中建二局第三建筑工程有限公司 湖北武汉 430000
摘要：本文结合武汉市全球公共采购交易服务总部基地项目4#楼连廊部位29.6m高大模板工程在材料选用、高支模设计验算、架体搭设与加固、模板安装与拆除等方面进行阐述，并采用相应合理的施工工艺。通过实践检验，模板与其支架安全、可靠，保证了工程的施工质量及施工安全。
关键词：高支模、荷载验算、架体加固、施工工艺
1前言
随着我国改革开放和市场经济的快速发展，在城市现代化建设中，出现了许多建筑规模较大的混凝土结构。这种钢筋混凝土建筑物空间跨度和自重比较大，在进行施工时要求高度较高和跨度较大的模板支撑，这无疑增加了对支模系统的强度和稳定性等的要求。在高支模板工程中，高支模施工技术是整个工程安全质量的关键因素之一，该技术的好坏，直接影响着整个工程在施工过程中的安全可靠性以及工程质量的好坏。本文将通过具体工程实例，详细介绍高支模系统从设计到施工的技术过程，从而保证高支模工程的安全以及可靠性。
2 工程简介及重难点分析
2.1工程简介
本工程4#楼为地上11层，地下一层的框架-剪力墙结构，建筑高度49.1m，建筑面积20185.25㎡。，4#楼由两个单栋主体及部分钢筋混凝土连廊组成，其中十层连廊层高为29.6m，进行施工时模板及支撑系统属于高支模，必须考虑其施工安全性。
2.2重难点分析
1）存在同时超高，超限叠加情况，4#楼十层高支模与三层高支模叠加，且高支模区域属于4#楼两栋单体间的连廊，支撑架需随主体结构同步搭设，高支模区域架体与主体结构拉结需层层跟进；
2）4#楼十层高支模区域支模架落于三层连廊板上，三层连廊板下方支模架及对应地下室支模架均不能拆除，需待上方十层支模架体拆除后方能拆除下方支撑架体；
3）4#楼高支模区域属于两独栋主体中间的连廊部位，由于中空部位较大，连廊两侧无法设置外架（无法设置拉结点），需将支撑架外扩一跨作为操作架；
4）上下高空安全作业及临边控制。十层高支模区域支撑架体高度约29.6m，高空作业需做好安全措施，安全带使用，高挂低用，临边防护及时跟进。
3.板模板及支撑计算
3.1参数信息
横向间距0.9 m，纵距0.9m，步距1.2m；立杆上端伸出至模板支撑点长度0.3m；模板支架搭设高度29.6m；采用的钢管Φ48×3.0；板底支撑连接方式:木方支撑，木方的截面80×40，间距200mm；立杆承重连接方式:可调托座；面板采用胶合面板，厚度为15mm；托梁支撑采用双钢管；钢管Φ48×3.0；楼板的计算厚度(mm):150.00。模板立面支架如图一所示
图1：模板支架立面图
3.2模板面板计算
通过计算，面板的最大应力计算值为1.23N/mm2小于面板的抗弯强度设计值17N/mm2；面板的最大挠度计算值0.017mm小于面板的最大允许挠度1mm，满足要求。
图2 楼板支撑架荷载计算单元 图3 面板计算单元
3.3 模板支撑的方木计算
方木按照两跨连续梁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：
截面抗剪强度： τ = 3V/2bhn < [τ]
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：
通过计算，方木的最大应力计算值4.83N/mm2小于方木的抗弯强度设计值17N/mm2；方木的受剪应力计算值0.583 N/mm2小于方木的抗剪强度设计值1.7N/mm2；方木的最大挠度计算值0.235mm小于方木的最大允许挠度4mm，满足要求。
3.4 托梁计算
托梁按照集中荷载作用下的多跨连续梁计算，托梁的抗压强度计算值为104.94小于设计值205 N/mm2；托梁的最大挠度为0.444mm小于900/400，满足要求。
3.5 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 =13.151kN；
υ---- 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 查表得到；
A ---- 立杆净截面面积(cm2)：A =3.98cm2；
[f]---- 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205 N/mm2；
通过上式计算，钢管立杆的最大应力计算值σ= 15.433 N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值 [f] = 205N/mm2，满足要求。
4梁模板支撑计算
