暨大第一临床医学院教学楼13.5m高支模设计与施工技术

李丽君

摘要：本文以暨南大学第一临床医学院教学楼大堂（层高13.5m）高大模板工程为实例，对该工程钢管高支撑构造措施、设计验算、施工及安装拆除实施要点以及施工监测进行了简要的阐述。

关键词：扣件式钢管脚手架、高支模、设计、施工、监测

Abstract: this article with the first clinical medical college of jinan university teaching building lobby (layer is 13.5 m) tall template engineering as an example, the project of steel structure, high support measures design, construction and installation check demolished the key points of construction monitoring and the paper briefly states.

Keywords: fastener type steel tube scaffold, high modulus, design, construction, monitoring

中图分类号: TU74 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

暨南大学第一临床医学院教学楼位于广州暨南大学第一临床医学院住院区内，地下2层，地上19层，建筑高度78.9m ，总建筑面积72870.2m2。该工程裙楼首层大堂（11）~（14）×（D）~（G）、（14）~（15）×（E）~（G）区域，该处结构层高为13.5m，楼板厚度为120mm，梁截面分别为200×300、250×300、250×450、250×500、350×700、350×750以及350×800，属于高支模。

2总体方案的确定

2.1设计思路

设计计算应充分考虑模板及支撑重量、 混凝土及钢筋自重、 施工人员和设备荷载、 混凝土倾倒和振捣产生的荷载、风荷载,并按荷载的最不利状态和组合计算, 严格控制支撑架的变形, 确保架体的稳定, 还必须以单扣件抗滑力小于 8 kN及双扣件抗滑力小于 12 kN , 对扣件连接点进行验算。

2.2方案部署

2.3模板及支撑架的材料选择

支顶系统主要材料如下：

（1）模板均采用915mm×1830mm×18mm（厚）胶合板；

（2）木枋：统一采用80×80mm木枋；

（3）支撑系统：选用Φ48×3.5mm扣件式钢管脚手架及其配件；

（4）纵横水平拉杆、纵横向剪刀撑：选用Φ48×3.5mm钢管及其配件；

2.4模板及支撑系统的设计

2.4.1 Y向350×800、350×700框架梁

梁底设2道支撑立杆，横向间距为800，纵向间距最大1000（详见平面图），水平加固杆步距为1.8m，纵横设置；梁底次龙骨采用80mm×80mm木方，次龙骨间距为300mm，主龙骨采用φ48×3.5双钢管；梁高大于700梁侧模内龙骨采用80mm×80mm木方，间距300mm，外龙骨采用Φ48×3.5的双钢管，梁中设置1道Φ12对拉螺栓,对拉螺栓沿梁跨度方向间距为400mm。350×800框架梁支撑体系示意图如下图1所示：

图1. 350×800框架梁支撑体系示意图

2.4.2其他梁

梁底设2道支撑立杆，两侧立杆间距为800，跨度方向间距最大为1000（详见平面图），水平加固杆步距为1.8m，纵横设置；梁底次龙骨采用80mm×80mm木方，次龙骨间距为300mm，主龙骨采用φ48×3.5双钢管。

2.4.3 120厚楼板

板底支撑立杆间距最大间距900×1000，水平加固杆步距为1.8m，纵横设置；板底次龙骨采用80mm×80mm木方，次龙骨间距为350mm，主龙骨采用φ48×3.5双钢管，板的水平纵横拉杆均与梁下通长设置。

2.5设计验算

2.5.1 350×800梁支撑架设计计算

一、模板面板计算：

1.抗弯计算强度：f=M/W=0.06×106/18900.0=3.143N/mm2

面板的抗弯强度验算 f < [f]满足要求!

2.抗剪强度计算：T=3×1.43/(2×350.0×18.0)=0.339N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm满足要求!

3.挠度验算：v= 0.68×6.6250.04/(100×6000.00×170100.0)=0.171mm

面板的最大挠度小于250.0/250满足要求!

梁底支撑木方的算：

1.木方抗弯强度计算：

面板抗弯强度f=M/W=0.42×106/85333.3=4.875N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.00N/mm2 满足要求!

2.木方抗剪计算： T=3×1.31/(2×80.0×80.0)=0.307N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.30N/mm 满足要求!

