高大模板支撑体系在结构施工期内所受荷载统计分析

祝旭光

摘 要：本文首先介绍了高大模板支撑体系在结构施工期间主要涉及到的几种荷载类型，包括恒荷载、活荷载以及偶然荷载三种，每种荷载所包含的荷载标准值内容不同，统称偶然荷载很少出现。同时对荷载统计进行调查式分析，利用随机式抽取多个钢筋混凝土结构建筑项目，采用相关的荷载测试方法，分别对恒荷载与活荷载进行统计结果与析，最后进行实测结果与统计结果的比较分析，得出荷载对高支撑的稳定性有一定的影响，应控制在标准的范围内。

关键词：高大模板；支撑体系；结构施工；混过凝浇筑；荷载统计

在建筑工程中，钢筋混凝土结构所占比例非常大，在混凝土浇筑期间常发生高支撑事故，经过对事故原因调查得知，引起事故发生的主要因素是模板支撑不稳定，不稳定的形成是因为高支撑受到各种荷载影响，出现倾覆情况，进而引发事故发生，为了更好的控制荷载标准值，需要对建筑工程钢筋混凝土浇筑期的各种荷载进行统计学研究，只有对荷载控制在合理的范围内，才能为模板支撑的稳定性提供一份基础保障。

一、高支模体系荷载种类及测试方法

1.高支模体系荷载种类

高支模体系荷载主要有三种类型，分别是永久荷载、可变荷载和偶然荷载，其中永久荷载也就是恒荷载，主要包括模板和支撑自重标准值、钢筋混凝土结构自重标准值；可变荷载也叫活荷载，包括施工设备与人员的荷载标准值、混凝土浇筑时产生的荷载标准值、水平力和风的荷载等各种具有活动性的荷载；偶然荷载包括地震、爆炸等所产生的荷载。前两种荷载所包括的内容在施工中比较常见，而偶然荷载的发生率非常低，因此在施工过程中主要进行前两种荷载统计分析。

通常情况下，高达末班支撑体系承载力计算中，位于最底层的立杆轴向力比较高，可起到控制效果，同时梁自重对风荷载有一定的抗倾覆能力，因此在风压达到一定标准值时，风载产生的应力一般要低于设计标准的5%，此时可以不考虑风荷载，若是支撑架达到一定高度时，则受风面就会加大，如果在没有浇筑混凝土的情况下，需要考虑支撑侧模所受到的集中风载问题，对立杆拉力进行计算，避免支架倾覆情况发生。

2.高支模体系荷载调查方法

在高大模板支撑体系中，施工荷载分布规律一定要达到精准要求，因此对施工数据要全面掌握，并采取随机式抽取建设项目作为研究对象。本次随机抽取的建设项目共计25个工程，总建筑面积为44000㎡，这些建筑工程都是以钢筋混凝土结构为主的高、多层建筑楼，施工方法均以泵送混凝土为主。

结合高支模施工事故发生时间调查得知，混凝土浇筑期间事故发生次数占总事故的70%以上，而浇筑期间所涉及到的荷载类型主要有恒荷载与活荷载，本次是以施工条件基本相同的养护试块称重和构建钻取芯样称重相结合的方法实施对混凝土自重变化规律观察与分析，以此确定恒荷载变化规律；结合实际荷载设计，实施平面图网格划分，每个网格都以一个单元为单位，将该网格内活荷载平均到整个网格上所得结果作为该单元的活荷载值，采用相关的测验仪器，对高支模进行内力值检测，作用是用来核实调查结果。

二、高支模体系恒荷载统计结果与分析

无论是什么情况下，新浇筑的混凝土自重标准值以及变异系数都会受到混凝土龄期增长影响而以缩小状态发生变化，在浇筑任务完成后，自重值可达25.13kN/m3以上，当混凝土龄期达到3天以后，其变异系数可增长到0.0068以上，变化幅度较大。针对教主任务完成后的自重取值统计，应选择准确性在95%以上的荷载值是25.59kN/m3，相比标注规定大，其主要原因是标准规定是按照混凝土龄期为10天统计，为保证安全，应采取自重取值25.6kN/m3，进行设计与校核。

三、高支模体系活荷载统计结果与分析

施工人员及设备荷载标准值取值标准直接关系到高支模体系的安全性，但由于施工期活荷载的确定比较复杂，目前尚无统一的标准。按照中施工人员及设备荷载的统计方法，共得到有效网格3355个，各个网格平均活荷载值合理分布。施工人员及设备荷载分布明显呈偏态，具有指数分布的基本特征。高支模体系活荷载中施工人员及设备荷载标准值取1.5kN/㎡。对有大型浇注设备如上料平台、混凝土输送泵等，需按实际情况计算。

四、实测结果与统计结果对比分析

1.各立杆测点在混凝土浇注开始后，轴力急剧上升，混凝土浇注完毕后，各立杆轴力趋于稳定。在整个施工过程中，立杆下测点检测值均大于上测点检测值，符合模板支架承重的实际情况。

2.在开始浇注混凝土后，各测点应力急剧上升，然后趋于稳定，同时在混凝土养护期间应力有所下降。梁下各测点轴力大小均比板下测点轴力大，并且交叉梁下测点轴力明显大于其他各点。立杆应力值急剧上升是由于混凝土浇注过程中施加的混凝土和施工荷载，在浇注完毕后，荷载不再增加，部分立杆应力值趋于稳定，在混凝土达到一定强度后，部分立杆应力值略有减小。而部分立杆应力在混凝土养护期间仍有增大趋势，故在混凝土养护期间，应避免在楼板上产生较大集中荷载。

3.在开始浇注混凝土后，各水平杆测点应力急剧上升，然后趋于稳定，同时在混凝土养护期间，部分水平杆应力有所下降。水平杆应力值急剧上升是由于混凝土浇注过程中立杆轴力增加，由于模板支架结构在几何和材料上存在缺陷，使立杆产生位移，而水平杆约束其位移，故水平杆在轴向上产生内力。在混凝土养护阶段，立杆荷载稳定且有降低，导致水平杆上的轴力有所减小。

4.在澆注混凝土后，各竖向剪刀撑测点应力急剧上升，剪刀撑的应力最大值达到-56.86MPa。说明剪刀撑在模板支架整体稳定中所起的作用极其明显。在今后的施工中，应重视剪刀撑的搭设。

参考文献：

[1]胡锋霆.高大模板支撑体系在建筑工程中的应用研究[D].安徽理工大学，2016.

[2]付燎原.施工期多层模板支撑体系荷载传递规律分析与性能测试[D].西安建筑科技大学，2013.