搜索
某工程12.8米高支模设计与施工分析摘要：本文结合河源市某教研楼大堂中空部位层高12.8m高大模板工程在材料选用、高支撑架设计验算、模板安装与拆除等方面进行阐述，并采用相应合理的施工工艺。通过实践检验，模板与其支架安全、可靠，保证了工程的施工质量及施工安全。关键词：高支模荷载计算施工工艺0前言随着我国改革开放和市场经济的快速发展，在城市现代化建设中，出现了许多建筑规模较大的混凝土结构。这种钢筋混凝土建筑物空间跨度和自重比较大，在进行施工时要求高度较高和跨度较大的模板支撑，这无疑增加了对支模系统的强度和稳定性等的要求[1-3]。高支模大体积混凝土施工一旦发生坍塌事故，必将造成重大安全事故，应当引起施工人员的高度重视。本文将通过一个具体工程实例，详细介绍高支模系统从设计到施工的技术过程，从而保证高支模工程的安全以及可靠性。1工程概况该工程为地上12层、地下1层的框架结构，建筑高度52.6米，总建筑面积22301.6平方米。其中首层大堂中空部位层高12.8米，进行施工时模板及支撑系统属于高支模，必须考虑其施工安全性。在模板满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，本工程材料采用：①板模板(扣件钢管高架)，板底采用18mm支撑。承重架采用扣件式钢管脚手架，由扣件、立杆、横杆、支座组成，采用胶合面板钢管；②梁模板(扣件钢管架)，面板采用18mm胶合面板60×80木方（内楞）现场拼制，80×80木方（外楞）支撑，采用可回收M12对拉螺栓进行加固。梁底采用80×80木方支撑。承重架采用扣件式钢管脚手架，由扣件、立杆、横杆、支座组成，采用φ48×3.5钢管。2板模板及支撑计算2.1参数信息横向间距或排距1m；纵距1m；步距1.5m；立杆上端伸出至模板支撑点长度0.1m；模板支架搭设高度12.8m；采用的钢管Φ48×3.5；板底支撑连接方式:方木支撑；立杆承重连接方式:可调托座；面板采用胶合面板，厚度为18mm；板底及托梁支撑采用方木；方木的截面80×80；；楼板的计算厚度(mm):120.00。模板立面支架如图1所示。图1板模板支架立面图2.2模板面板计算面板面板为受弯构件,需要验算其抗弯强度和刚度，取单位宽度1m的面板作为计算单元，模板面板按照三跨连续梁计算，如图2、图3所示。通过计算，面板的最大应力计算值为0.87N/mm2小于面板的抗弯强度设计值13N/mm2；面板的最大挠度计算值0.019mm小于面板的最大允许挠度1mm，满足要求。图2楼板支撑架荷载计算单元图3面板计算单元2.3模板支撑的方木计算方木按照两跨连续梁计算最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩：截面抗剪强度：τ=3V/2bhn[τ]最大挠度考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度：通过计算，方木的最大应力计算值2.754N/mm2小于方木的抗弯强度设计值13N/mm2；方木的受剪应力计算值0.275N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.4N/mm2；方木的最大挠度计算值0.16mm小于方木的最大允许挠度4mm，满足要求。2.4托梁计算托梁按照集中荷载作用下的两跨连续梁计算，托梁的最大应力计算值12.911N/mm2小于托梁的抗压强度设计值13N/mm2；托梁的最大挠度为1.793mm小于1000/250，满足要求。2.5立杆的稳定性计算立杆的稳定性计算公式:其中N----立杆的轴心压力设计值(kN)：N=12.446kN；φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；A----立杆净截面面积(cm2)：A=4.89cm2；[f]----钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；通过上式计算，钢管立杆的最大应力计算值σ=65.094N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。