(shè)方法分別計算；對于不同截面寬度的梁，應分別進行驗算。推薦采用軟件計算，避免繁雜的計算過程出錯。但對軟件計算的結(jié)果要認真復核。算例-算例.doc關(guān)于模板支撐要不要計算風荷載的問題1、規(guī)范的規(guī)定：關(guān)于模板支撐風荷載的計算2、風

13、荷載的值到底算出來有多大？參看建筑安全2003第三期的算例：“扣件式鋼管腳手架風荷載標準值計算”PKPM風荷載標準值計算 ：W0 基本風壓(kN/m2)，按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范Uz 風荷載高度變化系數(shù)，按照50米高度城市郊區(qū)：Us 風荷載體型系數(shù)：敞開式腳手架經(jīng)計算得到，風荷載標準值。經(jīng)過計算得到風荷載產(chǎn)生的彎矩 關(guān)于模板支撐風荷載的計算結(jié)論：模板支撐中風荷載的計算不必過分關(guān)注，一般不計算，極特殊情況除外。理由：1、基本風壓50年一遇，模板支撐的周期最多一年；2、50年一遇的大風時不可能施工，施工荷載3KN/M2不同時發(fā)生，不可能與風荷載組合；3、計算極繁瑣，計算值極?。荒０逯味酁槌ㄩ_式腳手架

14、，風荷載的影響極小。四、扣件式模板支撐系統(tǒng)的構(gòu)造措施 模板支撐方案決不僅僅是計算書，事實上國際國內(nèi)發(fā)生的模板支撐倒塌事件絕大多數(shù)并不是計算書的問題，而是在構(gòu)造措施上出了問題。、模板支撐系統(tǒng)計算數(shù)學模型不完善，與現(xiàn)場實際的擬合度較差，必須依靠現(xiàn)場施工經(jīng)驗加強支模系統(tǒng)構(gòu)造措施來彌補。例如：目前的結(jié)構(gòu)規(guī)范都基于靜力學計算為主，動力沖擊效應充其量以動載系數(shù)加以彌補；而模板支撐的受荷過程是一個明顯、快速的動力學過程。又如：桿件連接偏心與搭設(shè)誤差的問題，扣件節(jié)點的數(shù)學模型問題（彈性嵌固/絞支？） 等等。 目前的模板支撐計算均基于單桿應力計算，而不是基于整個支撐體系的計算，由于缺乏大比例的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，對于

15、荷載在整個模架支撐系統(tǒng)內(nèi)的傳遞和分配并不是很清楚。現(xiàn)場施工中模架的剛度隨桿件的密度、扣件的緊固度、各種斜桿的設(shè)置、模架基礎(chǔ)的剛度而變化，整體模架剛度分布不均勻，帶來應力的重分配；現(xiàn)場澆注砼施工中荷載的不均勻，各種沖擊荷載的加入導致應力不均勻的加劇。這都是在設(shè)計計算中難以精確處理的。因此在模板支撐方案中，設(shè)置合理、有效的構(gòu)造措施是模架安全和質(zhì)量的重要保障。架體的組成：立桿、橫桿、斜桿以及與周邊的拉接、地基情況。構(gòu)造措施圍繞上述方面要一一詳細進行設(shè)計。1、立桿的構(gòu)造要求:重點：立桿的對接與搭接：對于計算立桿傳遞的豎向力不大于8KN的立桿，應該允許搭接，但搭接必須按照規(guī)范的方式進行；其他：垂直度、橫

16、豎對齊等等。嚴禁無橫豎水平約束的單根立桿和立于不可靠支撐點（如外架、挑板、基土等等）。2、橫桿的構(gòu)造要求：承力橫桿盡量與立桿扣結(jié)，梁底小橫桿必要時可扣結(jié)在大橫桿上；縱橫拉結(jié)橫桿一定不能少，特別是板底和梁底最上面一步架目前在合肥地區(qū)的模板工程中普遍缺失一個方向的拉桿。掃地桿的作用十分重要，目前缺失現(xiàn)象也很嚴重；水平剪刀撐也屬于橫向聯(lián)系桿件，主要是防止架體發(fā)生扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)和傳遞不均勻荷載造成的水平力，同時也可以消除立桿接頭帶來的架體初始缺陷，一般在高架和重荷架體中設(shè)置。相關(guān)研究表明：設(shè)置水平剪刀撐可以顯著提高整架的穩(wěn)定承載力，提高的幅度可達到25以上；扣件式鋼管支模架穩(wěn)定承載能力研究-土木工程學報20

17、06。5缺少掃地桿造成的立桿整體滑移現(xiàn)象。水平橫桿的接頭方法不當，位置不當造成的整體拉脫現(xiàn)象。3、斜桿的構(gòu)造要求：重點：縱橫向剪刀撐的設(shè)置；實際施工中不一定是每五排立桿設(shè)置一道剪刀撐，還應考慮架體的荷載分布和剛度分布相對應，以及周邊支撐的情況；縱向應改為豎向，并應該強調(diào)縱橫向均要設(shè)置剪刀撐，否則易引起誤解。剪刀撐盡可能與立桿連接?？v橫向剪刀撐的設(shè)置原則示意4、周邊的拉接構(gòu)造、及地基處理周邊的拉接：與周邊結(jié)構(gòu)的拉接、與周邊其他架體的拉接；能拉盡量拉，能頂盡量頂，結(jié)構(gòu)要可靠（非填充墻等），拉結(jié)措施要切實有效。拉接的水平間距、垂直間距要設(shè)計明確；拉接的方式要可靠、有效，推薦采用塔吊附著形式的拉接措施

