碗扣式钢管高支撑模板架施工方案.docx

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碗扣式钢管高支撑模板架施工方案

碗扣式钢管高支撑模板架施工方案

一、编制依据1

二、工程概况1

三、本方案的特点及难点分析2

四、高支撑架方案设计3

1、设计参数3

2、构造要求4

3、本方案经验算结果满足要求5

五、高支撑架施工5

1、脚手架材料的选用5

2、脚手架搭设方法及技术要求5

六、脚手架拆除要求及注意事项6

七、质量保证措施7

八、安全、环保要求及成品保护8

九、应急预案9

十、碗扣架高支撑验算15

1、梁底模板验算15

2、梁底次楞的计算17

3、梁底主楞的强度验算19

4、立杆的稳定性计算21

高支撑模板架施工方案

一、编制依据：

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001；

2、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；

3、《建筑施工计算手册》·江正荣·（中国建筑工业出版社）；

4、《扣件式钢管模板高支撑架的设计和使用安全》·杜荣军·（施工技术2002年3期）；

5、《钢筋混凝土结构设计规范》GB50010－2002；

6、***东站站房工程施工图；

7、《***东站站房工程施工组织设计》。

二、工程概况：

***东站站房地处***市的东北部，距***中心约1公里，距***市中心区约10公里。

规划***东站站房位于城东大道、沿江铁路、东站路围合的区域，南临***市交通性干道城东大道和桔城路的交叉口，北靠沿江铁路与北部山地丘陵连接，***高速公路从南侧经过，分别与桔城路、城东大道立体交叉。

本工程为***铁路***东站站房及站台无柱雨棚，由***建筑设计院设计，建设单位为铁道部***铁路指挥部。

监理单位为铁***院监理工程咨询公司，施工单位为中铁***局集团***铁路W1标项目经理部。

***东站站房总建筑面积23562m2，地上三层，高36米，架空层层高6.8米，一层层高8.2米，二层层高6米，夹层7.9米。

结构为全现浇钢筋混凝土框架结构，屋面为钢网架结构。

本方案中涉及的高支撑模板架为位于26m标高处的15～18轴/E轴的YKLB401

（1）（该梁梁面标高为27m），截面尺寸为1200mm×1400mm，模板架支撑高度为18.85m，支撑系统搭设在架空层顶梁板，具体相见下图。

三、本方案的特点及难点分析

1、高支撑架体需要根据现场实际工况并结合预应力施工要求进行分析验算。

2、在搭设支撑架体时，要验算支撑架体搭设部位（架空层）楼面的砼强度是否能承受施工荷载；

3、因相邻空间为孔洞，如何确保模板支撑架体自身成为几何不可变体系及支撑架抗倾覆成为控制重点。

四、高支撑架方案设计

1、设计参数

本方案涉及的高支撑模板架均采用碗扣式钢管脚手架。

1）立杆设计参数：

梁两侧立杆间距1800mm，梁底增设2根承重立杆间距400mm（位置如下图所示），立杆沿梁跨度方向450mm布置，立杆上端伸出至模板支撑点长度经计算取0.550m。

2）水平杆设计参数：

纵横向均设置水平杆，水平杆步距1200mm。

3）梁底主次楞设计参数：

主楞：

采用Φ48×3.5mm双钢管，垂直于梁跨度方向设置，沿梁跨度方向间距450mm；

次楞：

梁底平行于梁跨度方向设置50mm×100mm木方7根。

4）梁底模：

采用15mm厚胶合板

5）相邻平台立杆纵横向间距为900mm

2、构造要求

1）、纵横方向都必须设置扫地杆、水平杆，扫地杆离结构面400mm。

立杆之间必须按步距满设双向水平杆，水平杆步距1200mm。

梁两侧立杆之间均采用碗扣架配套900mm横杆，由于立杆沿跨度搭设距离为450mm，故需在900mm横杆的中部采用十字扣件与立杆连接。

垂直与梁跨度方向采用1800mm横杆碗扣连接，梁底增设的2根承重立杆与该1800mm横杆采用十字扣件连接。

梁底增设的2根承重立杆沿梁跨度方向水平杆采用对接扣件进行连接，其对接扣件交错布置要求如下：

两根相邻纵向水平杆接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不大于纵距的1/3；纵向水平杆与横向水平杆，均必须用直角扣件固定在立杆上（碗扣连接除外），同一步中水平杆应四周交圈。

