摘 要：根據(jù)建筑工程高支模的特點，結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，淺析高支模設(shè)計原則、內(nèi)容;結(jié)合工程實例，論述滿堂支撐模架體系的計算方法、步驟，針對性的構(gòu)造措施，施工中的注意事項。

關(guān)鍵詞：高支模特點;設(shè)計計算;構(gòu)造措施;施工

1 前言

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，工業(yè)及公共建筑物使用功能的不斷提高，高大空間的建筑物也越來越多，施工中的高支模技術(shù)也得到了普遍的應(yīng)用，高支模具有跨度大、支撐度高、荷載重、危險性大、事故率高且后果嚴重等特點，因此應(yīng)予以高度重視.本文根據(jù)國家有關(guān)高支模的管理辦法及技術(shù)規(guī)范，結(jié)合本公司總承包施工的南昌綜合保稅區(qū)國際貿(mào)易中轉(zhuǎn)物流標(biāo)準廠房的實際工程情況，淺析高支模設(shè)計與施工的要點、重點.

2 高支模的設(shè)計

高支模的設(shè)計具有可選搭設(shè)材料種類較多、方案布置靈活的特點，但更應(yīng)該有原則、有理論依據(jù)的進行設(shè)計.

2.1 高支模設(shè)計的基本原則

2.1.1 技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟合理。

2.1.2 結(jié)構(gòu)安全等級及主要危險源的辨識應(yīng)符合工程的實際情況。

2.1.3 結(jié)構(gòu)傳力途徑明確，計算方法正確、可靠，驗算內(nèi)容全面，構(gòu)造措施周到。模板及支架布置方案便于施工檢查及驗收。

2.1.4 選用的模板及架體搭設(shè)材料通用常見，可周轉(zhuǎn)使用，便于保養(yǎng)維護。

2.2 高支模方案設(shè)計主要內(nèi)容和程序

2.2.1 根據(jù)工程具體情況及設(shè)計與施工經(jīng)驗，初步確定總體方案。

2.2.2 根據(jù)市場或自有資源情況，選擇支模材料及確定相應(yīng)的材料物理力學(xué)參數(shù)。

2.2.3 根據(jù)總體方案及所選材料，結(jié)合已有類似項目的成功經(jīng)驗，設(shè)計高支模具體布置方案，明確模板支撐及構(gòu)造參數(shù)。

2.2.4 根據(jù)布置方案、建筑物的施工圖紙及相關(guān)規(guī)范，進行荷載分析、荷載設(shè)計值或標(biāo)準值。荷載分析與計算是結(jié)構(gòu)計算中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，荷載項目分析應(yīng)不重不漏，荷載取值規(guī)范及組合計算正確，計算簡圖中的荷載布置與實際情況相符。

2.2.5 根據(jù)技術(shù)規(guī)范，按照模板架體的傳力途徑依次進行高支模系統(tǒng)的強度、撓度、穩(wěn)定性驗算。驗算的重點是扣件抗滑移或頂托的抗壓承載力、立桿的穩(wěn)定性。根據(jù)驗算結(jié)果可以判斷高支模系統(tǒng)的布置方案是否滿足結(jié)構(gòu)安全和經(jīng)濟合理的原則，如不滿足，可以改變模板支撐及構(gòu)造參數(shù)或搭設(shè)材料的種類規(guī)格，再重新驗算高支模體系的強度、撓度、穩(wěn)定性，如此反復(fù)，直到布置方案達到最優(yōu)。具體計算過程可借助可靠、成熟的專業(yè)計算軟件，有利提高計算的精確度及工作效率。

2.2.6 支撐架體的地基承載力驗算。如天然地基的承載力特征值不能滿足計算的地基壓力標(biāo)準值，則需結(jié)合實際情況，對地基進行處理。

2.2.7 根據(jù)高支模架的安全等級及規(guī)范要求，說明支撐架體的構(gòu)造要求或措施。

2.2.8 根據(jù)上述最終高支模體系布置方案，結(jié)合建筑物設(shè)計圖，繪制高支模平面圖、縱、橫剖立面圖、梁板支模大樣圖、節(jié)點連接大樣圖、地基處理大樣圖，以利現(xiàn)場施工人員、操作工人有直觀形象的圖紙作為高支模的實施依據(jù)，將設(shè)計成果準確無誤落實到施工現(xiàn)場。

