大跨度模板支撑方案.docx

近年来，全国围发生因模板高支架坍塌而导致重大恶性事故多 起，因此对此方面的安全监理工作应特别引起施工现场人员的重视。 根据《建设工程安全生产管理条例》和建设部建质〔2004〕 213 号文 件 《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》 要 求， 模板工程施工前施工单位应当单独编制安全专项施工方案， 对水 平砼构件模板支撑系统高度超过 8m 或跨度超过 18m，施工总荷载大 于 10KN/m2 或集中荷载大于 15KN/m2 的模板支撑系统必须由建筑施工 企业组织不少于 5 人的专家组， 对编制的安全专项施工方案进行论证 审查。
1. 工程概况
由图腾置业发展开发的大观 · 天地 MALL 项目位于市下关区 建宁路 300 号，东邻阅江楼、静海寺，西面热河路，北抵和路，为阅 江楼旅游观光风景区的一个重要组成部分。中庭大圆井字梁，截面 500×2000，跨度 27m，支模架高度 17m；影剧院屋面梁截面 550×2100， 板厚 200，跨度 17m，支模架高度 11m。
2. 高支架搭设方案
结合本工程的结构形式和施工特点(26-35 轴线屋顶构架模 板支撑体系属于大跨度高支模，其搭设方案：
2.1 整体钢管排架采用 550×2100 的每步 1250 到 15.7 处顶

紧每步 1250 到梁底。支撑架与整体排架连接要连接牢固。
2.2 框架梁小影剧院 550×2100 实行梁宽方向竖向立杆间距 500+300+500 即两侧从楼面到楼板底及梁顶面，中间加二根立杆从楼

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面到梁底， 顺梁方向立杆间距统一按 800 设置， 如果梁底中间加一根 立杆从楼面到梁底， 顺梁方向立杆间距按 400 设置， 梁处水平杆按每 步 1250 搭设在中间砼梁顶紧支撑架与整体排架连接处要连接牢固。
2.3 所有框架梁底木楞均按顺梁方向设置，剪刀撑按大梁底下 按顺梁方向设置形成 8.7m×8.7m 柱间网支撑体系，采用搭接长度不 少于 1m 搭接处不少于 3 个搭接扣件。
2.4 圆弧处井字梁弧形处梁在-0. 1m， 5.7m~5.9m 处， 影剧院梁 在 15.7m 处的水平连杆均要与周围梁砼顶紧固定。所有净空高于 4m 中间设水平剪刀撑， 采用搭接长度 1m，搭接处不少于 3 个搭接扣件， 确保排架的刚度、强度及稳定性。
高支架脚手架搭设要求：

(1) 40×30 钢管为主要受力杆件，通过扣件连接的钢管满堂

脚手架支撑体系。
(2)底板、梁底纵距不大于 800，横距 500+300+500，步高不大 于 1500。
(3)竖向剪刀撑、水平剪刀撑45°~60°。
(4)高支架四周于 26、 29、 F、 K、 M、 30 轴与结构柱可靠相连。
3. 监理项目部要求施工单位
3.1 编制《屋面高空大跨度高支架设计和施工专项方案》
(1) 施工方案应有计算书，包括荷载计算、模板及其支撑系统
的强度、刚度、稳定性的验算。
(2) 屋面梁跨度达，曾高达 17m，施工方案应有水平杆步距和