2）、立杆每隔一排设置45°纵横方向垂直剪刀撑，沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑。

3）、本工程支撑架高度＞20m，需要设置整体性水平加强层；单水平加强层每3步（3.6m）沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接。

高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。

3、本方案经验算结果满足要求。

设计验算详见第十节。

五、高支撑架施工

1、脚手架材料的选用

1）钢管选用现行国家标准《直缝电焊钢管》（GBT13793）中3号普通钢管，其质量应符合国家标准《碳素结构钢》（GBT700）中Q235—A级钢的规定。

钢管尺寸采用φ48×3.5mm，钢管外径、壁厚、端面偏差都必须在规范允许的范围之内，钢管的外观应完好，无不良缺陷。

2）扣件应采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定，当螺栓扭紧力矩达65N/m时，不得发生破坏，外观有缺陷的扣件必须剔除。

2、脚手架搭设方法及技术要求

脚手架要保证横成排，纵成行，立杆杆身垂直。

对接处交替错开，纵向水平杆平直，横向水平杆平齐，立杆间距、步距、纵距、横距等均要符合规范要求，保持架子整体牢固、稳定、安全、适用、美观。

1）脚手架搭设工艺流程为：

放置纵向扫地杆→横向扫地杆→放置垫块→逐根竖立底层立杆→随即按照步距要求搭设水平杆并旋紧上碗扣→逐根竖立第二层立杆→随即按照步距要求搭设水平杆并旋紧上碗扣→……→逐根竖立顶层立杆→随即按照步距要求搭设水平杆并旋紧上碗扣→加设剪刀撑及水平加强层→下道工序。

2）每根立管的底座向上400mm处，必须设置纵横向扫地杆，需旋紧上碗扣。

本工程在水平方向设置单水平剪刀撑、竖向剪刀撑：

a、沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；

b、中部每隔4跨即3.6m设置；

c、水平剪刀撑每三步设一道。

3）在所有立杆下方要求铺设垫板。

4）本方案涉及的梁为预应力梁，起拱要求按照该跨度的1‰设置。

六、脚手架拆除要求及注意事项

1）模板的拆除应按现行的《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）及设计文件中关于预应力施工的相关要求进行施工，拆模时不得损坏模板和混凝土结构。

2）模板拆除与预应力工程施工的配合：

A、梁的侧模应在进行预应力张拉前全部拆除。

B、粘结预应力梁底模及支撑拆除条件：

孔道灌浆强度达到20MPa，相邻跨后浇部分施工完毕且且强度达到设计要求。

3）拆除脚手架前的准备工作：

在完成混凝土浇筑工作后，支撑层以下第二层方能拆除脚手架。

全面检查脚手架，重点检查扣件连接固定、支撑体系等是否符合安全要求；根据检查结果及现场情况编制拆除方案并经有并部门批准后进行技术交底；根据拆除现场的情况，设围栏或警戒标志，并有专人看守；清除脚手架中留存的杂物。

4）拆除架子的工作地区，严禁非操作人员进入。

5）拆架前，应有现场施工负责人批准手续，拆架子时必须有专人指挥，做到上下呼应，动作协调。

6）拆除顺序应是后搭设的部件先拆，先搭设的部件后拆，严禁采用推倒或拉倒的拆除做法，拆除脚手架应严格遵守拆架顺序：

由上而下，后绑者先拆，先绑者后拆。

拆除的脚手架部件应及时运至楼面，严禁从空中抛掷。

6）、固定件应随脚手架逐层拆除，当拆除至最后一节立管时，应先搭设临时支撑加固后，方可拆固定件与支撑件。

7）、拆下的钢管、扣件应及时运出，不得在某一处堆积。

8）、运至地面的脚手架部件，应及时清理、保养。

根据需要涂刷防锈油漆，并按品种、规格入库堆放。

9）、每日拆除脚手架告一段落时，都要对尚未拆除的脚手架的安全状况进行检查，还要对周围环境进行检查，如有异常情况应及时处理，确定一切安全后方可离岗。

七、质量保证措施

1、对进场用于搭设高支撑的钢管进行抽检复试，合格后方可使用。

2、对作业人员施工前进行施工技术交底，让每个作业人员熟知的技术要求及注意事项，严格按照设计方案进行施工。

3、对所用材料质保资料齐全，并派专人检查进场材料，杜绝使用变形钢管、破损的扣件，。

4、搭设过程中，技术人员按高支撑架设计参数及构造要求进行全面跟踪检查。

5、严格控制拆除时间，没有经过技术人员批准不得擅自拆除高支撑架

八、安全、环保要求及成品保护

1、确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；

2、确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m，钢管要求未发生变形、锈蚀等，确保所有上碗扣均已旋紧。