18、。架體的地基處理：頂撐（樓板）、硬化加固、跨越（小范圍軟弱區(qū)域）等多種形式。架體所在樓層樓板的頂撐加固應注意：、頂撐加固應在上部架體搭設(shè)前完成，以充分發(fā)揮頂撐作用；、對于原樓層的模板支撐應慎重對待，防止多層應力累加的狀況出現(xiàn)；、一般最多考慮兩層支撐架體、三層樓板的共同受荷；根據(jù)研究表明：本層澆筑引起的總荷載由本層下支撐架承擔約85%，本層下第2層支撐架承擔約18%，傳遞到第3層支撐架承擔的約為8%-9%，第4層支撐架僅承擔0.8%左右，可以忽略。 施工技術(shù)2005.3.多層模板支撐體系的實測分析（浙江工業(yè)大學林彰彰，楊俊杰）一文中所做的實測分析。、頂撐部分架體立桿間距可以適當放大，具體可根據(jù)對

19、樓層結(jié)構(gòu)的復算確定，但同樣要設(shè)置足夠的剪刀撐和結(jié)構(gòu)附著，以加大架體剛度，確保起到頂撐的作用。高架部分3層2層1層1層架體應力=部分高架荷載+部分3層荷載+部分2層頂板荷載+1層頂板荷載3層架體應力=部分高架荷載+3層頂板荷載2層架體應力=部分高架荷載+部分3層荷載+2層頂板荷載應力疊加的結(jié)果往往造成最底層的模板支撐和承荷樓板應力過大，而且下部架體由于不是高支模，原支模搭設(shè)時未考慮應力的累加，立桿間距較大，構(gòu)造措施不完善，承載能力較低，容易造成失穩(wěn)。推薦：對隔層以下的架體采取先拆后搭的方式，并在高架搭設(shè)以前完成。五、方案的審核和現(xiàn)場施工管理。扣件式模板支撐系統(tǒng)的方案審核一、完整性：1、相關(guān)的結(jié)構(gòu)

20、概況；2、模板支撐系統(tǒng)的方案設(shè)計；3、模板支撐系統(tǒng)的材料選用和材料參數(shù)以及荷載參數(shù)取值；4、對上述方案設(shè)計的驗算；5、模板支撐系統(tǒng)的構(gòu)造措施；6、其他：混凝土澆筑路線、方式，相關(guān)地基或結(jié)構(gòu)的加固，高架的起拱，必要的觀測和應急預案等等。二、模板支撐方案的審核要點1、原材料：鋼管（一般），木方（合肥不超過4595），根據(jù)工程實際，不能照套規(guī)范和軟件（手冊）；扣件：合格。2、荷載的取值和計算（JGJ130-2001）；砼、鋼筋自重，模板架體自重，施工活荷載（3KN/M2對于一般架體可以，對于厚大結(jié)構(gòu)，傾倒砼的荷載，取值偏小 ）；3、方案中桿件的設(shè)置和計算中荷載的傳遞途徑要一致；一般梁：砼膠板木方小橫

21、桿（大橫桿）立桿；附帶樓板的梁常規(guī)支模時要考慮板荷載向梁下立桿的傳遞。4、計算正確、準確，推薦用軟件計算；5、對于計算書的審核。1）、對于板的計算審核要密切關(guān)注板下扣件抗滑和擰緊力矩：實際計算表明：以900900的架子為例，120厚的樓板，扣件抗滑力約，130厚樓板扣件抗滑力已經(jīng)超過規(guī)范規(guī)定的單扣件抗滑極限承載力8KN。 、板下扣件的抗滑，應由桿間布設(shè)方式和計算確定，審核時關(guān)注；、板下大面積加雙扣不現(xiàn)實，也無法保證擰緊力矩的施工和檢查；（以50Nm擰緊力矩為例，相當于200mm長力臂的扳手要加25kg的力）。立桿間距80080090090010001000板厚200120/13070/80扣件

22、抗滑8.077.9/8.27.99/8.35超標（單扣）臨界否/是否/是模板支撐方案的審核要點2）、對于梁的計算：、小橫桿的間距與立桿是否一致大橫桿是否計算；、底模面板木方小橫桿（大橫桿） 扣件抗滑立桿穩(wěn)定，計算的步驟與傳力的途徑緊密相關(guān)，環(huán)環(huán)相扣，上一步的最大支座反力計算結(jié)果就是下一步的荷載值；否則計算就存在問題；、梁底的立桿布設(shè)要合理，常見的梁底增設(shè)單根立桿的做法從結(jié)構(gòu)受力角度而言極不合理；中部立桿承受的荷載往往占到梁總荷載的80%-90%；即使考慮板傳遞的荷載，兩邊立桿加起來也只占到總荷載的10%左右。推薦采用縱向加密或梁底增設(shè)兩根立桿的方式。6、構(gòu)造措施的 、基礎(chǔ)的情況：地面/樓板、剪刀撐的設(shè)置：來源于規(guī)范而不拘泥于規(guī)范，根據(jù)模架情況和上部荷載的情況以及周邊結(jié)構(gòu)拉接的情況具體問題具體分析；（豎向及水平向）與周邊結(jié)構(gòu)的拉結(jié)或頂撐：能拉盡量拉，結(jié)構(gòu)要可靠（非填充墻等），拉結(jié)措施要切實有效。7、必須與相應的混凝土澆筑方案配套。沒有相應的混凝土澆筑方案的模板支撐方案不是一個完整的方案。與模架相關(guān)的混凝土澆筑內(nèi)容包括：梁板與墻柱是否分開澆筑，間隔時間；混凝土的澆注路線、分幾個施工面、布泵及布管情況，各施工面的資源配備能否保證澆注速度的可控性，泵送沖擊力的處理等等。對于高重大的模板