轮插式钢管支架设计与施工工艺.doc

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轮插式钢管支架设计与施工工艺

1 适用范围
本施工工艺适用于工业与民用建筑用8m以下模板支架的搭设，且单根立杆施工总荷载设计值不大于15KN的工况条件。
2 基本规定
2.1.1 模板支架应根据施工方案计算得出的立杆排架尺寸选用相应的水平杆；并根据支撑高度选择立杆组合。
2.1.2 当搭设高度不超过4.5m的满堂模板支架时，水平杆步距不超过1.8m，当搭设高度为4.5m～8m的满堂模板支架时，水平杆步距不超过1.2m。
2.1.3 支架架体四周外立面全高均应设置竖向斜撑与立杆用扣件相连，四周外围向内每隔6m～10m应设置竖向扣件钢管剪刀撑，并应与周边结构形成可靠拉结。

图2.1.3－1 剪刀撑立面图
1－立杆 2－水平杆 3－钢管剪刀撑

图2.1.3－2 剪刀撑布置
1－立杆 2－剪刀撑
2.1.4对长条状的独立高支模架，架体总高度与架体的宽度之比H/B不应大于3；当模板支架搭设成独立方塔架时，架体总高度与架体的宽度之比H/B不应大于2。当有防扭转要求时，在顶层及每隔3～4步增设钢管水平剪刀撑与立杆用扣件相连。
2.1.5 模板支架立杆伸出顶层水平杆的悬臂长度（图2.1.5）严禁超过650mm，可调托座插入立杆长度不得小于250mm； U型支托的螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm。

图2.1.5 立杆带可调托座伸出顶层水平杆的悬臂长度
1－可调托座；2－立杆悬臂端；3－顶层水平杆
2.1.6 模板支架应设置扫地水平杆，扫地杆离地高度不高于450mm。
2.1.7 模板支架应与周围已建成的结构进行可靠连接。
2.1.8当遇到一般梁时，在梁下可不设置立杆，可以用横钢管与立杆用扣件连接支撑木楞，在木楞上搭设模板。当遇到梁比较大时可在梁下布置一根以上立杆，然后按模数向周边搭设。
3 施工准备
3.1 技术准备及要求
3.1.1 基本设计规定
3.1.1.1 支架单立杆轴向力设计值应按下列公式计算：
(3.1.1.1-1)
式中： ∑NGK——模板及支架自重、新浇筑混凝土自重与钢筋自重标准值产生的轴向力总和（kN）；
∑NQK——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、风荷载标准（kN）。
3.1.1.2 支架单立杆的计算长度l0应按下列公式计算，模板支架立杆计算长度应按下列表达式计算的结果取最大值：
(3.1.1.2-1)
(3.1.1.2-2)
式中： l0——支架单立杆计算长度（m）；
a——模板支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离，或者可调底座支撑点至底层水平杆中心线的距离；
h——模板支架立杆中间层水平杆最大竖向步距m）；
h′——模板支架立杆顶层，或者底层水平杆竖向步距（m），宜比最大步距减少一个盘扣的距离；
η——模板支架立杆计算长度修正系数，可取1.15；
k——悬臂端计算长度折减系数，可取0.7。
3.1.1.3 立杆稳定性应按下列公式计算：
(3.1.1.3-1)
式中：f ——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值；
φ——轴心受压构件的稳定系数，应按JGJ231-2010建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程要求采用；
W——立杆截面模量（cm3），应按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B采用；
A——立杆的截面面积（cm2），应按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B采用。
长细比λ应按(3.1.1.3-3)式计算：
(3.1.1.3-3)
l0——按本规程3.1.1.2条的规定计算；
i——截面回转半径，按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范附录B采用。
3.1.1.4盘扣节点轮插盘的抗剪承载力应按下列公式计算：
（3.1.1.4）
式中： FR——作用在盘扣节点处轮插盘上的竖向集中力；
Qb——轮插盘抗剪承载力设计值，可取40kN。
3.1.1.5 专项施工方案应包括以下内容：
　1 工程概况：应说明所应用对象的主要情况，模板支架应按结构设计平面图说明需支模的结构情况以及支架需要搭设的高度；
　2 架体结构设计和计算应按下列步骤进行：
　1）制定架体方案；
　2）荷载计算及架体验算。架体验算应包括架体杆件稳定性、刚度验算，基础承载力验算；
　3）绘制架体结构整体布置的平面图、立面图、剖面图。模板支架还应绘制支架顶部梁、板模板支架节点构造详图及支撑架与已建结构的拉结或水平支撑构造详图；
　3 模板支撑架应说明施工流水步骤、混凝土浇筑程序及方法；
　4 应明确架体主要构、配件及材质要求，编制构、配件用料表及供应计划；
5 应说明架体搭设、适用和拆除方法；
　6 应制定保证质量安全的技术措施。
3.1.2构配件制作质量要求
3.1.2.1 杆件焊接制作应在专用工具上进行，各焊接部位应牢固可靠。焊丝宜采用符合现行国家标准《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T8110）中气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝的要求。轮插盘与立杆应满焊连接，有效焊缝高度不应小于2.8mm；套管与立杆连接处采用满焊，有效焊缝高度不应小于2.8mm。

