高支模专项施工方案.docx

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高支模专项施工方案

黄冈市博物馆新馆

高支模专项施工方案

编制人：

审核人：

批准人：

2010年7月20日

一、编制依据：

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001（2002版）；

《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2000；

《木结构设计规范》GB50005-2003

《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008

《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）

《建筑施工手册》（第三版）中国建筑工业出版社；

《建设工程高支撑模板系统施工安全管理办法》建质2009-254号；

《危险性较大的分部分项工程安全管理方法》建质[2009]87号

根据2010年8月9日专家组审查及批复意见。

二、工程概况

黄冈市博物馆新馆位于黄冈市明珠大道东方广场西侧，共四层，建筑总高度29.30米，首层建筑高度为5米，二层至四高度达8m，本工程混凝土构件模板支撑高度达到8米，属于高大模板支撑体系范畴。

根据施工蓝图，我们选取比较典型的大截面梁进行验收，比较典型的大截面梁为：

600×1500（如KL327），700×1500（如KL321）、其他较大的有600×1200；700×1200等，板厚120mm，砼强度等级均为C40。

根据《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理规定》（建质2009-87）及建设部关于《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质2009-254）的通知等相关规范要求及规定，必须执行高支模系统设计计算及施工管理安全规定，为了保证支撑模板系统的施工质量，防止发生不安全事故，避免造成人员伤亡和财产损失，根据黄冈市建委的规定，特编制高支撑模板系统专项施工技术方案以指导施工。

三、施工准备：

3.1技术准备

项目部技术人员和施工员、作业班组认真熟悉施工图纸，做到充分熟透图纸，并核对平面尺寸和标高，图纸相互间有无矛盾或错误，掌握设计内容及各项技术要求，了解整个满堂脚手架规模、特点、工程量和质量要求，仔细熟悉整个建筑结构形式，确保搭设实用不浪费。