4.1参数信息
梁截面宽度 B=0.5m，梁截面高度 D=1.2m；混凝土板厚度150mm；立杆沿梁跨度方向间距La=0.45m；立杆上端伸出至模板支撑点长度a=0.3m；立杆步距h=1.2m；板底承重立杆横向间距或排距Lb=0.9m；梁支撑架搭设高度H=29.6m；梁两侧立杆间距1.2m；承重架支撑形式:梁底支撑小楞采用木方，梁底中部设置两根回顶立杆，回顶立杆采用顶托，顶托内部设置方钢主龙骨；采用木方为80×40，钢管类型为Φ48×3.0，方钢管为50×50×3。立杆承重连接方式:单扣件。梁侧次楞间距200mm，平行梁跨方向，采用80×40木方；梁侧主楞间距600mm，垂直于梁跨方向，采用Φ48×3.0双钢管；穿梁螺栓水平间距600mm；穿梁螺栓直径M14。梁模板支架立面如图4所示。
图4：梁模板支架立面图
4.2 梁侧模板主次楞计算
本工程中，次楞直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的三跨连续梁计算，龙骨采用木楞，截面宽度40mm，截面高度80mm。主楞承受次楞传递的集中力，取次楞的最大支座力4.797kN，按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算。
主楞采用2根钢管，型号Φ48×3.0。 次楞最大受弯应力计算值σ= 6.13N/ mm2小于内楞的抗弯强度设计值[f]=17N/mm2，次楞的最大挠度计算值ν=0.295mm小于次楞的最大容许挠度值[ν]=2.4mm；主楞的受弯应力计算σ =52.27N/ mm2小于主楞的抗弯强度设计值 [f]=215N/ mm2，主楞的最大挠度计算值 ν=0.06mm小于主楞的最大容许挠度值 [ν]=2.7mm，满足要求。
4.3 梁底模板计算
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和挠度。计算的原则是按照模板底支撑的间距和模板面的大小,按支撑在底撑上的简支梁计算。强度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。梁底模面板计算应力σ=4.824 N/mm2小于梁底模面板的抗压强度设计[f]=17N/mm2；面板的最大挠度计算值:ν=0.069mm小于面板的最大允许挠度值[ν]=400/150 =2.7mm，满足要求。
4.4方木计算
本工程梁底支撑采用木方，木方按照三跨连续梁计算。木方的最大应力计算值5.29 N/mm2小于木方抗弯强度设计值17N/mm2；木方的受剪应力计算值1.409N/mm2小于木方抗剪强度设计值 1.7 N/ mm2；木方的最大挠度计算值ν=0.111 mm小于方木的最大允许挠度 [ν]=1.25 mm，满足要求。
4.5 立杆稳定性计算
钢管立杆稳定性计算σ=139.442 N/mm2小于钢管立杆抗压强度的设计值[f] = 205 N/mm2，满足要求。
5高支模施工
5.1工艺流程
弹轴线及标高控制线并复核→垫40×80木方（不小于400mm）→搭设梁板满堂脚手架（先布置梁底支撑）→调整标高→检查、验收→铺梁底龙骨及安装模板→复核梁模板尺寸、位置、起拱高度→绑扎梁钢筋→安装梁侧模及龙骨→铺顶板主次龙骨、安装模板→校正标高、起拱高度→预检→板底钢筋绑扎→穿电管→板面钢筋绑扎→隐蔽验收→浇筑混凝土（模架变形监测）→到龄期申请拆模。
5.2支架搭设
1）施工准备：对管理人员及作业人员进行技术交底；对构配件进行验收；清除搭设场地杂物；
2）支架基础楼板混凝土强度必须满足支模施工要求，按施工方案的要求放线定位。搭设立杆前，要先根据支模平面图放出每根立杆的位置，并确保放置垫板水平，保证立杆垂直。
3）按方案布置平面图和构造要求搭设模板支撑架支设，支设工艺如下。
垫木板→弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地短向横杆，并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步长向横杆并与各立杆扣紧→安第一步短向横杆→安第二步长向横杆→安第二步短向横杆→加设临时斜撑杆，上端与第二步长向横杆扣紧→加设剪刀撑→安第三、四步长向横杆和短向横杆→安装临边结构二层与柱拉杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设横纵肋→铺板底模。
5.3模板安装
1)梁模板
①在柱子上弹出轴线、梁位置和水平线，安装柱头模板；
