高支撑专项施工方案最终稿.docx

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高支撑专项施工方案最终稿

一、编制依据…………………………………………………………………2

二、工程概况…………………………………………………………………2

三、高大模板方案设计………………………………………………………2

四、材料要求…………………………………………………………………3

五、高大楼板模板设计方案…………………………………………………3

六、高大框架梁模板设计方案………………………………………………3

七、下层楼板加固措施………………………………………………………16

八、高大模板支架搭设要求…………………………………………………17

九、高大模板支架的使用与维护……………………………………………18

十、高大模板支架拆除………………………………………………………19

高大模板工程施工方案

一、编制依据

1．《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001；

2．《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）

3．《建筑施工计算手册》·江正荣·（中国建筑工业出版社）；

4．《扣件式钢管模板高支撑架的设计和使用安全》·杜荣军·（施工技术2002年3期）；

5．《钢筋混凝土结构设计规范》GB50010－2002。

二、工程概况

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工程；工程建设地点：

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总建筑面积：

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平方米。

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结构形式及层数：

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本工程由。

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投资建设，。

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设计，。

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地质勘察，。

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监理，。

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组织施工；由。

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担任项目经理。

本工程在1#楼6～7轴交D～E轴间，从地下一层楼面（标高0.2m）向上透空，至二层楼面（标高10.2m）封闭，层间高度10m.

三、高大模板方案设计

根据建设部关于《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》规定：

“水平混凝土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，或集中线荷载大于15kN/m的模板支撑系统”属于高大模板系统。

本工程地下一层～二层间高度超过8m，因此地下一层～二层间模板系统属于高大模板体系，本方案将对此进行设计与计算。

本工程高大模板体系选用钢管扣件式支撑体系，多层板模板。

四、材料要求

1．扣件

本工程脚手架采用可锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831）的规定；在螺栓拧紧扭力矩达65N.m时，扣件不得发生破坏。

扣件使用前必须全数检查，表面有裂纹、气孔、疏松、砂眼等锻造缺陷的扣件必须剔除，不得使用。

2．钢管

钢管采用现行国家标准《直径电焊钢管》（GB/T13793）或《低压流体输送用焊接钢管》（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。

型号选用ø48×3.5钢管，每根钢管的最大质量不超过25kg，最大长度6米。

钢管表面应平直光滑，无裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管外径、壁厚、端面偏差都必须控制在规范允许的范围内。

3．安全平网

在6～7轴交D～E轴间空洞处，每层张拉安全平网，确保高空作业安全。

安全平网应采用锦纶、维纶、涤纶或其他的耐候性不低于上述品种（耐候性）的材料制成；平网宽度不得小于3m；菱形或方形网目的安全网，其网目边长不大于8cm；边绳与网体连接必须牢固，平网边绳断裂强力不得小于7KN；筋绳分布应合理，平网上两根相邻筋绳的距离不小于30cm，筋绳断裂强力不大于3KN；安全网所有节点必须固定；按规定的方法进行试验，安全平网的冲击性能应符合：

“10m冲击高度下，网绳、边绳、系绳不断裂”。

阻燃安全平网必须具有阻燃性，其续燃、阴燃时间均不得大于4s。

4．底座

搭设前基底应平整、夯实，搭设时立杆底部需加设底座。

底座各部位不允许有裂纹存在；底座的材料应采用GB9440中所规定的力学性能不低于KTH330-08牌号的可锻铸铁或GB11352中ZG230-450铸钢制作。

五、高大楼板模板设计方案

本工程6～7轴交D～E轴间，从地下一层楼面（标高0.2m）向上透空，至二层楼面（标高10.2m）封闭，层间高度10m。

1．搭设形式

采用满堂支撑架，步距h=1.5m（搭设7步，顶层两步距500mm、1135mm）、纵横间距L=0.9m、扫地杆距地200mm，具体布置见附图；纵横杆伸出外排立杆0.1m；每层设置连墙件与主体结构连接，连墙件间距1.8m，相对面错开0.9m设置；在6～7轴交D～E轴间空洞处，在空洞处每层张拉安全平网；支架四周内外立面满设剪刀撑，中部每隔4～6m设一道；支架底部、顶部、中间每隔4m设置一道水平加强斜杆作为水平加强层（搭设方式见详图）。