3 南昌綜合保稅區(qū)國際貿(mào)易中轉(zhuǎn)物流標(biāo)準廠房高支模的設(shè)計

3.1 南昌綜合保稅區(qū)國際貿(mào)易中轉(zhuǎn)物流標(biāo)準廠房的特點分析Ⅱ

該工程為兩層全現(xiàn)澆鋼筋砼框架梁板結(jié)構(gòu)，建筑長度125米，寬54米或65米，框架柱間距9米，一層建筑高度10米，二層梁板支模高度10米，按照住建部頒發(fā)的?危險性較大的分部分項工程管理辦法規(guī)定?文件，屬于高支模。二層梁結(jié)構(gòu)截面尺寸為400×1200MM、400×900MM、300×700MM、250×900MM，板結(jié)構(gòu)截面厚150MM或120MM。

3.2 高支模架的安全等級及主要危險源識別，擬采用的總體設(shè)計方案。

3.2.1 根據(jù)GBS5120--2016《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準》，支模架高度大于8米但小于16米，安全等級為Ⅱ級，方案結(jié)構(gòu)計算中重要性系數(shù)采用1.0.

3.2.2 主要危險源識別：高支模系統(tǒng)的強度和穩(wěn)定，高支模架體的整體穩(wěn)定，地基承載力。

3.2.3 高支模總體設(shè)計方案：根據(jù)已有工程經(jīng)驗，結(jié)合本工程的實際情況，本工程高支?？傮w設(shè)計方案采用梁、板、柱共用的滿堂扣件式鋼管支撐架。選取梁400×1200MM、250×900MM、板150MM三種截面作為支模驗算控制截面，相應(yīng)覆蓋截面為400×900MM、300×700MM、120MM。

3.3 選取的高支模周轉(zhuǎn)材料及相應(yīng)的材料物理力學(xué)參數(shù)

根據(jù)工程高支模搭設(shè)面積及工程進度安排，預(yù)估周轉(zhuǎn)材料的總體數(shù)量，結(jié)合市場或自有周轉(zhuǎn)材料的保有情況，本工程選用的周轉(zhuǎn)材料名稱、規(guī)格、主要物理力學(xué)性能參數(shù)、使用部位如下：

3.3.1 Φ48×3.0mm鋼管，截面積A=424mm2，質(zhì)量3.33公斤/米，慣性矩I=10.78cm4，最小抵抗矩W=4.49cm3，回轉(zhuǎn)半徑i=15.9mm，抗彎、抗壓設(shè)計強度值f=205.00N/mm2，使用部位：支撐架體、梁側(cè)模主楞、梁底縱向模托梁。

3.3.2 鋼管構(gòu)配件：單個對接扣件、旋轉(zhuǎn)扣件抗滑移承載力設(shè)計值8KN，雙個對接扣件抗滑移承載力設(shè)計值12KN;可調(diào)頂托抗壓承載力設(shè)計值40KN，用于鋼管支撐架立桿頂部.

3.3.3 M12穿梁對拉螺栓最大容許拉力值：17.85KN.

3.3.4 木方及模板：50×80mm木方W=53.33cm3， I=213.33cm4 ;木材彈性模量E=9000N/mm2，抗彎設(shè)計強度值f=15.00N/mm2，木方抗剪設(shè)計強度值fv=1.4N/mm2.木方用于梁板模板的次楞。

3.4 高支模布置方案、具體的模板支撐及構(gòu)造參數(shù)，傳力途徑。

本項目的高支模布置方案經(jīng)過了幾個方案的反復(fù)計算、分析、比較，不斷優(yōu)化，最終確定以下模板支撐及構(gòu)造參數(shù)。

3.4.1 梁側(cè)模參數(shù)：次楞平行梁跨度方向設(shè)置，主楞垂直于次楞設(shè)置，主、次楞間距均為300mm，采用M12穿梁對拉螺栓固定側(cè)模及主、次楞。傳力途徑：水平向荷載→側(cè)?！卫恪┝簩菟?。

3.4.2 400×1200MM（400×900MM）主梁底模：底模下設(shè)垂直于主梁方向的橫向木方支撐，間距為200mm，木方支承于梁側(cè)水平鋼管及梁底縱向水平雙鋼管上，梁底縱向雙鋼管設(shè)置于梁底承重立桿的可調(diào)頂托內(nèi)。傳力途徑：豎向荷載→底模→橫向支撐木方→水平鋼管→可調(diào)頂托→架體立桿。

