浙江保罗大酒店高支模架设计与施工 陈宝弟，童万和，林星法 （标力建设集团有限公司，浙江 台州 318020） 摘要 以浙江保罗大酒店工程为例，介绍了扣件式钢管高模架体系的设计、施工与安全注意事项。 关键词 扣件式钢管高支模架 方案设计 构造措施 安全管理 许多工业厂房工程和星级酒店大堂，由于其使用功能和建筑美观要求，设计层高往往在8m以上。按照建设部建质[2004]213号文规定，水平混凝土构件模板支撑系统高度超过8m,为高支模架工程。高支模架工程一直是结构施工中质量安全控制的重点。由于扣件式钢管支模架取材容易（钢管、扣件同普通外架）、搭设方便、成本较低，因此扣件式钢管支模架应用十分普遍。很多学者也进行了相关的研究工作，取得了显著的成果。由于影响使用扣件式钢管支模架的因素很多，近年的安全事故也呈上升趋势。高支模架工程设计与施工必须对安全特别重视，杜绝隐患。针对施工中易出现的安全问题，根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001（以下简称技术规范）要求，总结已成功实施的多项高支架工程经验，以浙江保罗大酒店工程为例，对扣件式钢管高支模架的设计与施工进行讨论，为扣件式钢管高支模架的设计、施工提供参考。 一、浙江保罗大酒店工程概况 浙江保罗大酒店位于三门县新区公园东南地块，总建筑面积86829m2，建筑高度99.45m，地上二十八层，地下一层。其底层南侧圆弧形大堂，○3轴～○7轴/○A轴～○D轴部分层高9.45米和13.95米，为高支模架。最大梁截面为400×1000mm，梁跨度12米，板厚130mm。支撑体系如图一所示 图一 二、扣件式钢管高支模架施工方案设计。 高支模架专项方案必须根据工程结构形式、荷载大小、基础情况、施工设备、施工方式和材料供应等条件进行编制，确保高支模架具有足够的承载能力、刚度、稳定性，能可靠地承受结构重量、砼的侧压力及其它施工荷载。 ㈠ 方案编制依据 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)等规范和工程结构施工图及现场实际情况。 ㈡ 支模架材料的选用及参数取值 本工程选用φ48×3.5钢管、扣件。支模架材料选用应首先考虑与外架统用的φ48×3.5钢管、扣件， 1 收稿日期： 作者简介：陈宝弟（1976— ），男，浙江台州人，国家注册造价工程师，标力建设集团工程技术部经理，主要从事建筑施工技术工作。 以便于材料的采购。钢管、扣件须经有资质的检测单位检测合格，且每批钢管、扣件都应有出厂合格证。
由于一般工程上使用的钢管均已周转多次的旧钢管，虽经抽检合格，但仍不能保证所使用的钢管100%与检测结果一致，因此，在计算中钢管的壁厚根据检测结果宜适当折减，如壁厚3.5mm钢管计算按3.2mm。本工程所采用的钢管已经使用过一个工程，故计算时壁厚按3.2mm。 扣件抗滑承载力取值。当直角扣件的拧紧力矩达40～65N·m时（《技术规范》中规定，扣件在螺栓拧紧力矩达65N·m时，不得发生破坏），试验表明：单扣件在12KN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0KN；双扣件在20KN的荷载下会滑动其抗滑承载力可取12.0KN。当使用旧扣件时，其承载力宜折减，一般取折减系数0.8。本工程扣件抗滑承载力取折减系数0.8。 ㈢ 高支撑架设计、计算: 1．高支撑架立杆间距与横杆步距设计 以本工程最大梁（400×1000mm）为例，模板支撑及构造如图二所示。 图二