2．搭设顺序

搭设前先将楼层清理干净，搭设时架子立杆底部加设底座。

自角部起依次向两边竖立底立杆，底端与纵向扫地杆扣接固定后，装设横向扫地杆，并与立杆固定，每边竖起3～4根立杆后，随即装设第一步纵向水平杆（与立杆扣件固定）和横向水平杆（与立杆扣件固定）。

校正立杆垂直和水平杆水平，使其符合要求后，按45～55Nm力矩拧紧扣件螺栓，形成排架的起始段，按上述要求依次向前延伸搭设，直至第一步架交圈完成。

交圈后，再检查一遍构造质量，严格确保设计要求和构造质量，设置连墙件（与柱拉结）；按第一步架的作业程序和要求搭设第二步、第三步。

随着搭设过程及时装设连墙件和剪力撑，加设平网（不超过4米设一道）。

3．楼板模板设计计算书

因本工程模板支架高度大，为安全起见，为此计算中还参考了《施工技术》2002年第3期：

《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》中的部分内容。

⑴参数信息

①脚手架参数

横距:

0.9m；纵距:

0.9m；步距:

1.5m；立杆上端伸出至模板支撑点长度:

0.05m；脚手架搭设高度:

9.8m；采用的钢管:

Φ48×3.0mm（实际采用Φ48×3.5mm钢管，为抵消钢管材料的影响，考虑按3mm壁厚计算）；顶部扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件的保养情况，扣件抗滑承载力系数:

0.80；板底支撑方式:

钢管支撑；板底钢管的间隔距离:

300mm。

②荷载参数

模板与木板自重:

0.35kN/m2；混凝土与钢筋自重:

26.5kN/m3；楼板浇筑厚度:

0.12m；施工均布荷载标准值:

3kN/m2；浇筑时倾倒砼对模板产生的冲击荷载：

2kN/m2。

图1楼板支撑架立面简图图2楼板支撑架荷载计算单元

⑵纵向钢管支撑（次龙骨）的计算

纵向钢管按照均布荷载下三跨连续梁计算，Φ48×3.0mm钢管截面参数为

面积A＝424mm2截面抵抗矩w=4.49cm3截面惯性矩I=10.78cm4

①荷载的计算：

a．钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=26.5×0.3×0.12=0.954kN/m；

b．模板的自重线荷载（kN/m）:

q12=0.35×0.3=0.105kN/m；

c．活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

q2=（3+2）×0.3=1.5kN/m；

②钢管强度验算:

＋

最不利组合＝

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下，静荷载与活荷载的计算值最不利组合的弯矩和，查《建筑施工计算手册》附表2-13计算公式如下:

静荷载：

q1=1.2×（q11+q12）=1.2×（0.954+0.105）=1.27kN/m

活荷载：

q2=1.4×1.5=2.1kN/m

最大弯距Mmax=（0.1×1.27+0.117×2.1）×0.92=0.302kN.m

钢管的最大应力计算值σ=M/W=0.302×106/4490=67.2N/mm2＜[f]=205.0N/mm2

∴满足要求。

③挠度计算:

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度，查《建筑施工计算手册》附表2-13计算公式如下:

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

Vmax=（0.677×1.27+0.990×2.1）×9004/（100×2.06×105×107800）=0.86mm

支撑钢管的最大挠度Vmax=0.86＜[L/150]=900/150=6mm，且＜10mm。

∴满足要求。

④最大支座力计算:

最大支座力N=（1.1×1.27+1.2×2.1）×0.9=3.52kN

⑶横向支撑钢管（主龙骨）计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向钢管支撑最大支座传递力N＝3.52kN。

