2022年扣件式钢管脚手架在高支模中应用.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 扣件式钢管脚手架在高支模中的应用韦安富（中铁十一局集团城市轨道工程有限公司武汉 430074 ）摘要： 本文主要通过工程实例介绍扣件式钢管脚手架在高大模板支撑中的应用,并依据有关规范规定及相关专业软件在支模架的受力运算方面进行了探讨,结合实践体会对支模架施工中应留意的几个方面进行了总结；关键词： 脚手架模板支撑 应用一、工程简况简介杭州地铁 1 号线【九堡东站乔司南站盾构区间及地下明挖段、U 型槽段】（ 22 号盾构） K29+820K30+050 为盾构始发井及明挖段长 230m,结构形式为闭合框架结构,盾构井高 9.05m,跨度 13.3m

2、,顶板厚 90ccm,边墙厚80cm,明挖段高 6.15m,跨度 913m,顶板厚 6090cm,中墙厚 4050cm,边墙厚 7080cm；依据浙江省建设厅浙建【模；二、模板支撑形式的挑选2003】37 号文件中的规定,属于高支由于顶板跨度较大,支模高度较高,且混凝土浇筑采纳泵送施工,考虑脉 冲水平推力和输送混凝土速度快所引起过载及侧压力,如采纳门式钢管脚手架 的话,因其为标准构件,受其自身宽度和每组长度的约束,对平面布置有肯定 限制,很难满意施工要求；而扣件式钢管脚手架就具有平面布置敏捷、架设效 率高、可形成纵横通道等特点,为了确保模板系统有足够强度、刚度和稳固性,模板支撑系统采纳483.

3、5 扣件式钢管满堂红脚手架,立杆采纳顶部带可调上托、底部套 150 150 8 定型钢板底座的 Q235A钢管；三、结构布置及施工工艺 1、侧墙模板施工由于设计围护结构为主体外墙结构外皮,因此在侧墙施工时,模板要进行 单侧支模；如何保证侧墙的结构尺寸和外墙的防水不被破坏将是施工的关键；主体侧墙施工工艺：基面处理、防水层施工凿毛清理混凝土面绑扎侧墙钢 筋测放轮廓线立模加支撑浇注混凝土；名师归纳总结 外侧墙模板采纳22 厚聚酯胶合板、 80 100mm及 100 100mm的木方及碗第 1 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 扣脚手架组合成模

4、板体系；竖向用间距300mm的 80 100（mm）木枋作内楞；用铁钉将木枋在夹板上定位；竖向木枋接头处要用小木枋连接,并在已浇底板上安装地脚铁件与侧模底排钢管拉结；用 体见图 1-1 侧墙模板拼装示意图；8 号铁丝内外拉结作为临时固定,具外侧墙模板施工在墙体钢筋施工完毕,外侧墙模板因不能采纳穿墙螺栓,模板固定需要满堂红脚手架支撑体系横杆支撑作对撑,并在底板混凝土中预埋 钢筋地锚以加斜撑加固,在墙的内部设内撑掌握侧墙断面尺寸；详细见图 1-2 侧墙模板支撑示意图；竖枋600钢管 600 300600图 1-1 侧墙模板拼装示意图100 100木方横楞钻孔桩 胶合板脚手架脚手架木方水平杆立杆钢管

5、 斜撑侧墙外防水止水镀锌钢板 底板混凝土图 1-2 侧墙模板支撑示意图2、单面模板安装施工工艺名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 底板预留钢筋地锚浇注底板混凝土外墙体施工缝的清理弹模板定位 掌握线绑扎墙体钢筋清理吊装拼装后的单面模板模板基本就位（与钢筋 临时拉住）处理模板拼缝搭设支撑架利用支撑架子搭设操作架调整支 撑架和单面模板符合要求后加固验收；模板安装施工技术措施（1）浇筑基础底板时,间隔1000mm预埋 25 的钢筋地锚；（2）清理墙体内杂物,并在基础底板上弹好各墙体边线、标高线和支模控 制线,验收合格后方可进