1.1 梁下立杆纵距（沿跨度方向间距）设计应考虑以下二个因素：⑴宜与板支架立杆间距统一考虑。尽量使梁板支模架水平杆拉通，使梁支撑体系与板支撑体系连成整体。一般板立杆间距可设计为1.0～1.2m，梁立杆间距为0.5～0.6m，即梁立杆增加一倍。（如图三所示）⑵考虑梁的跨度，立杆宜沿梁跨度方向等分布置。使立杆受力均匀。因此，本工程梁下立杆纵距取0.5m，板立杆间距取1m。纵横向水平杆均拉通。 图三 1.2 梁下立杆横向间距设计。一般情况下比梁宽大400mm。当梁纵横方向均有几跨时，宜综合考虑柱截面大小，立杆横距比柱大300mm为妥，使梁纵向横杆能全跨拉通，以增加整体稳定性。 1.3 当线荷载小于1.5KN/m或梁宽小于500mm时宜采用木方支撑平行于梁截面方式，梁底中间不宜增设立杆。以免产生梁底立杆受力集中现象。当梁线荷载较大或梁截面宽大于500mm，梁底中部考虑设置二排立杆，梁底方木支撑垂直于梁截面方式，使承重横杆的计算变成三跨连续梁，从而使它承受的弯矩减少。 1.4 支撑架步距设计。由于高支模架高度高，立杆稳定性要求严格，步距按常规设置无法满足安全要求，因此高支撑架步距以0.9～1.5m为宜，不宜超过1.5m。施工中各道步距可根据实际高度作相应调整， 2 上大下小。
2. 荷载取值
模板自重:0.35kN/m2； 钢筋自重:1.50kN/m3；
施工均布荷载标准值:2.5 kN/m2； 振捣混凝土荷载标准值:2.0 kN/m2 混凝土的重力：24.000kN/m；
计算设计值时，模板及支架自重、新浇混凝土自重与钢筋自重标准值应乘以分项系数1.2；施工人员及施工设备荷载标准值、振捣混凝土时产生的荷载标准值乘以分项系数1.4。
另外，泵送砼施工工艺是目前普遍采用的砼浇筑方法，因此，实际施工若采用泵送，计算活荷载时应考虑泵送冲击力；计算梁模板的承重立杆时，除考虑砼梁的自重外，还应将立杆承重范围内的砼荷载考虑进去。
在实际计算时应特别注意，实际如采用泵送，勿将泵送冲击荷载漏算；计算承重立杆稳定性时应将立杆承重范围内的楼板砼荷载考虑进去。如用软件进行支架安全验算时，应手工调整荷载值。以确保支架安全。
3. 支撑架受力计算（必须验算的内容）： 3.1 梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木，方木需进行强度及抗剪验算，计算简图如下：
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0.739 N/mm 小于方木抗剪强度设计值 [T]=1.600 N/mm；方木的最大挠度 ω=2.501 mm 小于方木的最大允许挠度[ω]=4.000 mm。方木的强度、抗剪、挠度满足要求。
3.2 梁跨度方向钢管的强度计算
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,通过方木的集中荷载传递。
支撑钢管按照集中荷载作用下的简支梁计算，计算简图如下：
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具体计算步骤略。
支撑钢管的最大应力计算值 52.088 N/mm 小于 支撑钢管的抗弯强度设计值205.00 N/mm,满足要求!
3.3 扣件抗滑移的计算:
按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80，本工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。
本工程支撑钢管传给立杆的竖向作用力为3.942 kN，小于 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!