3、精心设计混凝土浇筑方案，尽量减小混凝土浇筑时对架体产生的水平作用力。

4、严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方集中堆放。

5、混凝土浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。

6、进入施工现场必须戴好安全帽，扣好帽带。

7、支撑架搭设人员必须是经过按现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）考核合格的专业架子工。

上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。

8、操作前必须进行岗位安全检查，下班时应收集好工具材料，消除不安全因素。

9、工程完毕后，应做到工完、料尽、场清。

九、应急预案

1、由于本工程是大跨度、高支撑体系，为保护职工的人身安全，预防意外情况发生。

而编制事前预控方案。

1.1材料控制

1）、对进场所用于高支撑的材料要进行抽样复试，不合格材料禁止使用；

2）、材料进场后，由于施工时造成变形、损坏的材料禁止使用。

1.2岗前教育

1）、在施工前对操作人员进行安全教育；

2）、对操作人员的技术交底；

3）、对管理人员的安全意识教育。

1.3浇筑砼前检查

1）、质检员、安全员及技术员对架体的专项检查是否按施工方案进行搭设，不按方案进行搭设的要坚决进行整改；

2）、对扣件及钢管、木方进行逐一检查，如有扣件未拧紧、钢管有变形、立杆不垂直等进行调整加固。

3）、对碗扣架的上碗扣进行进行逐一检查，如有未旋紧需进行调整。

1.4浇筑砼时督察

1）、看模时，听到扣件崩断声及钢管变形立即通知浇筑人员停止浇筑，并离开施工部位。

静等五分钟后检查支撑并加固。

加固好后，进行预浇，没有情况发生后再进行浇筑。

2）、浇筑时必须按500mm分层，严禁一次性浇筑到设计标高。

避免局部集中堆载过大。

2、确在意外情况发生时，抢救人员和全体职工能有条不紊地按照预先制定的方案，迅速的抢救伤员，最大程度降低伤亡伤害程度，而制定模板整体坍塌应急预案。

2.1职责

1）应急小组职责

①项目经理是应急抢救工作的最高负责人。

项目部成立应急抢救小组和应急抢救队伍，明确职责，并负责制定相应的响应预案，做好宣传及组织工作。

②负责应急的日常工作联络，并准备应急材料的计划清单。

③对应场所工作人员进行响应知识教育。

④组织应急演练，对应急事件的应急准备与响应能力进行确认。

⑤在应急情况发生时，负责对紧急事故做出有效反应，如遇事故性质严重难以处理，应立即求援和报告。

⑥对事故或紧急情况的处理形成记录。

2）小组成员及联系方式

应急小组负责人

姓名

职务

联系电话

组长

副组长

副组长

应急小组成员

联络员

安全员

监测员

财会

组员

组员

组员

3）小组成员分工

组长：

全面负责对应急事故进行有效处理，对应急小组成员进行领导，组织协调工作。

副组长：

负责对应急小组日常工作的指导与督察管理工作，对应急小组成员的工作进行安排。

副组长：

对应急场所工作人员进行岗位教育，应急响应知识教育。

联络员：

负责应急物品的采购工作，在应急情况发生时，负责报警，接车及与本区域内外的各单位如医院、上报机关等机构的联系。

监测员：

组织应急演习，对应急事件的应急准备与响应能力进行确认；并负责组织对发生的应急事故的性质，原因等进行调查分析，并制定纠正预防措施。

安全员：

对可能出现应急情况的性质，后果进行预测，并及时向领导汇报，在应急情况发生时，根据实际情况采取一切有效措施和手段予以减少和控制事态的影响和损失，并负责采取更有效的可靠措施。