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剪刀撑设置等构造措施的详细说明。
(3) 方案应有支撑平面布置图， 模板及其支撑的立面图和 剖面 图，节点大样施工图。
(4) 方案应对砼浇筑方法程序提出要求。
(5) 方案应有支撑系统安装验收程序提出要求。
3.2 由于是大跨度高支架大荷载，我们提出一定要经过专家组论证审
查，专家论证审查意见应说明方案是否可行，建议加强、完善之处， 实施过程中需要注意的事项等， 提出书面论证审查报告， 以东南大学 郭正兴教授为首的专家组提了 7 点意见：
(1) 该工程有 500×2000 大梁，支模高度 17m，为井字梁，无 楼板；另有 550×2100 梁支模高度 9m ，采用扣件式钢管排架搭设， 基本尺寸为步高小于 1.5m，梁下加密两根立杆，形成 500+300+500 沿轴线＠500，方案总体可行，可以实施。
(2) 有高支模区的立杆布置平面图，应补充完整的细部尺寸， 在平面图上应注明具体尺寸， 并应注明竖向剪刀撑的具体部位， 水平 剪刀撑网格尺寸等。
(3) 应补充高大支模架的剖面图， 标明具体尺寸， 以及与周边 砼框架拉结关系，梁的两侧浇筑平台做法等。
(4) 应补充 500×2000 大梁的具体支模详图，特别是梁下构造 详图，应保证梁下立杆对接，不能搭接，接头应错开。
(5) 支架完成后，应重点检查：梁下立杆顶层的纵横向水平杆 与立杆扣件的拧紧力矩，应为 40~65N ·m，顶部高小于 1200mm。

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(6) 水平层剪刀撑应在确保楼层处设置，并应拉结牢固。
(7) 施工时控制人员荷载。
搭设完成后， 组织各方面检查验收， 施工单位技术负责人签字后报监 理进行审查。

3.3 监理组织相关专业监理工程师进行审查，对方案中相关技术指 标，根据相关规进行验算， 认为该方案可以保证安全，总监签字后同 意交施工单位施工。
我们对原方案中涉及相关技术指标， 还根据 《建筑施工扣件式钢 管脚手架安全技术规》( JGJ130-2001)、《混凝土结构设计规》 (GB50010-2002)、 《建筑结构荷载规》 (GB50009-2001) 等规要求， 运用专门的脚手架计算软件进行验算， 由于篇幅所限， 这里我们仅列 出影剧院梁模板高支撑架计算书：
参数信息：
(1)高支撑架参数
立柱梁跨度方向间距 L (m)： 0.60 ； 立杆上端伸出至模板支 撑点长度 a (m)： 0.10
高支撑步距(m)： 1.50；高支撑架搭设高度(m)： 11.0；梁 两侧立柱间距(m)： 0.60
梁底增加 2 根承重立杆。
(2)荷载参数
模板自重 (KN/m2)： 0.35； 梁截面宽度 B (m)： 0.550

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钢筋自重 (KN/m3) ： 1.50； 梁截面高度 D (m) ： 2.10
施工均布荷载标准值( KN/m2)： 2.00；振捣砼荷载标准值
2.00
(3)木方参数
木材弹性模量 E(N/mm2)： 10000.0； 木材抗弯强
度设计值 fm(N/mm2)： 17.0；

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木材抗剪强度设计值 fv(N/mm2)： 1.7；
面板；
面板弹性模量 E(N/mm2)： 9500.0；
设计值 fm(N/mm2)： 13.0；

面板类型：胶合

面板抗弯强度

(4)其他。 采用的钢管类型 (mm) ： 40×30， 扣件式连接方式， 双扣件，扣件抗滑承载力系数 0.80。
4. 梁底支撑的计算
本工程梁底支撑采用方木。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。
4.1 荷载的计算：
(1)钢筋混凝土梁自重(KN/m)：
q1 = (24+1.5) ×2.1×0. 183=9.818 KN/m；

(2)模板的自重线荷载(KN/m)：
q2 = 0.35×0.183× (2×2. 1+0.55)/ 0.55=0.554 KN/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= (25+2) ×0.183=0.825 KN/m；
4.2 方木的支撑力验算
静荷载设计值 q = 1.2×9.818+1.2×0.554=12.446 KN/m； 活荷载设计值 P = 1.4×0.825=1.155 KN/m；
本算例中，方木的截面惯性矩 I 和截面抵抗矩 W 分别为: W=5×10×10/6 = 83.33 cm3； I=5×10×10×10/12 = 416.67 cm4；
(1)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 = 12.446+1.155=13.601 KN/m；
最大弯距 M =0.1ql2= 0.1 × 13.601 ×0.6×0.6= 0.49 KN.m； 最大应力σ= M / W = 0.49×106/83333.3 = 5.876 N/mm2；
抗弯强度设计值 [f] =13 N/mm2；方木的最大应力计算值
5.876 N/mm2 小于 方木抗弯强度设计值 13 N/mm2,满足要求!(2)方 木抗剪验算：
最大剪力的计算公式如下 :
ω=5ql42bhn≤[ω] =l/250
截面抗剪强度必须满足 :
τ =3V2bhn≤fv