6、行下一步工序；为了保证板面的清洁,每道墙体设 20 30mm清扫口两个；（3）上述程序检查合格后开头吊装模板；依据图纸和模板设计要求的位置 循序拼装,以保证模板系统的整体稳固；将预拼装模板位置线吊装就位,安装 斜撑或用工具型斜撑将其稳固坐落在基准面上；（4）依据弹好的掌握线调整模板的位置和其垂直度,调整好后固定模板；（5）固定支撑架支顶,用勾头钢筋将模板主楞与支撑架连接起来；（6）墙体模板支设完毕后对模板上口抄平,模板掌握标高校准后方可对模 板进行加固；3、顶板模板的安装 1）顶板施工工艺流程：放轮廓线顶板支撑配模、立模绑扎顶板钢筋浇注混凝土混凝土养护；2）立模方法（1）结构模板支架采纳满堂红

7、支架,如图1-3 顶板及中墙模板支设示意图所示；顶板垂直支撑选用 48 3.5 碗扣式钢管脚手架；搭设时一般设3 道水平拉杆和剪刀撑,并留出检查通道；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 立杆600*600 横杆600*6001-3 顶板及中墙模板支设示意图（2）主体结构支模如图 以便调整模板高程；700 5300400 5640018501-4 主体结构支模示意图；立杆顶端加可调顶托,砼板 21mm厚木夹板 100 80木枋400 100 80木枋600 100 80木枋900 碗扣式脚手架 800 600钢管剪刀撑

8、图 1-4 主体结构支模示意图四、支模架搭设运算运算依据浙江省工程建设标准建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程J10905-2006 ；模板支架搭设高度为 8.2M,搭设尺寸为：立杆的纵距 h=0.90M； b=0.60M,立杆的横距 l=0.90M ,立杆的步距名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图楼板支撑架立面简图图楼板支撑架立杆稳固性荷载运算单元采纳的钢管类型为 48 3.5 ；1、模板面板运算面板为受弯结构 , 需要验算其抗弯强度和刚度；模板面板的依据三跨连续梁运算；静荷载标准值 q1 = 25.100 0.2

9、00 0.600+0.300 0.600=3.192kN/m 活荷载标准值 q2 = 2.000+1.000 0.600=1.800kN/m 面板的截面惯性矩 I 和截面抗击矩 W分别为 : 本算例中,截面惯性矩 I 和截面抗击矩 W分别为 : W = 60.00 1.80 1.80/6 = 32.40cm3； I = 60.00 1.80 1.80 1.80/12 = 29.16cm4 ；1 抗弯强度运算 f = M / W f 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其中 f 面板的抗弯强度运算值 N/mm2； M

10、面板的最大弯距 N.mm； W 面板的净截面抗击矩； f 面板的抗弯强度设计值,取15.00N/mm2； M = 0.100ql2 其中 q 荷载设计值 kN/m ；经运算得到 M = 0.100 1.2 3.192+1.4 1.800 0.300 0.300=0.057kN.m 经运算得到面板抗弯强度运算值 f = 0.057 1000 1000/32400=1.764N/mm2 面板的抗弯强度验算 f f,满意要求 . 2 抗剪运算 可以不运算 T = 3Q/2bh T 其中最大剪力 Q=0.600 1.2 3.192+1.4 1.800 0.300=1.143kN 截面抗剪强度运算值 T

11、=3 1143.0/2 600.00018.000=0.159N/mm2 截面抗剪强度设计值 T=1.40N/mm2 抗剪强度验算 T T,满意要求 . 3 挠度运算 v = 0.677ql4 / 100EI v = l / 250 面板最大挠度运算值 v = 0.677 3.192 3004/100 6000 291600=0.100mm 面板的最大挠度小于 300.0/250, 满意要求 . 2、横向支撑钢管运算横向支撑钢管依据集中荷载作用下的连续梁运算；集中荷载 P取木方支撑传递力； 2.10kN 2.10k N 2.10k N 2.10kN 2.10kN 2.10kN 2.10kN 2

12、.10k N 2.10k N 2.10kNA 900 900 900B支撑钢管运算简图 0.5030.461支撑钢管弯矩图 kN.m 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 0.0711.164 支撑钢管变形图 mm 1.541.540.562.102.100.002.652.650.561.540.562.650.002.100.561.542.102.65支撑钢管剪力图 kN 经过连续梁的运算得到 最大弯矩 Mmax=0.503kN.m 最大变形 vmax=1.164mm 最大支座力 Qmax=6.846kN 抗弯运