3.木方挠度计算 ：v =0.600mm

面板的最大挠度小于800.0/250满足要求!

梁底横向钢管计算：

1.抗弯计算强度：f=M/W=0.491×106/5080.0=96.676N/mm2

抗弯计算强度小于205N/mm2 满足要求!

2.挠度计算：v =1.070mm

支撑钢管的最大挠度小于1000.000/150与10mm满足要求!

四、扣件抗滑移计算：

1.R ≤ Rc 扣件抗滑承载力设计值,Rc=8.00kN

计算中R取最大支座反力，R=5.73kN 满足要求!

五、立杆稳定性计算：

1.不考虑风荷载：σ=7563/(0.305×489)=50.786N/mm2<[f]满足要求!

2.考虑风荷载作用：

σ=7611/(0.305×489)+42000/5080=59.440N/mm2<[f]满足要求!

2.5.2 120厚楼板支撑架设计验算

一、模板面板计算：

1. 抗弯计算强度：f=M/W=0.08×106/54000.0=1.468N/mm2

面板的抗弯强度验算 f < [f] 满足要求!

2.抗剪强度计算：T=3×1.90/(2×1000.0×18.0)=0.159N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.40N/mm满足要求!

3.挠度验算：v= 0.68×5.3250.04/(100×6000.00×486000.0)=0.048mm

面板的最大挠度小于250.0/250 满足要求!

二、支撑木方的计算：

1. 木方抗弯计算强度：f=M/W=0.32×106/85333.3=3.716N/mm2

木方的抗弯计算强度小于13.00N/mm2满足要求!

2.抗剪强度计算: T=3×1902.60/(2×80.0×80.0)=0.446N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.60N/mm满足要求!

3.挠度验算：v=0.677×1.33×1000.04/(100×9500.00×3413333.5)=0.278mm

木方的最大挠度小于1000.0/250满足要求!

三、纵向支撑钢管计算：

1.顶托梁抗弯强度计算：f=M/W=1.448×106/166666.7=8.688N/mm2

抗弯计算强度小于13.0N/mm2满足要求!

2.顶托梁抗剪计算:

截面抗剪强度计算值: T=3×Q/2bh=3×8472/(2×100×100)=1.271N/mm2

截面抗剪强度设计值 [T]=1.600N/mm2满足要求!

3.顶托梁挠度计算:v =0.529mm

最大挠度小于1000.0/250满足要求!

四、扣件抗滑移计算：

R ≤ Rc 扣件抗滑承载力设计值,Rc=8.00kN ；上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。

五、立杆稳定性计算：

钢管立杆抗压强度设计值 [f]=205.000N/mm2

1.计算长度，不考虑高支撑架，如果按: l0=k0uh 时

经过计算得：σ=203.736N/mm2满足要求!

2.计算长度，不考虑高支撑架，如果按： l0=(h+2a) 时

经过计算得：σ=97.892N/mm2满足要求!

3.计算长度，考虑高支撑架，如果按： l0=(K1K2(h+2a)) 时

经过计算得：σ=135.515N/mm2满足要求!

3主要施工技术

3.1施工顺序

放出轴线及梁位置线，定好水平控制标高→梁板顶架安装→梁板顶架安装→在可调顶托上铺设梁底主次龙骨→梁底模及侧模安装→在可调顶托铺设板底主次龙骨→楼板模板安装→梁板钢筋绑扎铺设→梁板混凝土浇筑→混凝土保养，达到规范要求的拆模强度→拆模令经监理审批，同意拆模，拆下顶托→拆除梁、板模板，清理模板→拆除水平拉杆、剪刀撑及立杆

3.2支撑架搭设

(1)根据立杆平面布置图要求放线定位，先弹出钢管立杆位置线，垫板、底座安放位置要准确，搭设时可采用逐排和通层搭设的方法，并应随搭随设扫地杆水平纵横加固杆。

(2) 立杆底座，设置钢或木垫板。

(3) 水平杆与立杆扣接牢固，纵横扫地杆离地面高度不大于200mm。

(4) 在支架四边、中间支架每隔10m左右均由下至上设置竖向连续式剪刀撑，其宽度为4-6m，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。

