1.3m厚顶板高大模板支撑体系施工技术.doc

1.3m厚顶板高大模板支撑体系
--***化机厂m6ev直线加速探照室工程

南京***建筑工程总公司
2007年3月

1.3m厚顶板高大模板支撑体系
--***化机厂m6ev直线加速探照室工程
[摘 要] 本工程实例中的板厚为1.3m,净空高度为12.7m,混凝土浇筑量约为800立方,本文就该支撑体系及施工过程中遇到的问题做出了深入的说明和阐述,为高大摸板支撑体系的施工提供参考.
[关键词] 高支模 大体积混凝土 脚手架支撑体系
1 工程概况
***化机厂M6ev直线加速探照室工程，为全现浇混凝土结构的主体和框架结构的控制室。总建筑建筑面积824.27平方米。
该工程楼板宽度为17.8m，长度为33.04m，厚度为1.3m，净空为12.7m。该工程单体楼板跨度大、净空高，该部位模板支撑系统属高支模板系统。且楼板厚度高达1.3m，每平方混凝土荷载就达到32.5KN，所以该处模板的支撑系统的脚手架搭设采取加密布置。
该工程中汇集了加厚墙板、高厚顶板，在华东地区乃至全国均属罕见。
2 施工布署
2.1 满堂脚手架基础施工
由于混凝土楼板厚度为1.3m，每平方荷载达到32.5KN。为保证满堂脚手架基础能够达到规定承载力，并能均匀承载。在顶板脚手架搭设前，按图先期施工探照室内的平车轨道基础、轨道牵引设备基础、月台台面等。
由于以上轨道基础均为钢筋混凝土结构，强度标号为C25，均可达到规定承载力，并且在一定区域内是较为平整的，有利于其均匀承载。在完成以上工作后，方可搭设脚手架。在浇筑以上混凝土工程时，制作7天、15天早期强度试块，在上述试块的试验值达到规定强度后，才能浇筑顶板混凝土。
2.2 支撑架及模板搭设方式
楼板支撑采用扣件式钢管脚手架满堂搭设。楼板底模用50X100mm木方间距200mm作为搁栅、采用50X200mm木板（下）（满铺，以增强模板强度。）和18 mm厚木胶合板（上）作为面板。
3 材料选用
3.1支撑架材料：采用Ф48X3.5mm钢管;

3.2板底支撑：采用50X100mm木方支撑。
3.3模板面板：采用50X200mm木板和18mm厚木胶合板。
3.4顶层牵杠处钢管采用直角扣件。
4 支撑搭设结构尺寸：
楼板支撑：楼板支撑立杆横向间距为600mm，纵向间距为600 mm，横杆步距为1500 mm，板底支撑方木尺寸为50X100mm，间距为200mm，在所有横向、竖向、斜支撑、水平剪刀撑、竖向剪刀撑搭设完成后，在纵向600mm间距内增加一道竖向脚手管，以减少纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的承载力。如下图所示。
（H=13500m，b=600 mm,D=1300mm,a=200 mm,h=1500 mm）

图 楼板支撑架立面简图
4 楼板模板支架计算书
模板支架参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）规定，使用PKPM软件进行计算。模板支架搭设高度为12.7米。钢筋砼自重取25KN/m3，考虑到高支模因素，为提高安全性，施工均布荷载标准值取4KN/m2,振捣砼标准值取2KN/m2，模板自重取0.50KN/m2。
4.1板底支撑钢管计算
横向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。

支撑钢管计算简图

支撑钢管弯矩图(kN.m)

支撑钢管变形图(mm)

支撑钢管剪力图(kN)
经过连续梁的计算得到
最大弯矩 M1max=0.929 kN.m
M2max=1.014 kN.m
取较大值Mmax= 1.014kN.m
最大变形 vmax=1.043mm
最大支座力 Qmax=20.698kN
抗弯计算强度 f= M/W=Mmax×106/5080.0

=1.014×106/5080.0=199.56N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于600.0/150与10mm,满足要求!
4.2 扣件抗滑移的计算
当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,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。本工程中板底顶撑上部采用双钢管双扣件,其抗滑承载力取24.0kN。满足要求！具体如下图：