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其中最大剪力 : V = 0.6×13.601 ×0.6 = 4.896 KN；
方木受剪应力计算值 τ = 3 × 4896.36/(2 × 50 × 100) =
1.469 N/mm2；
方木抗剪强度设计值 [τ] = 1.7 N/mm2；方木的受剪应力计 算值 1.469 N/mm2 小于 方木抗剪强度设计值 1.7 N/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 :
ω=0.677ql4100EI≤[ω] =l/250
q = 9.818 + 0.554 = 10372 KN/m；
方木最大挠度计算值 ω = 0.677 × 10.372 × 6004 /(100 × 10000×416.667×104)=0.218mm；
方木的最大允许挠度 [ω] =0.600×1000/250=2.400mm 眨华
方木的最大挠度计算值 ω = 0.218mm，小于 方木的最大允许挠度 [ω] =2.4mm,满足要求！
4.3 支撑钢管的强度验算
支撑钢管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 = (24.000+1.500) ×2.100= 53.550 KN/m2
(2)模板的自重(KN/m2)：

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q2 = 0.350 KN/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)=4.500 KN/m2；

q = 1.2× (53.550 + 0.350 )+ 1.4×4.500 = 70.980 KN/m2；

梁底支撑根数为 n，立杆梁跨度方向间距为 a， 梁宽为 b ， 梁高为 h,梁底支撑传递给钢管的集中力为 P，梁侧模板传给钢管的集 中力为 N 。
当 n=2 时：
P=qab2- 1=qab

N=1.2q2ah
p1=p2=p2+N

当 n＞2 时：
P=qab2- 1=qab
N=1.2q2ah
p1=pn=p2+N

p2=p3=……=pn- 1=P

经过连续梁的计算得到：
支 座 反 力 RA = RB=3.792 KN， 中 间 支 座 最 大 反 力
Rmax=8.467；
最大弯矩 Mmax=0.095 KN.m；
最大挠度计算值 Vmax=0.011mm; 支撑钢管的最大应力 σ

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=0.095×106/4490=21.115 N/mm2；
支撑钢管的抗压设计强度 [f] =205.0 N/mm2；
支撑钢管的最大应力计算值 21.115 N/mm2 小于 支撑钢管的 抗压设计强度 205.0 N/mm2,满足要求!
5. 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。

6. 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培训讲座》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 。
R ≤ Rc
其中： Rc—— 扣件抗滑承载力设计值 ,取 12.80 KN；
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设
计值；
计算中 R 取最大支座反力，根据前面计算结果得到 R=8.467 KN； R < 12.80 KN,所以双扣件抗滑承载力的设计计算满
足要求!

7.立杆的稳定性计算 :
立杆的稳定性计算公式
σ=NφA≤[f]
7.1 梁两侧立杆稳定性验算

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其中 N —— 立杆的轴心压力设计值，它包括：
横杆的最大支座反力： N1 =3.792 KN ；
脚手架钢管的自重： N2 = 1.2×0.129×11=1.704 KN；
楼板的混凝土模板的自重： N3=1.2×(0.40/2+(0.60-0.55)/2) ×0.60×0.35=0.057 KN；
楼板钢筋混凝土自重荷载 :
N4=1.2 × (0.40/2+(0.60-0.55)/2) × 0.60 × 0.200 × (1.50+24.00)=0.826 KN；
N =3.792+1.704+0.057+0.826=6.379 KN；