3梁模板及支撑计算3.1参数信息梁截面宽度B=0.3m；梁截面高度D=0.8m；混凝土板厚度120mm；立杆沿梁跨度方向间距La=1m；立杆上端伸出至模板支撑点长度a=0.1m；立杆步距h=1.5m；板底承重立杆横向间距或排距Lb=1m；梁支撑架搭设高度H=12.8m；梁两侧立杆间距0.6m；承重架支撑形式:梁底支撑小楞垂直梁截面方向；采用的钢管类型为Φ48×3.5；立杆承重连接方式:单扣件，考虑扣件质量及保养情况，取扣件抗滑承载力折减系数0.80。次楞间距350mm，主楞竖向4根；主楞间距100mm，220mm，210mm；穿梁螺栓水平间距500mm；穿梁螺栓直径M12；主楞龙骨木楞80×80；主楞合并根数：2；次楞龙骨木楞60×80；次楞合并根数：2。梁模板支架立面如图4所示。图4梁模板支架立面图3.2梁侧模板内外楞计算本工程中，内楞(木或钢)直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算，龙骨采用木楞，截面宽度60mm，截面高度80mm。外楞(木或钢)承受内楞传递的集中力，取内楞的最大支座力8.455kN，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。外龙骨采用2根木楞，截面宽度80mm，截面高度80mm。内楞最大受弯应力计算值σ=0.541N/mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，内楞的最大挠度计算值ν=0.227mm小于内楞的最大容许挠度值[ν]=2mm；外楞的受弯应力计算σ=9.007N/mm2小于外楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，外楞的最大挠度计算值ν=0.162mm小于外楞的最大容许挠度值[ν]=2mm，满足要求。3.3梁底模板计算面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的简支梁计算。强度验算要考虑模板结构自重荷载、新浇混凝土自重荷载、钢筋自重荷载和振捣混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑模板结构自重、新浇混凝土自重、钢筋自重荷载。梁底模面板计算应力σ=5.194N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计[f]=13N/mm2；面板的最大挠度计算值:ν=0.474mm小于面板的最大允许挠度值[ν]=300/250=1.2mm，满足要求。3.4方木计算本工程梁底支撑采用方木，方木按照三跨连续梁计算。方木的最大应力计算值11.756N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2；方木的受剪应力计算值1.411N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.7N/mm2；方木的最大挠度计算值ν=1.682mm小于方木的最大允许挠度[ν]=4mm，满足要求。3.5立杆稳定性计算钢管立杆稳定性计算σ=95.421N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f]=205N/mm2，满足要求。4高架支模施工4.1施工工艺高架支模施工工艺流程如图5所示。图5高架支模施工工艺流程4.2模板安装4.2.1模板安装的一般要求竖向结构钢筋等隐蔽工程验收完毕、施工缝处理完毕后准备模板安装。安装柱模前，要清除杂物，焊接或修整模板的定位预埋件，做好测量放线工作，抹好模板下的找平砂浆。模板组装要严格按照模板配板图尺寸拼装成整体，模板在现场拼装时，要控制好相邻板面之间拼缝，两板接头处要加设卡子，以防漏浆，拼装完成后用钢丝把模板和竖向钢管绑扎牢固，以保持模板的整体性。4.2.2板模板1、楼板模板采用80mm×80mm木方做板底支撑，中心间距250，扣件式钢管脚手架作为撑系统，脚手架排距1m，跨距1m，步距1.5m。