3.4.3 250×900MM（300×700MM）次梁底模：底模下設(shè)垂直于次梁方向的橫向木方支撐，間距為200mm，傳力途徑基本與主梁支模體系相似。

3.4.4 150MM（120MM）板底模：板底模設(shè)縱向木方，間距為300mm，木方支承于梁底水平橫向雙鋼管上，梁底橫向雙鋼管設(shè)置于支撐架體頂部立桿的可調(diào)頂托內(nèi)，傳力途徑：豎向荷載→底?！痉健綑M向鋼管→頂托→架體立桿。

3.4.5 支撐架體的構(gòu)造參數(shù)：立桿縱、橫間距1.0M，立桿步距1.5M，架體搭設(shè)高度10M.400×1200MM（400×900MM）主梁底增設(shè)承重立桿1根，承重立桿與頂托連接處增設(shè)一道縱、橫向水平拉桿，立桿上端頂托伸出長度0.3M，傳力途徑：立體所受豎向荷載→地基。

整個高支模構(gòu)造體系造型簡單、實用、傳力明確、便于施工。

3.5 高支模系統(tǒng)設(shè)計的各項荷載分析與規(guī)范取值，根據(jù)?建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范?（JGJ162--2008），具體如下。

①模板及支撐架體自重G1k，模板標(biāo)準值0.35KN/m2，架體自重可根據(jù)架體布置參數(shù)，查?建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范?（JGJ130-2011）附表按實計算;②砼自重G2k，自重標(biāo)準值24KN/m3;③鋼筋自重G3k，梁筋標(biāo)準值1.5KN/m2，板筋標(biāo)準值1KN/m2;④新澆砼側(cè)壓力G4k按照規(guī)范公式計算;⑤施工人員及設(shè)備的標(biāo)準值Q1K，1--3KN/m2⑥振搗砼時產(chǎn)生的荷載標(biāo)準值Q2K，2KN/m2⑦傾搗砼時產(chǎn)生的荷載標(biāo)準值Q3K，2KN/m2。由于本項目的支撐架用作砼的現(xiàn)澆支架，且架體高寬比小于1.0，所以不需考慮風(fēng)荷載作用。

3.6 模板與架體承載力計算時，按照上述規(guī)范，各部位荷載設(shè)計值計算式

3.6.1 平板底模及支架：q=1.2×（G1k+G2k+G3k）+1.4Q1K

3.6.2 梁底模及支架q=1.2×（G1k+G2k+G3k）+1.4Q2K

3.6.3 梁側(cè)模q=1.2×G4k+1.4Q2K

3.7 模板與撓度（變形）驗算時，按照上述規(guī)范，各部位荷載標(biāo)準值計算式：梁側(cè)模q靜=G4k;梁底模q靜=G1k+G2k+G3k

3.8 高支模體系計算內(nèi)容、方法、程序、主要結(jié)果結(jié)論。本項目的具體計算借助了江西南昌地區(qū)比較常用的?安必行?軟件，以下以400×1200MM主梁模板及支撐的計算為例。

3.8.1 梁側(cè)模模板計算：根據(jù)3.4所述模板及支撐布置方案及構(gòu)造參數(shù)，可以按均布線荷載作用下的三等跨連續(xù)梁計算，計算結(jié)果如下：

3.8.1.1 抗彎強度：按規(guī)范公式計算新澆砼側(cè)壓力為40.52KN/m2，再根據(jù)3.3--3.6所述，q=15.44KN/m，Mmax=0.1×q×l2（次楞間距）=0.14KN·m，σ（拉應(yīng)力）=Mmax/w（側(cè)模面板截面抵抗矩）=12.4N/mm2

3.8.1.2 抗剪強度計算：Vmax（剪力）=0.6×q×l=2.78KN，τ（剪應(yīng)力）=3V/2bh（截面的寬高）=0.92N/mm2<1.4N/mm2（木材抗剪強度設(shè)計值）。

3.8.1.3 撓度驗算：q靜=12.17KN/m，υmax=0.677/（100×E×I）=0.88mm

3.8.2 梁側(cè)模次楞計算：計算方法同上，只是材料參數(shù)不同，強度、撓度計算結(jié)果均滿足要求。

3.8.3 穿梁螺栓計算：單個穿梁螺栓所受最大壓力=（1.2×40.55+1.4×2）×0.3×0.3（主次楞間距）=4.63KN<17.85KN（允許值）。梁側(cè)鋼管主楞只起構(gòu)造作用，故不需對其驗算。

3.8.4 梁底模計算：按均布線荷載作用下三等跨連續(xù)梁計算，q=15.98KN/m，σmax=4.0N/mm2，τmax==0.48N/mm2，υmax=0.13mm<200/250=0.8mm，均能滿足要求。