按《扣规》表5.1.7, 直角、旋转双钢管双扣件,其抗滑承载力取24.0kN，按照扣件抗滑承载力系数0.85，该工程实际的旋转单扣件承载力取值为20.4kN。（《扣规》并没有要求折减抗滑承载力，本工程中公司出于对安全的考虑，内部决定予以折减）
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(《扣规》5.2.5):
                         R ≤ Rc   
其中 Rc -- 扣件抗滑承载力设计值,取20.4kN；
R -- 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；
脚手架的自重(kN)：
NG1 = 0.129×12.700=1.640kN
模板的自重(kN)：
NG2 = 0.500×0.600×0.600=0.180kN

钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3 = 25.000×1.300×0.600×0.600=11.700kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 13.520kN。
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 = (4.000+2.000)×0.600×0.600=2.160kN
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
N = 1.2×13.52+1.4×2.16=19.25KN
R < 20.4 kN，扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 
4.3 模板支架荷载标准值(立杆轴力)
作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
4.3.1静荷载标准值包括以下内容：
楼板支撑架荷载计算单元筒图如下：

=600mm

=600mm

图 楼板支撑架荷载计算单元
(1)脚手架的自重(kN)：
NG1 = 0.129×12.700=1.640kN
(2)模板的自重(kN)：
NG2 = 0.500×0.600×0.600=0.180kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3 = 25.000×1.300×0.600×0.600=11.700kN
经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3 = 13.520kN。
4.3.2 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 = (4.000+2.000)×0.600×0.600=2.160kN

4.3.3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
4.4 立杆的稳定性计算
不考虑风荷载时,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 = 19.25
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/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
—— 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] = 205.00N/mm2；
l0 —— 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算
l0 = k1uh (1)
l0 = (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 = 1.70
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；
a = 0.20m；
公式(1)的计算结果：

l0=1.155×1.70h l0=(h+2×0.2) 得到l0=0.82
得到l0/i=0.82/1.58=0.52
查表得=0.021
=19.25/（0.021×4.89）=187.45 N/mm2
= 187.45N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!

公式(2)的计算结果： = 87.08N/mm2，立杆的稳定性计算 < [f],满足要求!
5 楼板模板高支撑架的构造和施工要求
5.1 模板支架的构造要求
楼板模板采用牵杠顶撑方式,立杆之间必须按步距满设双向水平杆，并与混凝土墙体紧密接触，确保两方向足够的设计刚度和整个架体的稳定性；
5.2剪刀撑的设计
（1）沿支架四周外立面及内部每六米双向设置设剪刀撑；
（2）在11.35m牛腿处设横向水平连接和竖向支撑；
（3）沿墙体做三至五层斜支撑。
5.3顶部支撑点的设计：
扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不能小于5mm，留200mm为宜；
5.4钢管支撑架搭设的要求及钢管、扣件质量要求：
（1）最上层立杆面确保在同一水平面上，所有立杆架设完成后，用水平仪进行逐个检查，确保每个立杆的受力均匀。
（2）架体搭设完成后，在混凝土浇筑前应检查每根立杆是否与基层可靠接触受力。如因搭设过程中出现个别立杆悬空不受力，应用斜铁塞实，确保每根立杆受力均匀。
（3）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；
（4）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；架体每搭设一层，派专人用扭矩扳手按轴线逐个扣件检查登记表格。统计后，达45N·M的个数不得低于85%，否则不得进行下道工序的施工。
（5）地基支座的设计要满足承载力的要求。搭设时立杆下部必须安装在钢垫座上。
（6）钢管上严禁打孔，弯曲、瘪痕、裂缝钢管严禁作为脚手架立杆使用。
（7）旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换，扣件扣紧时与钢管须接触良好。
6 结论
该工程在浇筑时未发现有扣件滑移、立干扭曲等现象，混凝土成功浇筑完成。脚手架拆除后，经实测，混凝土顶板成型良好平整度均达到规范要求，由此可见上述措施的作用是明显和有效的。