φ—— 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 = 1.59； A —— 立杆净截面面积 (cm2)： A = 4.24； W —— 立杆净截面抵抗矩(cm3)： W = 4.49 ； σ —— 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2)； [f] —— 钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205N/mm2；
l0—— 计算长度 (m)；

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下式计算

k1uh

如果完全参照《扣件式规》不考虑高支撑架，按

l0= (1)
k1 —— 计算长度附加系数，取值为： 1.155 ；

上式的计算结果：
立杆计算长度 L0= k1uh = 1.155 × 1.7 × 1.5 =
2.945 m；
L0/i = 2945.25 / 15.9 = 185 ；
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= 0.209 ；
钢管立杆受压应力计算值 ；σ =6379.36/(0.209 ×424) = 71.989 N/mm2；
钢管立杆稳定性计算 σ = 71.989 N/mm2 小于
钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

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算

k1k2(h+2a)

取值 1.024

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计

l0 = (2)
k1 —— 计算长度附加系数按照表 1 取值 1.167； k2 —— 计算长度附加系数， h+2a=1.7,按照表 2

上式的计算结果：

立杆计算长度 L0= k1k2(h+2a) = 1.167 × 1.024
× (1.5+0. 1×2) = 2.032 m；
L0/i = 2031.514 / 15.9 = 128 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆 的稳定系数φ= 0.406 ；
钢管立杆受压应力计算值 ；σ =6379.36/(0.406 ×424) = 37.058 N/mm2；
钢管立杆稳定性计算 σ = 37.058 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！
7.2 梁底受力最大的支撑立杆稳定性验算 : 其中 N—— 立杆的轴心压力设计值，它包括： 梁底支撑最大支座反力： N1 =8.467 KN ；
脚 手 架 钢 管 的 自 重： N2 = 1.2 × 0.129 ×
(11-2 1)=1.704 KN；
N =8.467+1.704=9.845 KN；
φ—— 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 = 1.59；

A —— 立杆净截面面积 (cm2)： A = 4.24；
W—— 立杆净截面抵抗矩(cm3)： W = 4.49 ； σ—— 钢管立杆轴心受压应力计算值 ( N/mm2)；
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值：[f] =205
N/mm2；
l0—— 计算长度 (m)；
如果完全参照《扣件式规》不考虑高支撑架，按
下式计算
l0= k1uh (1)
k1 —— 计算长度附加系数，取值为： 1.167 ； 上式的计算结果：
立杆计算长度 L0= k1uh = 1.167 × 1.7 × 1.5 = 2.976 m；
L0/i = 2975.85 / 15.9 = 187 ；
由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆 的稳定系数φ= 0.205 ；
钢管立杆受压应力计算值 ；σ =9845.45/(0.205 ×424) = 113.27 N/mm2；
钢管立杆稳定性计算 σ = 113.27 N/mm2 小于
钢管立杆抗压强度的设计值 [f] = 205 N/mm2，满足要求！

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算

k1k2(h+2a)

值 1.024；

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由下式计

l0= (2)
k1—— 计算长度附加系数按照表 1 取值 1.167； k2—— 计算长度附加系数， h+2a=1.7,按照表 2 取

上式的计算结果：

立杆计算长度 L0= k1k2(h+2a) = 1.167 × 1.024
× (1.5+0. 1×2) = 2.032 m；
L0/i = 2031.514 / 15.9 = 128 ；