3.8.5 梁底支撐木方計算：根據(jù)前述傳力途徑及支模布置參數(shù)，按部分范圍均布線荷載作用下的兩等跨連續(xù)梁計算，q=9.64KN/m（沿主梁寬度范圍作用荷載），σmax=2.25N/mm2，τmax==0.67N/mm2，υmax=0.04mm<500/250=2mm，均能滿足要求。中間支座反力p=3.78KN

3.8.6 梁底縱向雙鋼管托梁計算：按照傳力途徑，托梁按集中荷載作用下的三等跨連續(xù)梁，集中荷載為支撐木方中間支座反力p=3.78KN，p作用的間距為支撐木方間距200mm.托梁承載力計算結(jié)果σmax=114.7N/mm2<205N/mm2，υmax=1.59mm<1000/250=4mm，由于鋼管抗剪強度不起控制作用，故不用驗算鋼管抗剪強度。

3.8.7 梁底頂托抗壓計算：按照傳力途徑，頂托豎向作用力設(shè)計值=5×3.78=18.9KN<40KN（頂托抗壓承載力設(shè)計值）。

3.8.8 梁底承重立桿穩(wěn)定性驗算（承重立桿為受力最大的立桿）

來自頂托的壓力18.9KN再加上支撐架自重設(shè)計值1.5KN（自重具體計算根據(jù)架體構(gòu)造參數(shù)查規(guī)范附表），單根立桿所受荷載N=20.4KN，按照?建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范?及附表，立桿壓應(yīng)力σ=N/（φA），頂部立桿σ=124N/mm2，底部立桿σ=182N/mm2，均小于立桿抗壓強度205N/mm2。

3.8.9 立桿地基承載力驗算：地基最大壓力值P=N/S（根據(jù)規(guī)范，立桿底部墊板最大受壓面積取0.25m2），P=81.6KN/m2.由于現(xiàn)場廠房內(nèi)回填土處于雨季施工，分層壓實度不夠，回填土承載標(biāo)準力達不到要求。結(jié)合廠房內(nèi)地面的設(shè)計做法，施工完設(shè)計地面的18cm碎石墊層和20cm砼基層再搭高支模架，碎石墊層的承載力經(jīng)驗值達170KN/m2，墊層之上為砼基層，墊層承載力不需折減修正，支架地基按上述辦法處理后，滿足要求。

3.9 針對性的構(gòu)造要求

據(jù)前述，該項目支撐架安全等級為Ⅱ級，架體剪刀撐應(yīng)按普通型剪刀撐的構(gòu)造措施來實施，建筑物框架柱距為9米，架體可采用鋼管抱箍形式與框架柱連接，以增強架體的整體穩(wěn)定性。施工時應(yīng)先澆框架柱，待框架柱砼有一定強度后，再澆梁板砼。

4 高支模施工

4.1 注意事項

4.1.1 鋼管架及構(gòu)配件材料進場后必須經(jīng)過二次檢測，其力學(xué)強度必須達到強度設(shè)計值。

4.1.2 現(xiàn)場施工必須按照設(shè)計方案實施。

4.1.3 梁板砼澆筑應(yīng)從中間向四周逐漸推進。

4.1.4 施工時，梁板上的施工臨時荷載不能超過方案設(shè)計的標(biāo)準值。

4.2 施工重點檢查內(nèi)容

立桿間距、步距，立桿與水平桿的連接，掃地桿的設(shè)置，剪刀撐搭設(shè)的數(shù)量與角度，立桿的落地情況，地面排水情況，扣件的擰緊矩，頂托的伸出長度等均應(yīng)滿足?建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范?。

4.3 施工監(jiān)控：重點監(jiān)控架體的水平位移及豎向沉降，尤其是主梁位置。

5 結(jié)語

高支模雖然危險性大，施工難度大，但只要方案精心設(shè)計，有據(jù)可依，施工嚴格落實到位，其風(fēng)險也是完全可控的.南昌綜合保稅區(qū)國際貿(mào)易中轉(zhuǎn)物流標(biāo)準廠房高支模分項工程按照本文所述設(shè)計與施工，未出現(xiàn)任何安全事故，二層梁板也未因支架原因出現(xiàn)裂縫或變形超標(biāo)的現(xiàn)象。

參考文獻：

[1]建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范?（JGJ130-2011）

[2]建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范?（JGJ162--2008）

[3]建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準?（GBS5120--2016）

作者簡介：康宏（1972-），男，江西吉安人，本科，工程師，工作方向：土木工程。