认真熟悉脚手架施工规范，严格按照规范设计与搭设脚手架工程。

3.2材料和人员机械准备

做好钢管、扣件及撑头等主要材料的计划和采购进场组织工作，严格按照施工平面布置图要求指定地点堆放。

所有脚手架工人必须持证上岗，进场前进行安全、质量教育。

按照施工方案做好模板结构体系的主要材料计划，根据施工平面图的要求，组织好所需的材料、机具按计划进场，在指定地点，按规定方式进行储存、堆放，确保施工所需。

根据项目经理部架构，按照劳动需要量计划，组织劳动力进场，并对其进行安全、防火、文明施工等方面的教育，并建立、健全各项现场管理制度。

3.3施工准备

1、模板涂刷脱模剂，并分规格堆放，根据图纸要求，放好轴线和模板边线，定好水平控制标高。

2、柱混凝土浇筑完毕。

3、根据模板方案、图纸要求和工艺标准，向班组进行安全、技术交底。

4、钢管支撑地面场地干净，并满足承载力要求，应有可靠的照明设施。

5、模板安装前，先检查模板、钢管、构配件质量，不符质量标准的不得投入使用。

3.4施工计划

本高支模项目计划于2010年7月20日实施，并随着结构的施工流水插入搭设，计划到2010年8月5日完成三层全部高支模施工。

剩余两层按此时间步距进行估算。

四、高支模搭设方案的选定及验算：

第一节、方案的选定：

经过我公司工程技术部施工前的多次试算，确定采用如下支撑方案：

4.1材料的选用：

三至屋面层楼板支撑系统采用国标D48mm钢管支撑，横楞为50mm×100mm木枋，国产18mm厚木胶合板；

4.2脚手架搭设方案：

为保证稳定性，凡梁底区（截面高度1500-500）采用立柱间距为：

500（沿梁方向）×700（垂直梁方向）；无梁区（板下区）钢管立柱间距为：

1000×1000；整个满堂脚手架步距为1500mm（纵横方向，），并设置交叉剪刀撑，在顶部使用可调U型顶托；

4.3梁模搭设及加固方案：

梁底模及侧模采用18mm厚木胶合板，木枋采用的截面尺寸为5cm×10cm，排列间距为梁下部位不大于20cm、板下部位不大于30cm。

高度超过1000的大梁侧模采用Ф12mm穿心对拉螺栓加固，1米高的梁设一道，1.2、1.5米高以上的梁设二道，穿心对拉螺栓的水平间距为50cm。

对于梁高宽比大于等于2.5的处置（如600×1500），因高宽比2.5的梁属很正常的框架梁设计，只需验算其支撑是否符合要求，其加固措施按上所述即可。

4.4工艺流程：

高支模施工的工艺流程如下：

校对轴线尺寸放线—→绑扎柱、墙钢筋—→隐蔽验收—→立柱、墙模板—→框柱混凝土浇注—→立梁底模——→绑扎梁钢筋—→隐蔽验收——→立梁侧模、平板模—→板筋绑扎、插剪力墙钢筋—→隐蔽验收—→浇筑梁及板砼—→浇水养护

第二节：

立模安装的验算

模板支撑采用国标D48㎜钢管与扣件支撑系统，支撑间距在板部位纵横方向均为100㎝；在梁下部沿梁纵向间距50㎝，横向间距离70㎝，梁底加2条螺杆顶撑纵向间距不大于100㎝，立杆支点距梁端不大于20㎝。

钢管支撑系统每隔1.5米步距设水平连系管，纵向设置二道与每根立杆用扣件连接，横向水平杆每隔四根立杆与立杆连接，确保立杆支撑系统整体稳定。

侧模计算:

侧压力：

P1=0.22×rc×t0×β1×β2×V1/2=0.22×25×200/（30+15）×1.2×1.15×31/2=57.86；

P2=rc×H=25×1.5=37.5KN/M2

取二者中较小值P2=37.5KN/M2

砼侧压力设计值：

F=P×分项系数×折减系数=37.5×1.2×0.85=38.25KN/m2

倾倒砼产生的水平荷载F=4×1.4×0.85=4.76KN/m2

立档用钢管，间距400mm，按照三跨连续梁计算，侧压力转化为线荷载。

q=（38.25+4.76）×0.4=17.2KN/m;

M=0.1×ql2=0.1×17.2×0.42=0.28KN·m

σ=M/W=（0.28×106）/（5.08×103）=55.1N/mm2≤205N/mm2

W=0.677×ql4/100EI=（0.667×12.104×4004）/（100×2.06×105×25.98×104）=0.03mm≤400/250=1.6mm。

所以，侧模满足要求，但为了保证混凝土成型质量，应用拉片进行拉结。

第三节梁模板及支撑的计算

（一）楼板模板高支撑架计算书

1、参数信息:

①脚手架参数：

横向间距或排距（m）:

1.0，纵距（m）:

1.0；步距（m）:

1.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度（m）:

0.10；脚手架搭设高度（m）:

7.9，采用的钢管（mm）:

Φ48×3.0；扣件连接方式:

双扣件，扣件抗滑承载力系数:

0.80；板底支撑连接方式:

方木支撑；

②荷载参数：

模板与木板自重（kN/m2）:

0.350；混凝土与钢筋自重（kN/m3）:

25.00；楼板浇筑厚度（m）:

0.120；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.00；施工均布荷载标准值（kN/m2）:

1.000；

③木方参数：

木方弹性模量E（N/mm2）:

9500.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.300；木方的间隔距离（mm）:

300.000；木方的截面宽度（mm）:

50.00；木方的截面高度（mm）:

100.00；

图2楼板支撑架荷载计算单元

（二）模板支撑方木的计算：

方木按照简支梁计算，方木的截面力学参数为本算例中，方木的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=5.000×10.000×10.000/6=83.33cm3；

I=5.000×10.000×10.000×10.000/12=416.67cm4；

方木楞计算简图

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q1=25.000×0.33×0.12×1.0=0.99kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）:

q2=0.350×0.330=0.115kN/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）：

p1=（1.000+2.000）×1.200×0.330=1.19kN；

2.强度计算:

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和，计算公式如下:

均布荷载q=1.2×（0.99+0.115）=1.05kN/m；

集中荷载p=1.4×1.190=1.66kN；

最大弯距M=PL/4+qL2/8=1.66×1.000/4+1.05×1.002/8=0.415+0.131=0.546kN.m；

最大支座力N=P/2+ql/2=1.66/2+1.105×1.000/2=1.383kN；

截面应力σ=M/w=0.546×106/83.333×103=6.55N/mm2

方木的计算强度为6.55N/mm2小于13.0N/mm2,满足要求!