财会：

对本预案各项活动提供资金保障。

组员：

协助组长对应急事件的信息进行收集，整理以及对外联络等日常工作。

组员：

负责妥善处理，保护现场等工作，采取有效措施防止事态进一步扩大。

组员：

负责对应急情况下所需要投入的人员及物资调配立即进行落实

4）相应机构联系方式及联系电话

救护：

120

急警：

110119

办公室：

*******

2.2应急措施

1）事故发生后视现场情况，应立即挖掘被掩埋人员，并转移到安全地方。

2）保持呼吸道畅通，消除伤员口、鼻、咽、喉部的异物、血块、呕吐物等。

3）若伤员出现呼吸、心跳骤停，应立即进行心肺复苏、人工胸外心脏按压、人工呼吸等。

4）简易的包扎止血预防感染。

5）立即拨打120急救中心与医院取得联系，或拨打110、119，求救帮助，上报时必须讲明事故地点、严重程度及本部门的电话号码，并派人到路口接应。

2.3宣传与培训

应急救援预案制定完成并通过审核批准，备案以后，要使其在应急行动中得到有效的运用，充分发挥它的指导作用，还必须对公众和员工进行宣传和培训，应急知识普及教育与应急行动所有相关人员进行最低程度的应急培训，包括除应急救援组织成员以外的发生事故的有关任何人员，即所有员工及涉及的公众，通过普及教育使公众增加防灾意识，提高应急突发事故的技能。

1）事故应急救援预案的基本知识的普及培训内容。

①预案的作用

②本区域可能发生事故的类型

③事故的预防措施

④发生事故时相关人员的职责

⑤如何启动紧急报警系统

⑥发生事故时员工及公众的应对措施

⑦自救与互救知识

2）专业应急培训

专业应急培训是结合专业救援方案进行的培训，包括救援过程中各种的防护措施，意外情况的处理。

救援过程中的操作等细节问题。

因此，专业应急培训是分项目进行的。

事故是多种多样的，在此仅对最常见的事故类型举例说明培训的内容。

对现场指挥人员的培训内容

①熟悉现场的布局，包括平面图和实际位置。

区域的布局。

撤离的路线。

危险源位置。

指挥的手势，信号，旗语等。

与上级的联络方法。

②操作人员

鉴别异常情况的方法。

各种异常情况处理的具体方法。

各种工具，器具的使用方法。

自救与互救的方法。

与上级联络的方法。

2.4演练

演练的目的在于验证预案的可行性和实际情况的程度及提高救援队伍的实际救援能力，即通过演练可以检查专业队伍应付可能发生的各种紧急情况的适应性及他们之间相互支援及协调程度；检验和测试应急设备的可靠性，使救援队伍掌握相关装备的正确使用方法，提高实际技能及熟练程度，培养顽强的战斗精神；检验应急救援指挥部的应急能力；通过演练提高技术及业务能力；发现预案中存在的问题，为修正预案提供实际资料，通过演练，可以具体检验以下项目：

1）通过演练发现的主要问题。

2）对演练设置情况的评价。

3）对预案有关程序，作业指导书的内容的改进意见。

4）应急装备，通讯保障等是否满足应急要求。

5）在演练中获得哪些经验。

6）最佳演练时间和顺序的建议等。

2.5记录

1）现场发生事故时，应对以下进行记录

①应急时记录并保存突发事故的时间，地点，损失和人员伤害情况。

②记录和保存必要的事故调查追溯记录。

③按照规定上报集团公司主管部门和当地职能部门的记录并予以保存。

④保留控制措施实施的记录。

2）对本应急预案进行必要的演习后，应对演习的过程进行记录并进行演习过后的评审工作。

十、碗扣架高支撑验算

1、梁底模板验算

梁底模板为受弯结构,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,按支撑在底撑上的三跨连续梁计算。

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。

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=450×15×15/6=1.69×104mm3；

I=450×15×15×15/12=1.27×105mm4；

1）抗弯强度验算

按以下公式进行面板抗弯强度验算：

其中，σ--梁底模板的弯曲应力计算值（N/mm2）；

M--计算的最大弯矩（kN·m）；

l--计算跨度（梁底次楞间距）:

l=200.00mm；

q--作用在梁底模板的均布荷载设计值（kN/m）；

新浇混凝土及钢筋荷载设计值：

q1:

1.2×（25.00+3.74）×0.45×1.40×0.90=19.55kN/m；

模板结构自重荷载：

q2:

1.2×0.35×0.45×0.90=0.17kN/m；

振捣混凝土时产生的荷载设计值：

q3:

1.4×2.00×0.45×0.90=1.13kN/m；

q=q1+q2+q3=19.55+0.17+1.13=20.86kN/m；

跨中弯矩计算公式如下:

Mmax=0.10×20.859×0.22=0.083kN·m；

σ=0.083×106/1.69×104=4.944N/mm2；

梁底模面板计算应力σ=4.944N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计值[f]=13N/mm2，满足要求！