横向支撑钢管计算简图

支撑钢管计算弯矩图（kN.m）

2.30

5.04

5.04

2.30

2.30

支撑钢管计算变形图（mm）

支撑钢管计算剪力图（kN）

①图解法得出：

最大弯矩Mmax=0.8kN.m

最大变形Vmax=5.04mm

最大支座力Qmax=7.57kN

②钢管最大应力σ=Mmax/W＝0.8×106/4490=178.173N/mm2＜[f]=205N/mm2

∴满足要求。

③横向支撑钢管的最大挠度Vmax=5.04mm＜[L/150]=900/150=6mm，且＜10mm。

∴满足要求。

⑷板底横杆与立杆连接扣件抗滑移的计算

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》P96页，双扣件承载力设计值取16kN，按照扣件抗滑承载力系数0.8，该工程实际的双扣件承载力取值为12.8kN。

横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R取最大支座力Qmax=7.57kN；

R＜12.8kN，所以双扣件抗滑承载力的设计计算满足要求。

⑸模板支架立杆荷载标准值（轴力）

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载

①静荷载标准值包括以下内容：

a．脚手架的自重（kN）：

NG1=0.129×9.8=1.265kN

Φ48×3.5mm钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值参照《扣件式钢管脚手架规范》附录A，取为0.129KN/m（按照Φ48×3.5mm钢管、纵距1.2m、步距1.5m取值，偏于安全）。

b．模板的自重（kN）：

NG2=0.35×0.9×0.9=0.284kN

c.钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=26.5×0.1×0.9×0.9=2.147kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.987kN。

②活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（3+2）×0.9×0.9=4.05kN

③由于支架在室内，不考虑风荷载作用,立杆的轴向压力设计值N：

N=1.2NG+1.4NQ=11.654kN；

⑹立杆的稳定性计算:

①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=11.654kN；

φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；

i----计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.59cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.24cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.49cm3；

σ----钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

L0----计算长度（m）；

②不同计算长度L0下立杆稳定性的计算

a.如果完全参照《扣件式钢管脚手架规范》，按下式计算

l0=h+2a

h----模板支架的搭设步距，h＝1.5m；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.05m。

上式的计算结果：

立杆计算长度L0=h+2a=1.5+0.05×2=1.6m

L0/i=1600/15.9=101

根据《扣件式钢管脚手架规范》附录C，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=0.580。

钢管立杆的最大应力计算值σ=11654/（0.580×424）=47.389N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=47.389N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

b.根据《施工技术》2002年第3期《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》一文要求：

考虑到高支撑架的安全因素，计算长度L0适宜按以下两式中大值计算：

l0=k1k2（h+2a）（几何不可变体系结构）

l0=k1k2μ′h（非几何不可变体系结构）

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=1.6按照表2插入取值1.057；

μ′----“非几何不可变体系结构支架”立杆的计算长度系数，按表4取值1.408；

以上表1、表2、表4均参照《施工技术》2002年第3期《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

代入公式计算得：

立杆计算长度Lo1=k1k2（h+2a）=1.167×1.057×（1.5+0.05×2）=1.974m

l02=k1k2μ′h＝1.167×1.057×1.408×1.5=2.605m

取大值L0＝2.605m，Lo/i=2605/15.9=163.84

根据《扣件式钢管脚手架规范》附录C，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=0.263。

钢管立杆的最大应力计算值；σ=11654/（0.263×424）=104.509N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=104.509N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

六、高大框架梁模板设计方案

本工程6～7轴交D～E轴间，从地下一层楼面（标高0.2m）向上透空，至二层楼面（标高10.2m）封闭，层间高度10m。

此范围间，6、7、D、E轴存在高大框架梁，梁截面350×900。

1．搭设形式

随楼板满堂支撑架一起搭设，步距h=1.5m；梁下支撑立杆顺梁跨度方向加密间距为0.45m，顺梁截面方向间距0.45m；扫地杆距地200mm，具体布置见附图；支架底部、顶部、中间每隔4m设置一道水平加强斜杆作为水平加强层（搭设方式见详图）。

2．搭设顺序

搭设顺序及要求同楼板模板支撑搭设。

3．框架梁高支撑架设计计算书

支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。

本计算书编制中还参考了《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

沿梁跨方向立杆加密间距450

⑴参数信息

①脚手架参数

立杆顺梁跨度方向间距:

0.45m；脚手架步距:

1.5m；承重架搭设高度:

8.7m；梁范围之外即梁两侧立柱间距:

0.9m。

②荷载参数

模板与木块自重:

0.350kN/m2；梁截面宽度B:

0.35m；

混凝土和钢筋自重:

26.5kN/m3；梁截面高度D:

0.9m；

倾倒混凝土荷载标准值:

2kN/m2；施工均布荷载标准值:

3kN/m2；

③木方参数

木方弹性模量E（N/mm2）:

9500；木方抗弯强度设计值（N/mm2）:

13；

木方抗剪强度设计值（N/mm2）:

1.3；木方的间隔距离（mm）:

300；

木方的截面宽度（mm）:

100；木方的截面高度（mm）:

50；

④其他

采用的钢管类型（mm）:

Φ48×3.0（实际采用Φ48×3.5mm钢管，为抵消钢管厚度偏差的影响，考虑按3mm壁厚计算）。

扣件连接方式:

双扣件，考虑扣件保养情况扣件抗滑承载力系数:

0.80；

⑵梁底纵向支撑（顺梁跨度方向）的计算

作用于纵向支撑的荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。

梁底纵向支撑实际为两根木方和两根钢管，计算时不考虑木方的作用，荷载直接由两根钢管承担。

①荷载的计算：

a.钢筋混凝土梁自重（kN/m）：

q1=26.5×0.9×（0.35÷2）=4.175kN/m

b.模板的自重线荷载（kN/m）：

q2=0.35×（2×1.2+0.35）/2=0.482kN/m

c.活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN）：

经计算得到，活荷载标准值P1=（3+2）×0.35÷2=0.875kN

②钢管强度验算:

纵向钢管按照均布荷载下三跨连续梁计算，Φ48×3.0mm钢管截面参数为

面积A＝424mm2截面抵抗矩w=4.49cm3截面惯性矩I=10.78cm4

＋

最不利组合＝

最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下，静荷载与活荷载的计算值最不利组合的弯矩和，查《建筑施工计算手册》附表2-13计算公式如下:

静荷载：

q1=1.2×（q11+q12）=1.2×（4.175+0.482）=5.589kN/m

活荷载：

q2=1.4×0.875=1.225kN/m

最大弯距Mmax=（0.1×5.589+0.117×1.225）×0.92=0.71kN.m

钢管的最大应力计算值σ=M/W=0.71×106/4490=158.2N/mm2＜[f]=205.0N/mm2

∴满足要求。

③挠度计算:

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度，查《建筑施工计算手册》附表2-13计算公式如下:

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

Vmax=（0.677×5.589+0.990×1.225）×4504/（100×2.06×105×107800）=0.09mm

支撑钢管的最大挠度Vmax=0.09＜[L/150]=450/150=3mm，且＜10mm。

∴满足要求。

④支座反力计算:

a.中间支座力

＝（1.1×5.589+1.2×1.225）×0.9=6.857kN

b.边支座反力

＝（－0.4×5.589+0.45×1.225）×0.9=1.685

KN

⑶横向支撑钢管（主龙骨）计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的三跨连续梁计算；集中荷载P取纵向钢管支撑最大支座传递力N＝6.857kN。

支撑钢管计算变形图（mm）

①图解法得出：

最大弯矩Mmax=0.69kN.m

最大变形Vmax=0.0005mm

最大支座力Qmax=17.52kN

②钢管最大应力σ=Mmax/W＝0.69×106/4490=153.67N/mm2＜[f]=205N/mm2

∴满足要求。

③横向支撑钢管的最大挠度Vmax=0.0005mm＜[L/150]=900/150=6mm，且＜10mm。

∴满足要求。

⑷板底横杆与立杆连接扣件抗滑移的计算

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》P96页，双扣件承载力设计值取16kN，按照扣件抗滑承载力系数0.8，该工程实际的双扣件承载力取值为12.8kN。