图3.1.2.1 套管与立杆焊接
3.1.2.2 楔形插销厚度不应小于10mm，长度110mm，尺寸允许偏差±0.1mm。
3.1.2.3 立杆连接套管为高频焊管，立杆连接套管长度不应小于160mm，外伸长度不应小于100mm。套管内径与立杆钢管外径间隙不应大于2mm。
3.1.2.4 构配件外观质量应符合以下要求：
1 钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀，不得采用接长钢管；
2 钢管应平直，直线度允许偏差为管长的1/500，两端面应平整，不得有斜口、毛刺；
3 铸件表面应光整，不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷，表面粘砂应清除干净；
4 冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷；
5 各焊缝有效焊缝高度应符合相关规定要求，且焊缝应饱满，焊药清除干净，不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷；
7 架体杆件及构配件表面应镀锌或涂刷防锈漆，涂层应均匀、牢固；
3.2 材料准备及要求
3.2.1 主要构配件尺寸
3.2.1.1 盘扣节点构成由焊接于立杆上的连接盘、水平杆杆端插销组成。

图3.2.1.1 盘扣节点
1－连接盘；2－水平杆杆端插销；
3－水平杆；4－水平杆杆端连接件；5－立杆；
3.2.1.2 立杆盘扣节点按600mm模数设置。
3.2.1.3 立杆、水平杆杆件采用Q235级钢，采用ф48×3.5钢管，容许最小壁厚2.8mm。
3.2.1.4立杆采用300mm，600mm，1200mm，1800mm，2400mm的五种规格，水平杆采用600mm，900mm，1200mm三种规格。
3.2.1.5盘扣的厚度为8mm，直径125mm，内孔直径50mm。
3.2.1.6插销厚度10mm，长度110mm，宽度20mm，与钢管采用焊接，焊接高度2.8mm。插销下部为梯形，斜边角度75°。

图3.2.1.6 插销配件
3.2.1.7套筒内径51mm，外径57mm，壁厚3mm，长160mm，其中与立杆焊接60mm，对接长度100mm，

图3.2.1.7立杆套筒
1－上立杆 2－套筒 3－下立杆
3.2.2材料要求
3.2.2.1 承插型盘扣式钢管支架的构配件除有特殊要求外，其材质应符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）、《碳素结构钢》（GB/T700）以及《一般工程用铸造碳钢件》（GB/T 11352）的规定，各类支架主要构配件材质应符合表3.2.2.1的规定。
表3.2.2.1 承插型盘扣式钢管支架主要构配件材质
立杆
水平杆
水平杆杆端连接件
连接套管
轮插盘、
插销
Q235
Q235
Q235
Q235
Q235
3.2.2.2钢管外径允许偏差应符合表3.2.2.2的规定，钢管壁厚允许偏差±0.3mm。
表3.2.2.2 钢管外径允许偏差 （mm）
外径D
外径允许偏差
33、38、42、48
+0.2
－0.1
60
+0.3
－0.1
3.2.2.3 轮插盘、插销采用碳素铸钢制造时，其材料机械性能不得低于现行国家标准《一般工程用铸造碳钢件》（GB/T 11352），中牌号为ZG230－450的屈服强度、抗拉强度、延伸率的要求。
3.3 主要机具与设备
3.3.1垂直运输设备：塔吊、施工井架。
3.3.2搭设工具：活扳手、力矩扳手，铁锤。
3.3.3检测工具：钢直尺、游标卡尺、水平尺、角尺、卷尺。
3.4 作业条件
3.4.1 模板支架搭设场地必须坚实、平整，排水措施得当。支架地基与基础必须结合搭设场地条件综合考虑支架承担荷载、搭设高度的情况，应按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的有关规定进行；同时应满足地基承载力验算的要求。
3.4.2 直接支承在土体上的模板支架，立杆底部应设垫板，垫板的长度不宜少于2跨，土体应采取压实、铺设块石或浇筑混凝土垫层等加固措施防止不均匀沉陷。
3.4.3 模板支架地基基础验收合格方可使用。
4 施工工艺
4.1 工艺流程
模板支架搭设顺序如下：
编制施工方案→材料、人员配备→定位→竖四根立柱→放置水平杆（形成架体单元）→以架体单元向外搭设→首层搭设完成后搭设次层（以此类推）→加设剪刀撑。
材料、人员配备
加设剪刀撑
首层搭设完成后搭设次层（以此类推）
以架体单元向外搭设
放置水平杆（形成架体单元）

