摘要：模架安全在建筑安全中占有重要地位，为了掌握浇筑混凝土过程中模板支撑架的变形特征，对安徽省淮北市某重点工程的梁模板下方模架进行了变形监测，得到了梁下模板九个测点混凝土浇筑前和浇筑后测点的变形数据，进而计算出浇筑混凝土前后每个测点的位移变化，对监测到的数据进行了统计分析，得出梁下模架变形以水平变形为主、模架的水平位移最大值在中上部，模架的最大竖向位移在立杆顶端的结论，试验结论为模架监测选点提供了试验依据，为模架监测标准的制定提供了数据参考。
0 引言
2012年起至今，每年模架坍塌事故占建筑施工事故比例为20.95-49.56%，2017年模架坍塌典型事故4起，死亡26人，因而模架安全是建筑安全的重要组成部分。模架安全控制手段有安全理论计算、论证和监测，由于模架结构体系中节点连接为半刚性[1]，同时架体搭设的稳定性受施工过程影响较大[2]，准确计算模架的受力、变形和稳定性非常困难，因而模架现场受力和变形监测尤为重要。就模架的安全计算而言，目前规范中对模架的稳定承载力有明确的计算方法[3,4]，但是对变形没有具体的计算方法，而模架变形具有整体性和协调性，了解模架变形的特征对安全监测具有重要的意义。为了掌握混凝土浇筑过程中模架的变形特征，对淮北市某工程的梁下支撑架进行监测，得到浇筑混凝土之前和之后的变形量，在此基础上分析模架不同部位的变形规律和不同方向的变形规律。
1 工程概况
工程位于淮北市相山区勤学路南、相山路西，属于住宅楼。被监测大梁位于二层，轴线位置为N-5轴交N-C至N-F轴，主梁的规格尺寸为5750mm*200mm*500mm（长*宽*高）；次梁规格尺寸为2800mm*200mm*450mm长*宽*高），主次梁的交叉位置下方没有设置柱子。梁下模架为扣件式，钢管直径ф48mm，梁下模架高度为3700mm，板下模架高度为4080mm。梁下模板支撑架由两步组成，扫地杆高度200mm，第一步横杆高度2100mm，第二步横杆高度为3900mm，梁下横杆高度为3650mm，布置一道竖向剪刀撑，未布置水平剪刀撑，模架与周围墙柱采用纵横向水平钢管连接。实测梁及梁下模架平面布置和立面布置如图1和2所示。
图1 测量大梁与模架平面图 图2 测量大梁与模架立面图
Fig.1 Plan layout of Formwork support frame structure
Fig.2 Elevation layout of Formwork support frame structure
2 模架位移监测方法
梁下模架支撑架的测量采用垂球吊线人工测量的方法，浇筑混凝土之前选择梁下横杆合适位置订上铁钉，铁钉下方垂下垂球，在拟定的测点处用红漆做好标记，并进行编号，测量一遍标记点到垂球绳之间的水平距离以及标记点距离地面的高度，记入表格。混凝土浇筑初凝以后，在原来的钉子上重新挂上垂球，采用和混凝土浇筑之前同样的方法，测量标志点的水平距离和距离地面的高度，将测量记入表格。
测点的布置如图1和图2所示。图1中①②③为三个测量平面，①截面距离北侧剪力墙内缘300mm，②和③截面距离北侧剪力墙内缘分别为2500mm和5450mm。图2为测点剖面图，柱下模板支撑架由两根立杆组成，测点布置在右侧立杆上。测点的具体位置和编号如图3所示，自下而上截面①测点编号为D11、D12和D13，截面②和截面③测点编号规律与测点①相同。D11、D21和D31的开始离地高度为1000mm，D12、D22和 D32的开始离地高度为2000mm，D13、D23和D33的开始离地高度为3000mm。
将表1的数据加以处理，作出测点位移变化图，如图4所示。图中横坐标代表测点的编号，自下而上分别为1、2和3，纵坐标代表位移，含水平位移S和竖向位移△Z，其中水平位移通过X和Y两个数值计算而来。
（a） （b）
（c）
图4 测点位移变化图
Fig.4 Displacement diagram of Measuring Points
由图可见，立杆大部分测点的水平位移大于竖向位移，剖面2和剖面3在立杆顶部竖向位移略大于竖向位移。从整个立杆位移曲线来看，水平位移为主，水平位移值与竖向位移值相差较大。从曲线形态来看，测面1和2显示2m测点以上竖向位移基本没有变化，为了体现曲线光滑，2m以后曲线有点上凸，但是上凸部分没有实际测量数据；测面3显示2m以后竖向位移较为明显，说明立杆上部发生了明显的下降。无论哪个断面曲线，均表现为立杆上部是竖向位移最大值，由于上部竖向位移是整个立杆的竖向位移的叠加，因而这一结果和实际情况相符。如果现场需要监测模架竖向位移，应该以立杆最上部测点为重点。
3.2 立杆变形形状分析
由表1数据，整理绘出立杆变形图，也就是浇筑混凝土以后立杆的形态图，如图5所示。图中横坐标表示每个测点的水平位移，纵坐标代表立杆的高度和测点的高度，由于立杆下部和上部没有布置测点，曲线主要反应了立杆中间2m范围内的形态曲线。
由图5 (a)可知，浇筑混凝土以后剖面1立杆有些倾斜，立杆的弯曲形态为正弦曲线，反弯点在高度1.6m左右，也就是第二步水平杆附件；图5 (b) 和5 (c)曲线形态没有反弯点，属于大波弯曲，现场实测结果与试验结果类似[5-7]。不考虑立杆倾斜，所有立杆的最大水平位移点均在第二和第三道水平杆之间，也就是最大水平位移发生在立杆中上部，说明模架变形监测时立杆的水平监测点应该重点布置在立杆的中上部。
（a） （b） （c）
图5 测量剖面立杆变形图
Fig.5 Deformation curve of vertical poles in measuring sections
4、 结语
由于模架变形具有一致性和协调性，测量模架的变形对预防模架施工事故具有重要意义，通过对淮北市某工程梁下模架混凝土浇筑前后变形测量，得出如下结论：
（1）梁下模架的变形主要表现为水平位移，水平位移最大位置发生在架体的中上部，一般在两层水平杆之间，监测模架的水平位移可以在立杆中上部选择测点。
（2）立杆的竖向位移表现为上大下小，有时表现为自下而上逐渐变大，有时表现为下部较大上部较小，监测模架的竖向位移应该将测点布置在立杆的上部。
（3）该实测数据来自高度小于4m的模架，步数较少，试验结论只是针对非高大模架，对于高大模架有待进一步研究。
参考文献：
[1] 胡长明,汪 杰等.超高模板支撑体系稳定承载力研究及内力实测分析[J].安全与环境学报,2013,13(3):195-201.
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[4] JGJ162-2008《建筑施工模板安全技术规范》[S].
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[7] 牛学超,陈辉等.可调托撑长度对扣件式模板支撑架稳定承载力影响试验研究. 工业建筑,2017,47(10):135-138.
论文作者:苑秋华1,杨立明2,王彩霞
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/31
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