(5) 脚手架立杆的垂直度控制，立杆的全部绝对偏差≦50mm，在脚手架高度段H内，立杆偏差的相对值小于H/600。

(6) 水平杆及剪刀撑的接长应采用两个扣件搭接，搭接长度不少于500，水平杆的搭接应交错布置，两根相邻水平杆的接头不宜设在同步同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向的错开距离大于500mm，各接头中心至近主节点的距离不宜大于跨段的1/3。

(7)立杆上的对接扣件应交错布置：两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

(8)立杆、可调托座应根据支撑高度设置，并不超出300 mm。

(9)立杆、水平杆及剪刀撑的布置应严格按要求布置。

(10)模板承重架应与已浇注的砼墙或柱作顶紧及拉结节点，增强整体稳定性。如下图2所示：

图2.支撑架体与已浇注的砼墙或柱顶紧及拉结示意图

模板支架搭设完成后，必须先自检，再通知公司相关主管部门检查合格后，经过监理验收通过后，方可投入使用。

3.3模板安装

(1) 梁底、梁侧模采用18mm胶合板，梁底平板模铺设在横向次龙骨上，次龙骨搁置在主龙骨上。

(2) 楼板模采用18mm胶合板，顶托用双钢管，横枋采用80×80mm枋木。

(3) 梁模板的安装

1)先在柱上弹出轴线、梁位置线和水平控制标高线，按设计标高调整扣件式脚手架可调顶托的标高，将其调至预定的高度，然后在可调顶托的托板上安放木方。固定木方后在其上安装梁底龙骨。龙骨安装完成后，用胶合板安装梁底模板，并拉线找平。对跨度不小于4 m的现浇钢筋混凝土梁、板，其模板应按设计要求起拱；当设计无具体要求时，起拱高度宜为跨度的1L/1000～3L/1000。主、次梁交接时，先主梁起拱，后次梁起拱。梁底模安装后，再安装侧模、压脚板及斜撑。

2)为了防止梁身不平直、梁底不平及下挠、梁侧模炸模、局部模板嵌入柱梁间，拆除困难的现象，可采取如下措施：

①支模应遵守侧模包底模的原则，梁模与柱模连接处，下料尺寸一般应略为缩短。

②梁侧模必须有压脚板、斜撑，拉线通直将梁侧模钉固。

③砼浇筑前，模板应充分用水浇透。砼浇筑时，不得采用使支撑系统产生偏心荷载的砼浇筑顺序，泵送砼时，应随浇随捣随平整，砼不得堆积在泵送管路出口处。

(4) 楼面模板的安装

首先通线，然后调整扣件式脚手架可调顶托的标高，将其调到预定的高度，在可调顶托托板上架设主龙骨，主龙骨固定后架设横楞，然后在横楞上安装胶合板模板。铺胶合板时，可从四周铺起，在中间收口。若为压旁时，角位模板应通线钉固。

3.4混凝土浇筑

(1)混凝土浇注时应先浇柱墙再浇梁板，避免高支架受不对称荷载；

(2)混凝土整体浇注顺序为从南向北收头；并采用汽车泵浇注，避免了固定泵浇注时泵管的固定对排架产生的附加外力；

(3)混凝土浇捣过程中，加强对架体的稳定性旁站监控，遇有异常情况或发现架体立杆局部弯曲应立即停止浇注，商量对策后方能继续，尽早消除安全隐患出现。

3.5监测措施

在浇筑砼过程中应实施实时监测，一般监测频率不宜超过 20～30分钟一次。监测时间可根据现场实际情况进行调整，一般控制在混凝土开始浇注直至砼终凝。

扣件式钢管脚手架高支模监测变形允许值、预警值如下表所示，当监测数据超过下表预警值时必须立即停止浇筑砼，疏散人员，并进行加固处理。

表1.高支模监测变形允许值、预警值

4结语

本工程高支模施工施工前编制了专项方案并组织专家论证，对高支模的设置进行细化，验算了模板、木方的抗弯、抗剪强度和挠度，制定出高空支撑体系搭设及混凝土浇筑措施，并对模架进行有效监测并顺利完成了该结构施工。本经验对类似结构支模设计与施工具有一定参考价值。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。