横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值R取最大支座力Qmax=17.52kN；

R＞12.8kN，不安全，可将中间承重立杆顶部支承方式改为U形顶托方式。

⑸承重立杆荷载设计值（轴力）

①脚手架的自重（kN）：

NG1=0.129×8.7=1.1223kN

钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值参照《扣件式钢管脚手架规范》附录A，取为0.129KN/m（按照Φ48×3.5mm钢管、纵距1.2m、步距1.5m取值，偏于安全）。

②上部传递最大支座力（kN）：

NG2=17.52kN

③承重立杆的轴向压力设计值N：

N=1.2NG1+NC2=20.415kN；

⑹承重立杆的稳定性计算:

①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=20.415kN；

φ----轴心受压立杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；

i----计算立杆的截面回转半径（cm）：

i=1.59cm；

A----立杆净截面面积（cm2）：

A=4.24cm2；

W----立杆净截面模量（抵抗矩）（cm3）：

W=4.49cm3；

σ----钢管立杆最大应力计算值（N/mm2）；

[f]----钢管立杆抗压强度设计值：

[f]=205N/mm2；

L0----计算长度（m）；

②不同计算长度L0下立杆稳定性的计算

a.如果完全参照《扣件式钢管脚手架规范》，按下式计算

l0=h+2a

h----模板支架的搭设步距，h＝1.5m；

a----立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.4m。

上式的计算结果：

立杆计算长度L0=h+2a=1.5+0.4×2=2.3m

L0/i=2300/15.9=144.65

根据《扣件式钢管脚手架规范》附录C，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=0.335。

钢管立杆的最大应力计算值σ=20415/（0.335×424）=143.73N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=143.73N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

b.根据《施工技术》2002年第3期《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》一文要求：

考虑到高支撑架的安全因素，计算长度L0适宜按以下两式中大值计算：

l0=k1k2（h+2a）（几何不可变体系结构）

l0=k1k2μ′h（非几何不可变体系结构）

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=2.4按照表2插入取值1.039；

μ′----“非几何不可变体系结构支架”立杆的计算长度系数，按表4取值1.408；

以上表1、表2、表4均参照《施工技术》2002年第3期《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

代入公式计算得：

立杆计算长度Lo1=k1k2（h+2a）=1.167×1.039×（1.5+0.4×2）=2.789m

l02=k1k2μ′h＝1.167×1.039×1.408×1.5=2.561m

取大值L0＝2.789m，Lo/i=2789/15.9=175.4

根据《扣件式钢管脚手架规范》附录C，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=0.236。

钢管立杆的最大应力计算值；σ=20415/（0.236×424）=204.0N/mm2；

钢管立杆的最大应力计算值σ=204.0N/mm2大于钢管立杆的抗压强度设计值[f]=205N/mm2，满足要求。

由于最大应力计算值接近于钢管抗压强度值，因此在施工过程中必须严格控制承重立杆伸出顶部横杆的长度不得超过0.4m，必要时加设横杆减少承重立杆的顶部伸出长度。

七、支架下层顶板加固措施

1．地下一层顶板抗冲切验算

由于本工程高支撑架搭设于地下一层顶板上，为安全起见，对地下一层顶板进行抗冲切承载力验算。

参考《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002），采用公式如下：

公式中的系数η，应按下列两个公式计算，并取其中较小值：

式中：

Fl——局部荷载设计值或集中反力设计值；地下一层顶板上模板支架单根立杆传递到顶板上的力，Fl＝20.415KN；

βh——截面高度影响系数，h＝100mm≤800mm，取βh=1.0；

ft——砼轴心抗拉强度设计值，地下一层顶板砼强度等级C30,查《砼结构设计规范》表4.1.4ft＝1.43N/mm2；

σpc,m——临界截面周长上两个方向混凝土有效预应力按长度的加权平均值，其值宜控制在1.0-3.5N/mm2范围内，无预应力取σpc,m＝0；

μm——临界截面的周长：

距离局部荷载或集中反力作用面积周边h0/2处板垂直截面的最不利周长，μm＝3.14×（48+80）＝401.92mm；

h0——截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值，h0＝100－20＝80mm；

η1——局部荷载或集中反力作用面积