3.4 梁两侧立杆的稳定性计算:
作用于立杆底部的轴心压力设计值，包括：承重横杆传来的竖向作用力、脚手架钢管的自重、楼板的混凝土模板的自重、楼板钢筋混凝土自重荷载。具体计算步骤略，钢管立杆的压应力 σ = 42.712 N/mm2
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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。具体计算步骤略。本工程方木最大应力计算值 14.783 N/mm 小于方木抗弯强度设计值 [f]=17.000 N/mm；方木受剪应力计算值
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小于钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205.00 N/mm，稳定性满足要求！
三、施工节点、支撑体系的设计与考虑：
1．支撑架每一步均设置纵横方向水平杆。实际操作中横向水平杆跳开数排设置或不拉通的现象十分普遍，这样势必造成立杆在横向无支撑体系，无形中增大了立杆的计算长度，降低了立杆的稳定性，导致整
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个架子的承载能力下降。 2．按照《技术规范》的要求，满堂高支撑架两端与中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。以增强支撑体系的横向稳定性。 3．竖向剪刀撑的设计。沿高支架四周满设剪刀撑，中部主框架梁或中间每隔4排支架立杆设置一道竖向剪刀撑，由底至顶连续设置。剪刀撑斜杆与地面的倾角宜在45～60之间，斜杆的接长宜采用搭接，搭接长为1m，用3个旋转扣件固定。 4．顶部支撑点的设计。承重横杆与立杆连接：当设计最大支座反力大于8KN时，横杆与板底立杆的连接扣件采用双扣件；当最大支座反力大于12KN时，采用钢顶托方式连接。 5．宜先浇筑框架柱砼，模板承重架利用柱作为连墙件，上、中、下三点以增加安全系数。连接方法如下图。 。。况多见于厂房工程；当支模架搭在楼层结构上时，应对楼层结构承载力根据现场实际情况进行验算，因高支撑荷载较大，一般在上层结构砼未浇筑之前，不宜拆除下部结构支模架。另每根立杆下设垫板，保证有很好的承载能力。 2．严格按照方案设计尺寸搭设，保证立杆间距和水平杆步距符合方案要求。在搭设前，事先考虑好立杆和水平杆接头位置。立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。立杆搭设时，必须采用“一”字扣连接，绝对不允许采用中途倒挂短钢管。钢管搭接接头在同一水平面上按50%错开。 3．确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《技术规范》的要求。2m高度的垂直偏差小于15mm，使每根立杆均能很好的承载。 4．确保扣件和钢管的质量。每个扣件的拧紧力矩都要控制在45～60N.m，用力矩扳手进行校合。 5．竖向剪刀撑对保证架体的稳定性具有重要作用，必须严格按专项方案和规范要求设置。 6．在搭设施工过程中有专人负责搭设过程中的安全。逐级进行详细的安全技术交底。 7．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；实际施工中如有条件尽量采用由中部向两边扩展的浇筑方式； 8．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；在混凝土浇捣的过程中，混凝土不得大量堆积在同一处，禁止无关人员站在楼板上面。 四、施工过程的安全管理： 1．高支模架地基支座处理。保罗大酒店高支模架立在地下室顶板上，故在大堂顶结构未浇筑时不拆除地下室模板支架。一般情况下，当支模架立在自然地面或回填土上时，宜先浇筑地面基层砼，再搭设架子，以提高支模架基础承载力，保证支架不下沉，此种情 4 9．浇筑混凝土前必须检查支撑是否可靠、扣件是否松动。浇筑混凝土时必须由模板支设班组设专人看模，随时检查支撑是否变形、松动，并组织及时恢复。 结束语 1．保罗大酒店大堂顶结构一次性浇筑完毕，未发生任何意外情况，拆模后经测量挠度数据基本为0，仅表现为测量误差，支撑体系稳定。说明支模架设计和施工是成功的。
2．总结保罗大酒店和众多扣件式钢管高支模架工程经验，由于扣件式钢管高支模架取材容易，施工方法简便，因此成本较低。具体使用中只要经过详细设计计算，构造措施到位，并合理搭设，其安全性能是有保障的。
3．扣件式高支模架在方案设计计算时，应特别注意：根据现场实际情况计算荷载；扣件、钢管承载力应根据检测结果取值或乘一个折减系数；方木承重横杆强度、扣件抗滑移、立杆稳定性等必须经过验算满足要求；梁板立杆间距宜统一考虑，水平杆尽量拉通，形成整体。
4．高支模架工程的构造措施很重要。必须采取足够的构造措施来保证支模架的稳定性。如支撑中设置剪刀撑及加强层、支模架与柱可靠连接等。
5．在支模架体系搭设过程中还必须加强中间检查。砼浇筑前，技术人员特别是出方案者必须会同施工项目部和监理部共同对支模架体系进行彻底检查，并且有完整的验收记录。
6．施工企业方案编制后应组织专家进行论证，按专家的意见进行补充完善，确保工程的质量和安全。
参 考 文 献
［1］ JGJ 130-2001，《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
［2］ GB50010-2002《混凝土结构设计规范》 ［3］ GB50009-2001《建筑结构荷载规范》
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