2）挠度验算

根据《建筑施工计算手册》刚度验算采用标准荷载，同时不考虑振动荷载作用。

最大挠度计算公式如下:

其中，q--作用在模板上的压力线荷载:

q=（（25.0+3.74）×1.400+0.35）×0.45=18.26KN/m；

l--计算跨度（梁底次楞间距）:

l=200.00mm；

E--面板的弹性模量:

E=9500.0N/mm2；

面板的最大允许挠度值:

[ν]=200.00/250=0.800mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.677×18.264×2004/（100×9500×1.27×105）=0.165mm；

面板的最大挠度计算值:

ν=0.165mm小于面板的最大允许挠度值:

[ν]=200/250=0.8mm，满足要求！

2、梁底次楞的计算

本工程梁底次楞采用方木。

强度及抗剪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。

1）荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=（25+3.74）×1.4×0.2=8.047kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.35×0.2×（2×1.4+1.2）/1.2=0.233kN/m；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（2.5+2）×0.2=0.9kN/m；

2）方木的支撑力验算

静荷载设计值q=1.2×8.047+1.2×0.233=9.937kN/m；

活荷载设计值P=1.4×0.9=1.26kN/m；

方木计算简图

方木按照三跨连续梁计算。

本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=4.5×9.5×9.5/6=67.69cm3；

I=4.5×9.5×9.5×9.5/12=321.52cm4；

方木强度验算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的设计值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:

线荷载设计值q=9.937+1.26=11.197kN/m；

最大弯距M=0.1ql2=0.1×11.197×0.45×0.45=0.227kN.m；

最大应力σ=M/W=0.227×106/67687.5=3.35N/mm2；

抗弯强度设计值[f]=13N/mm2；

方木的最大应力计算值3.35N/mm2小于方木抗弯强度设计值13N/mm2,满足要求!

方木抗剪验算：

截面抗剪强度必须满足:

其中最大剪力:

V=0.6×11.197×0.45=3.023kN；

方木受剪应力计算值τ=3×3023.093/（2×45×95）=1.061N/mm2；

方木抗剪强度设计值[τ]=1.5N/mm2；

方木的受剪应力计算值1.061N/mm2小于方木抗剪强度设计值1.5N/mm2,满足要求!

方木挠度验算:

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和，计算公式如下:

q=8.047+0.233=8.281kN/m；

方木最大挠度计算值ν=0.677×8.281×4504/（100×10000×321.516×104）=0.071mm；

方木的最大允许挠度[ν]=0.450×1000/250=1.800mm；

方木的最大挠度计算值ν=0.071mm小于方木的最大允许挠度[ν]=1.8mm，满足要求！

3、梁底主楞的强度验算

梁底主楞按照简支梁的计算如下

荷载计算公式如下：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m2）：

q1=（25.000+3.740）×1.400=40.236kN/m2；

（2）模板的自重（kN/m2）：

q2=0.350kN/m2；

（3）活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN/m2）：

q3=（2.500+2.000）=4.500kN/m2；

q=1.2×（40.236+0.350）+1.4×4.500=55.003kN/m2；

梁底次楞根数为n，立杆梁跨度方向间距为a，梁宽为b，梁高为h,梁底次楞传递给托梁的集中力为P，梁侧模板传给托梁的集中力为N。

当n=2时：

当n＞2时：

计算简图（kN）

变形图（mm）

弯矩图（kN·m）

经过连续梁的计算得到：

支座反力RA=RB=2.094kN，中间支座最大反力Rmax=13.034；

最大弯矩Mmax=0.628kN.m；

最大挠度计算值Vmax=1.077mm；

最大应力σ=0.628×106/10160=61.84N/mm2；

支撑抗弯设计强度[f]=205N/mm2；

梁底主楞的最大应力计算值61.84N/mm2小于梁底主楞的抗弯设计强度205N/mm2,满足要求!

4、立杆的稳定性计算:

立杆的稳定性计算公式

1）梁两侧立杆稳定性验算:

其中N--立杆的轴心压力设计值，它包括：

水平钢管的最大支座反力：

N1=2.094kN；

脚手架钢管的自重：

N2=1.2×0.173×20.25=4.214kN；

N=2.094+4.214=6.308kN；

φ--轴心受压立杆的稳定系数，由长细比lo/i查表得到；

i--计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.58；

A--立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89；

W--立杆净截面抵抗矩（cm3）：

W=5.08；

σ