2、楼板模板施工时注意以下几点：（1）横板支撑钢管必须在楼面弹线上垫木方；（2）钢管排架搭设横平竖直，纵横连通，上下层支顶位置一致，连接件需连接牢固，水平拉撑连通；（3）模板底第一排楞需紧靠墙板，如有缝隙用密封条封孔，模板与模板之间拼接缝小于1mm，否则用腻子封条；（4）根据房间大小，决定顶板模板起拱大小：＜4开间不考虑起拱，4≤L＜6起拱10mm，≥6的起拱15mm；（5）模板支设，下部支撑用满堂脚手架支撑下垫垫板。顶板纵横格栅用压刨刨成同样规格，并拉通线找平。特别是四周的格栅，弹线保持在同一标高上，板与格栅用50mm长钉子固定，格栅间距300mm，板铺完后，用水准仪校正标高，并用靠尺找平。铺设四周模板时，与墙齐平，加密封条，避免墙体吃模，板模周转使用时，将表面的水泥砂浆清理干净，涂刷脱模剂，对变形和四周破损的模板及时修整和更换以确保接缝严密，板面平整；模板铺完后，将杂物清理干净，刷好脱模剂。（6）从墙根起步300mm立第一根立杆以后按900mm和1200mm的间距立支撑，这样可保证立柱支撑上下层位置对应。水平拉杆要求设上、中、下三道，考虑到人行通道，在支撑中留一条通道，中、下两道水平不设（在顶板支撑完善之后拆除部分横杆形成人行通道）。4.2.3梁模板1、梁侧模板采用木方作为内楞间距227mm，木方作为外楞间距500mm，采用可回收的m12普通穿墙螺栓加固水平间距500mm，竖向间距同外楞。梁模板采用150mm，150mm，150mm，150mm18mm作为面板，梁底采用胶合面板钢管(单钢管):Φ48×3.5布置，间距横向。300mm支承为钢管。扣件式钢管脚手架作为撑系统，脚手架梁跨方向φ48×3.5，梁两侧立杆间距1m，步距0.6m。2、梁模板施工时注意以下几点：（1）横板支撑钢管必须在楼面弹线上垫木方；（2）钢管排架搭设横平竖直，纵横连通，上下层支顶位置一致，连接件需连接牢固，水平拉撑连通；（3）根据梁跨度，决定顶板模板起拱大小：＜4不考虑起拱，4≤L＜6起拱10mm，≥6的起拱15mm；（4）梁侧设置斜向支撑，采用钢管+U型托，对称斜向加固（尽量取45°）4.3模板拆除1、模板拆除根据现场同条件的试块指导强度，符合设计要求的百分率后，由技术人员发放拆模通知书后，方可拆模。2、模板及其支架在拆除时混凝土强度要达到如下要求。在拆除侧模时，混凝土强度要达到1.2MPa（依据拆模试块强度而定），保证其表面及棱角不因拆除模板而受损后方可拆除。混凝土的底模，其混凝土强度必须符合下表规定后方可拆除。3、拆除模板的顺序与安装模板顺序相反，先支的模板后拆，后支的先拆。（1）墙模板拆除墙模板在混凝土强度达到1.2MPa，能保证其表面及棱角不因拆除而损坏时方能拆除，模板拆除顺序与安装模板顺序相反，先外墙后内墙，先拆外墙外侧模板，再拆除内侧模板，先模板后角模。拆墙模板时，首先拆下穿墙螺栓，再松开地脚螺栓，使模板向后倾斜与墙体脱开。不得在墙上撬模板，或用大锤砸模板，保证拆模时不晃动混凝土墙体，尤其拆门窗阴阳角模时不能用大锤砸模板。门窗洞口模板在墙体模板拆除结束后拆除，先松动四周固定用的角钢，再将各面模板轻轻振出拆除，严禁直接用撬棍从混凝土与模板接缝位置撬动洞口模板，以防止拆除时洞口的阳角被损坏，跨度大于1m的洞口拆模后要加设临时支撑。（2）楼板模板拆除楼板模板拆除时，先调节顶部支撑头，使其向下移动，达到模板与楼板分离的要求，保留养护支撑及其上的养护木方或养护模板，其余模板均落在满堂脚手架上。拆除板模板时要保留板的养护支撑。4、模板拆除吊至存放地点时，模板保持平放，然后用铲刀、湿布进行清理。支模前刷脱模剂。模板有损坏的地方及时进行修理，以保证使用质量。5、模板拆除后，及时进行板面清理，涂刷隔离剂，防止粘结灰浆。5结语本文结合河源市某教研楼大堂中空部位层高12.8m高大模板工程实例，介绍了高支模以及其支撑系统设计、施工一般工艺、并详细阐述了本工程模板安装及拆除施工注意事项，取得了良好的效果。同时，本文工作可为类似工程的设计及施工起到一定的借鉴作用。参考文献：[1]袁必勤，徐崇宝等．建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，2001[2]魏忠泽，张健等，建筑施工模板规范[M]．北京：中国建筑工业出版社，2008[3]童敏杰，郭正兴．斜拉钢架高支模施工技术［Ｊ］．施工技术，2006-02-18