②安装粱底模板：按设计标高调整支柱的标高，然后安装梁底模板，并拉线找平；
③当梁底板跨度4～8m时，跨中梁底处起拱高度为跨度的1/1000，跨度8～18m时，跨中梁底处起拱高度为跨度的2/1000.主次梁交接时先主梁起拱，后次梁起拱。跨度＞18m时，跨中梁底处起拱高度应至少保证为梁跨度的3/1000。
④梁侧模板：根据墨线安装梁侧模板、斜撑等。侧模与底模之间采用侧模夹底模，楼板与梁侧模之间采用板模压梁模。顶板模板与梁侧模、梁侧模与梁底模之间接缝要严密，防止漏浆。梁侧模板制作高度应根据梁高及楼板模板确定；
⑤安装后校正梁中线、标高、断面尺寸。将梁模板内杂物清理干净，检查合格后办理预验收。
2)板模板
①在梁模板的外侧弹水平线，其标高为楼板板底标高减去模板厚度和龙骨高度，然后按水平线安装托木。
②根据模板的平面图架设支撑立杆、水平杆和龙骨。立杆与龙骨的间距，应根据楼板混凝土自重与施工荷载的大小，通过计算求确定。按通线调节支柱的高度，将主龙骨找平，架设次龙骨。
③铺模板时可从四周铺起，在中间收口。楼板模板压在梁侧模时，角位模板应通线固定；
④楼板铺完后，用水平仪测量模板标高或对角拉通线进行校正，找平。
⑤将模板内杂物清扫干净，办理预检。
5.4支模架加固措施
1）高大架体与其周围主体结构进行抱柱拉结或其他连墙措施，设置原则为每两步设置一道，连接点至架体主节点的距离不宜大于 300mm ，应与水平杆同层设置，水平间距不得超过8m设置抱柱及连墙件，保证架体与建筑物形成可靠连接。拉结点处挂设拉结点标识牌，拉结点表面刷红色油漆。
2）架体周围有剪力墙时，应将架体水平杆加设U托及木方与墙体顶紧，每两步设置一道，水平间距不得超过8m；
3）连廊与标准层连接部位每层预埋立杆（预埋立杆沿梁边设置一排，间距1500mm），待标准层模架拆除后，将高支模架体与预埋立杆连接。
4）刚性连墙拉结点大样图，详见图5
图5：拉结点大样图
5）每层均预埋钢管拉结点，确保拉结点不大于两跨三步，拉结点与高支模架体连接不少于两根立杆。
6）在跨度较大的梁中部设置钢管格构柱，格构柱边长为600*600，步距1200，设置水平及竖向剪刀撑，详见图6
图6：格构柱立面图
7）为保证十层高支模架体的稳定性，设置对拉钢丝绳（四个角部互相对拉，包括对角），钢丝绳与主体结构墙柱可靠连接，钢丝绳穿过整个高支模区域架体。（钢丝绳于每层中部设置一道，选用直径不得小于16mm）。
5.5支模架拆除
1）水平构件拆除底模前，必须执行拆模申请制度；为使模板拆除方便，并不出现提前拆模、错拆现象，顶板、梁拆模，均需在同条件养护试块试压后，根据试验强度对照规范确定支撑底模拆除时间，拆模时由工长提出书面申请，必须得到技术负责人审批方可执行。
2）拆除模板的顺序及方法，应按照模板设计的规定进行遵循先支后拆，后支先拆；先拆不承重的模板，后拆承重部分的模板；自上而下，先拆侧向支撑，后拆竖向支撑等原则。
3）拆除楼层模板时，先下调支柱顶U型油托，再拆除主龙骨，然后拆除板底模。在原有板底支撑架上适量搭设脚手板，以托住拆下的模板，严禁使拆下的模板自由坠落至地面。当梁和楼板模板拆除后，再拆除梁柱接头模板。
4）拆除梁底模板的方法与拆除楼板模板相同。但在拆除跨度较大的梁底模板时，应从跨中开始下调支柱顶托螺杆，然后向两端逐根下调，再按以上要求进行后续作业。拆除梁底模支柱时，也要从跨中向两端作业。
5）模板拆除时，不应对楼板产生冲击荷载。拆除的模板和支架宜分散堆放并及时清运。
6）拆除钢管模板支撑架体系时应从上至下逐层拆除水平连杆及立杆、剪刀撑，连墙件应在位于其上的全部可拆杆件全部拆除后方可拆除。拆除过程中，凡已松开连接的杆应及时拆除运走，避免误扶误靠已松脱连接的杆件。拆下的杆及配件应以安全的方式运出吊下，严禁向外抛掷。拆除过程中应做好配合协调动作，严禁单人进行拆除较重杆件等危险作业。
6结语
本文结合武汉全球公共采购交易服务总部基地项目29.6m高大模板工程实例，介绍了高支模以及其支撑系统设计、施工工艺、并详细阐述了本工程模架安装、加固及拆除施工注意事项，取得了良好的效果，同时也为类似大跨度、超高结构提供了设计及施工参考。
参考文献：
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论文作者:林重育,伍金斌,陈振德
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/3
标签：模板论文; 挠度论文; 立杆论文; 荷载论文; 方木论文; 楼板论文; 钢管论文; 《防护工程》2018年第28期论文;