编制施工方案
竖四根立柱
定位

图4.1 搭设顺序流程图
4.2 操作工艺
4.2.1 模板支架立杆搭设位置应按专项施工方案放线确定，不得任意搭设。
4.2.2 模板支架水平方向搭设，首先放置四根立杆，将水平杆通过杆端楔形插销扣接在立杆的连接盘上形成基本的架体单元，并以此向外扩展搭设成整体支撑体系。垂直方向应搭完一层以后再搭设次层，以此类推。放置水平杆时，杆端插销插入盘扣时应用铁锤敲紧。
4.2.3垫板应准确地放置在定位线上，并保持水平，垫板应平整、无翘曲，不得采用已开裂垫板。
4.2.4 每搭完一步支模架后，应及时校正水平杆步距，立杆的纵、横距，立杆的垂直偏差与水平杆的水平偏差。控制立杆的垂直偏差不应大于H/500，且不得大于50mm。
4.2.5 根据搭设高度设置剪刀撑，高度4.5m以下时应在支架四周外围全高全跨搭设竖向钢管剪刀撑，用扣件与立杆相连；高度4.5m～8m支架，不仅外围搭设剪刀撑，向内没隔6m～10m加设竖向钢管剪刀撑。剪刀撑与地面倾角为45°～60°之间。
4.2.6支架搭设完成后混凝土浇筑前应由项目技术负责人组织相关人员进行验收，符合专项施工方案后方可浇筑混凝土。
4.2.7 架体拆除时应按施工方案设计的拆除顺序进行。拆除作业必须按先搭后拆，后搭先拆的原则，从顶层开始，逐层向下进行，严禁上下层同时拆除。拆除时的构配件应成捆吊运或人工传递至地面，严禁抛掷。
4.2.8 分段、分立面拆除时，应确定分界处的技术处理方案，保证分段后临时结构的稳定。
5 质量标准
5.1 主控项目
5.1.1现场所用原材料的品种、规格、性能应符合现行国家产品标准和设计要求，并应按规定进行抽样检查试验。
检查数量：所有品种，全数检查。
检验方法：检查产品质量合格证明文件及检验报告等。
5.1.2 所以构配件焊缝质量。
检查数量：现场抽取10%。
检查方法：观感。
6 成品保护
6.0.1 应控制模板支架混凝土浇筑作业层上的施工荷载，集中堆载不应超过设计值。
6.0.2 模板支架使用期间，严禁擅自拆除架体结构杆件，如需拆除必须报请工程项目技术负责人以及总监理工程师同意，确定防控措施后方可实施。
6.0.3 严禁在模板支架及邻近处进行挖掘作业。
6.0.4 所有钢管及构配件必须进行防锈处理。
7 安全、环保措施
7.1 安全措施
7.1.1高大模板支架搭设和拆除的人员应参加建筑行业主管部门组织的建筑施工特种作业培训且考核合格，取得上岗资格证。
7.1.2 支架搭设作业人员必须正确戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
7.1.3 混凝土浇筑过程中，应派专人观测模板支架的工作状态，发生异常时观测人员应及时报告施工负责人，情况紧急时应迅速撤离施工人员，并应进行相应加固处理。
7.1.4 模板支架及脚手架应与架空输线电路保持安全距离，工地临时用电线路架设及脚手架接地防雷击措施等应按现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46的有关规定执行。
7.1.5搭设过程中应严格执行交班手续，执行上、下岗检查制度和验收制度。
7.1.8为了安全防火，在模板支架搭设层应设置灭火器。
7.2 环保措施
7.2.1及时清理场地，垃圾集中用填埋或外运处理。
7.2.2废木头等会漂浮于水面的物质有专人清理。
7.2.3现场的设施、设备专人管理，需处理或运走的及时处理。
7.2.4污染液体经排水沟汇集，再通过沉淀、隔油、加药等物理化学处理，检测达标后才能排放。

8 质量记录
8.1模板工程的施工方案（含设计计算书）
8.2 施工日记
8.3 工程质量检查日记
8.4 施工技术交底卡
8.5 模板工程检查评分表
8.6模板工程施工材料的材质检验报告等
9 编制依据
《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）
《筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
《建筑结构荷载规范》（GB50009）
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018）
《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》（GB/T8110）
《建筑钢结构焊接规程》（JGJ 81）

附图1 梁及板下搭设示意图

图2.1.8—1 梁较无立杆时

图2.1.8—2 梁下一根立杆时

图2.1.8—3 梁下两根立杆时

图2.1.8—4 梁下三根立杆时

图2.1.8—5 板下搭设情况

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