由长细比 l0/i 的结果查表得到轴心受压立杆 的稳定系数φ= 0.406 ；
钢管立杆受压应力计算值 ；σ =9845.45/(0.406
×424) = 57.193 N/mm2；钢管立杆稳定性计算 σ = 57.193 N/mm2 小于 钢管立杆抗压强度的设计值[f] = 205 N/mm2，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。
8. 钢管、扣件的质量控制
(1)事前要求施工单位采用现行国家标准《直螺纹电焊钢管》 (GB/T3092)中规定的 3 号普通钢管，其质量应符合现行国家标准 《碳素结构钢》(GB/T700)中 Q235-A 级钢的规定。
(2)对于扣件质量，我们要求采锻铸铁制作的扣件，其材质符 合现行国家标准《钢管脚手架经济界斤斤计较扣件》( GB15831) 的规定。扣件使用前应进行质量检查。出现滑丝的细栓必须更换， 扣件应做防锈处理。
(3)钢管、 扣件必须具有产品质量合格证正慢慢， 生产许可证、 签订购租用合同要明确产品质量责任。
(4)对上述要求落实情况进行检查，各种质量合格证明文件齐 全。 对扣件螺栓拧紧力矩用担力板进行复查， 拧紧力矩均在 40 N ·m ~65N ·m 之间，扣件的承载力得到保证
9. 搭设质量控制
搭设质量不合格往往是造成模板高支架坍塌而发生安全 事故的主要原因之一 ，主要表现为未按方案要求进行搭设，如立 杆间距偏大，不设扫地杆和水平杆或水平杆和扫地杆只单向设置。 立杆上部搭接不符合要求，垂直和水平剪刀撑不到位、支撑架不是 由专业架子工搭设。重点开展以下安全工作 ：
(1) 要求施工单位项目部明确方案编写人为高支撑架施工 负责人，负责全过程的管理工作，在高支撑搭设拆除和砼浇筑前， 技术人员须向作业人员进行技术交底。

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(2)对搭设操作人员的资质进行审查，从事高支撑架搭设， 拆除人员必须持证上岗。
(3)督促搭设操作人员严格按批准方案容和专家组论证审 查意见进行。方案未经原审批部门同意，任何人不得修改变更。
(4)增加搭设过程进行巡视的次数，加强检查，发现问题 及时要求整改。
搭设过程中存在的突出问题：
(1)底座安装不符合规定，规要求垫板宜采用长度不少 2 跨，厚度不少于 50mm 的木垫板。
(2)立杆接头未错开，没有满足同步隔一根立杆的接头在 高度方向错开不少于 500mm 的规定造成架体强度不够。
(3)水平杆不按规定设置：
方案规定“立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两 方向有足够的设计刚度。只在一方向设有水平杆，起不到稳定架的 作用”。
(4)扫地杆不按规定设置-部分立杆没有设扫地杆。
(5)顶层顶步立杆搭接长度不足。规要求搭接长度不应小 于 1m，应采用不少于 2 个旋转扣件固定，检查中发现有的未达到。
(6)连墙件设置不合理。规规定及专家组审查意见，高支 撑架架体应与已有框架和柱结构连接或整体。有的未与已浇砼柱可 靠连接。
10. 施工安全要求
由于工程结构的复杂，施工难度较大，施工中要有专门人 员负责检查监督，确保高支脚手架搭设合理、规、安全。
10.1 在施工单位完成模板高支撑架安装工序后， 砼浇筑前， 组织施 工单位，监理和建设单位一起按方案容、专家组意见对模板 高 支撑体系进行专项验收合格后，三方代表共同在验收表上签字，同 意施工单位进行下道工序施工。
10.2 模板高支撑坍塌事故往往发生在砼浇筑过程中，精心浇筑砼， 确保模板支架施工过程中均匀受载，最好采用由中部向两边扩展浇 筑方式。

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10.3 在浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和 变形及时采取措施。
10.4 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 荷载情况要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上堆放。
10.5 脚手架构配件必须符合质量要求，搭设分批段验收
(1)每搭设完 10m 高度后；
(2)剪刀撑搭设完毕后；
(3)达到设计高度后；
(4)26、 29 轴与结构连接施工质量；
(5)遇有六级大风或大雨后；
五批段验收达到质量要求方可使用。
在建设单位、施工单位的支持配合下，我们对模 板高支撑架施工的安全监理工作得以顺利开展，并取得良好效果， 该部位砼已于 2009 年 3 月 10 日顺利浇筑完毕，浇筑过程中未出现 异常情况，拆模后也未发现明显的质量缺陷。
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