3.抗剪计算：

最大剪力的计算公式如下:

Q=ql/2+P/2

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:

Q=1.00×1.05/2+1.66/2=1.355kN；

截面抗剪强度计算值T=3×1355/（2×50.000×100.000）=0.4065N/mm2；截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；方木的抗剪强度为0.4065N/mm2小于1.300N/mm2，满足要求!

4.挠度计算:

最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的挠度和，计算公式如下:

均布荷载q=q1+q2=0.99+0.115=1.105kN/m；

集中荷载p=1.660kN；

最大变形V=5×1.105×1200.0004/（384×9500.000×4166666.67）+1660×1200.0003/（48×9500.000×4166666.67）=2.077mm；方木的最大挠度2.077小于1200.00/250=4.8,满足要求!

（三）木方支撑钢管计算:

支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=1.926×1.200+1.512=3.823kN；

支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN.m）

支撑钢管计算变形图（kN.m）

支撑钢管计算剪力图（kN）

最大弯矩Mmax=0.918kN.m；

最大变形Vmax=2.123mm；

最大支座力Qmax=12.489kN；

截面应力σ=0.918×106/5080.000=180.669N/mm2；

支撑钢管的计算强度小于205.000N/mm2,满足要求!

支撑钢管的最大挠度小于900.000/150与10mm,满足要求!

（四）扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R=12.489kN；R<12.80kN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

（五）模板支架荷载标准值（轴力）:

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1.静荷载标准值包括以下内容：

（1）脚手架的自重（kN）：

NG1=0.129×5.650=0.729kN；钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。

（2）模板的自重（kN）：

NG2=0.350×1.0×1.0=0.350kN；

（3）钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000×0.120×1.0×1.0=3.0kN；

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.079kN；

2.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.000+2.000）×1.0×1.0=3kN；

3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ=4.89+4.2=9.09kN；

（六）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=9.09kN；

σ----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=1.58cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.89cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=5.08cm3；

σ--------钢管立杆抗压强度计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205.000N/mm2；

Lo----计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》，由公式

（1）或

（2）计算

lo=k1uh

（1）

lo=（h+2a）

（2）

k1----计算长度附加系数，取值为1.155；

u----计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.730；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.100m；

公式

（1）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1uh=1.155×1.730×1.500=2.997m；

Lo/i=2997.225/15.800=190.000；由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.199；

钢管立杆受压强度计算值；σ=9090/（0.199×489.000）=97.8N/mm2；立杆稳定性计算σ=97.8N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

公式

（2）的计算结果：

立杆计算长度Lo=h+2a=1.500+0.100×2=1.700m；Lo/i=1700.000/15.800=108.000；

由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.530；钢管立杆受压强度计算值：

σ=9090/（0.530×489.000）=35.07N/mm2；

立杆稳定性计算σ=35.07N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式（3）计算

lo=k1k2（h+2a）（3）

k1--计算长度附加系数按照表1取值1.185；

k2--计算长度附加系数，h+2a=1.700按照表2取值1.006；

公式（3）的计算结果：

立杆计算长度Lo=k1k2（h+2a）=1.185×1.006×（1.500+0.100×2）=2.027m；Lo/i=2026.587/15.800=128.000；由长细比Lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.406；

钢管立杆受压强度计算值；σ=9090/（0.406×489.000）=45.78N/mm2；

立杆稳定性计算σ=45.78N/mm2小于[f]=205.000满足要求！

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

以上表参照《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

（七）梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求[工程经验]:

除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外，还要考虑以下内容

1.模板支架的构造要求：

a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆；

b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；

c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。

2.立杆步距的设计：

a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；

b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；

c.高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m。

3.整体性构造层的设计：

a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；

b.单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；

c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；

d.在任何情况下，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。

4.剪刀撑的设计：

a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；

b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。

5.顶部支撑点的设计：

a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；

b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；

c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。

6.支撑架搭设的要求：

a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；

b.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；c.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，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；

d.地基支座的设计要满足承载力的要求。

7.施工使用的要求：

a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；

b.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堆放；

c.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。

第四节梁支撑架计算书

超过500宽梁底增加2道承重立杆，小于500采用一道承重立杆即可。

采用的钢管类型为Φ48×3.0。

一、参数信息:

梁段信息:

KL321（700×15000）

1.脚手架参数：

立柱梁跨度方向间距l（m）:

0.50；立杆上端伸出至模板支撑点长度a（m）:

0.20；脚手架步距（m）:

1.50；脚手架搭设高度（m）:

7.8，为防止出现扣件未拉紧或失效的情况，梁底脚手架步距在原步距之加设一道横杆。

因三至屋面梁截面水平尺寸大部分为300-700mm,而三层梁大部分为350 mm,为保证板受力部分能较为平稳将力传递至二层梁,为此,须在大梁下垂直二层梁加设槽钢或垫板,梁两侧立柱间（m）:

0.7-1.00（为保证安全性，按大间距1.0米计算）；承重架支设:

2根承重立杆，木方垂直梁截面；

2.荷载参数：

模板与木块自重（kN/m2）:

0.350；梁截面宽B（m）:

0.700；

混凝土和钢筋自重（kN/m3）:

25.000；梁截面高度D（m）:

1.500；倾倒混凝土荷载标准值（kN/m2）:

2.000；施工均布荷载标准值（kN/m2）:

2.000；3.木方参数：

木方弹性模量E（N/mm2）:

12000.000；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13.000；木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.300；木方的间隔距离（mm）:

150.000；木方的截面宽度（mm）:

80.00；木方的截面高度（mm）:

100.00；

4.其他：

采用的钢管类型（mm）:

Φ48×3.0。

扣件连接方式:

双扣件，扣件抗滑承载力系数:

0.80；

二、梁底支撑的计算

作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

1.荷载的计算：

（1）钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=25.000×1.500×0.700=26.25kN/m；

（2）模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.350×0.700×（2×1.500+0.700）/0.70=1.3kN/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）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（2.000+2.000）×0.700×1.500=4.2kN；

2.木方楞的支撑力计算

均布荷载q=1.2×26.25+1.2×1.3=33.06kN/m；

集中荷载P=1.4×4.2=5.88kN；

经过计算得到从左到右各木方传递集中力[即支座力]分别为：

N1=2.469kN；

N2=9.045kN；

N3=9.297kN；

N4=2.469kN；

木方按照简支梁计算。

本算例中，木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:

W=8.000×10.000×10.000/6=133.33cm3；

I=8.000×10.000×10.000×10.000/12=666.67cm4；

木方强度计算:

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和，计算公式如下:

均布荷载q=9.297/0.600=15.494kN/m；

最大弯距M=0.1ql2=0.1×15.494×0.600×0.600=0.558kN.m；

截面应力σ=M/W=0.558×106/133333.3=4.183N/mm2；

木方的计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!

木方抗剪计算：

最大剪力的计算公式如下:

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足:

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力:

Q=0.6×15.494×0.600=5.578kN；

截面抗剪强度计算值T=3×5577.960/（2×80.000×100.000）=1.046N/mm2；

截面抗剪强度设计值[T]=1.300N/mm2；

木方的抗剪强度计算满足要求!

木方挠度计算:

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:

最大变形V=0.677×12.912×600.0004/（100×12000.000×666.667×103）=0.142mm；

木方的最大挠度小于600.0/250,满足要求!

3.支撑钢管的强度计算

支撑钢管按照连续梁的计算如下

支撑钢管弯矩图（kN.m）

经过连续梁的计算得到：

支座反力RA=RB=1.852kN中间支座最大反力Rmax=10.716；

最大弯矩Mmax=0.205kN.m；最大变形Vmax=0.058mm；

截面应力σ=0.205×106/5080.0=40.284N/mm2；

支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求。

三、梁底纵向钢管计算

纵向钢管只起构造作用，通过扣件连接到立杆。

四、扣件抗滑移的计算:

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件承载力设计值取16.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，该工程实际的旋转双扣件承载力取值为12.80kN。

纵向或横向水平杆