13、算强度 f=0.503 106/5080.0=99.01N/mm2 支撑钢管的抗弯运算强度小于205.0N/mm2,满意要求 . 支撑钢管的最大挠度小于 900.0/150 与10mm,满意要求 . 3、扣件抗滑移的运算 纵向或横向水平杆与立杆连接时,扣件的抗滑承载力依据下式运算 : R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值 , 取8.00kN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；运算中 R取最大支座反力, R=6.85kN 单扣件抗滑承载力的设计运算满意要求 . R8.0 kN 时,可采纳单扣件； 8.0kN12.0kN时,应采纳可调托座；4、立杆的稳固性运算荷载标准值 作用

14、于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载；1）静荷载标准值包括以下内容：1 脚手架钢管的自重 kN ： NG1 = 0.150 8.150=1.222kN 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 钢管的自重运算参照扣件式规范附录 据情形修改；A 双排架自重标准值,设计人员可根2 模板的自重 kN ： NG2 = 0.300 0.600 0.900=0.162kN 3 钢筋混凝土楼板自重 kN ： NG3 = 25.100 0.900=2.711kN 0.200 0.600 经运算得到,静荷载标准值 NG = NG1+N

15、G2+NG3 = 4.095kN；2）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载；经运算得到,活荷载标准值 NQ = 1.000+2.000 0.600 0.900=1.620kN 3）不考虑风荷载时 , 立杆的轴向压力设计值运算公式 4）立杆的稳固性运算 N = 1.35NG + 1.4NQ 选取六排立杆投影面内作为运算的各排立杆,其竖向力为 V1=7.797kN V2=7.797kN V3=7.797kN V4=7.797kN V5=7.797kN V6=7.797kN 风荷载标准值 Wk=0.7 0.450 1.200 1.250=0.472kN/m2 风荷载产生的弯矩 Mw=0.8

16、5 1.4 0.472 0.600 0.900 0.900/10=0.027kN.m 风荷载运算示意图如下名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据规范 4.2.9 取整体模板支架的一排横向支架作为运算单元,运算作用在顶部模板上的水平力 F,运算公式为：其中 AF 结构模板纵向挡风面积； Wk 风荷载标准值,取 0.472kN/m2； La 模板支架的纵向长度, AF/La=截面高度,取 0.200m； la 立杆纵距,取 0.600m；经过运算得到作用在单元顶部模板上的水平力 0.600=0.048kN F=0.85

17、 0.472 0.200 依据规范 4.2.10 风荷载引起的运算单元立杆附加轴力最大运算公式为其中 F 作用在运算单元顶部模板上的水平力 , 取0.048kN； H 模板支架高度,取 8.150m； m 运算单元中附加轴力为压力的立杆数,取 2； Lb 模板支架的横向长度,取 4.500m；经过运算得到立杆附加轴力最大值为 N1=3 0.048 8.150/2+14.500=0.087kN 不考虑风荷载时 , 立杆的稳固性运算公式为：考虑风荷载时 , 立杆的稳固性运算公式为：考虑风荷载作用在模板上,对立杆产生的附加轴力时 为：, 立杆的稳固性运算公式名师归纳总结 - - - - - - -第

18、 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其中 Nut 立杆的轴心压力最大值,取 7.797kN； 轴心受压立杆的稳固系数 , 由长细比 l0/i 查表得到； i 运算立杆的截面回转半径,取 1.580cm； A 立杆净截面面积,取 4.890cm2； W 立杆净截面抗击矩,取 5.080cm3； MW 运算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩,取0.027kN.m； f 钢管立杆抗压强度设计值,f = 205.00N/mm2；a = a 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；0.30m； l0 运算长度,依据表达式运算的结果取最大值,取1.978m；l0 =

19、h + 2 a=0.900+2 0.300=1.500m； 1.768 0.900=1.978m； l0 = kuh =1.243k 运算长度附加系数,按规范附录D采纳, k=1.243； u 考虑支架整体稳固因素的单杆等效运算长度系数,按规范附录 D采纳, u=1.768；不考虑风荷载的运算立杆稳固性结果：=7797/0.424 489 0.980=38.414N/mm2,立杆的稳固性运算 f,满足要求 . 考虑风荷载的运算立杆稳固性结果：=7797/0.424 489 0.980+27000/5080=43.794N/mm2,立杆的稳固性运算 f, 满意要求 . 考虑风荷载作用在模板上,对

20、立杆产生的附加轴力时,立杆稳固性结果：=7797+87/0.424 489 0.980=38.845N/mm2,立杆的稳固性运算 f,满意要求 . 五、设计与施工总结（1）、依据规范要求,对木模板系统的运算是采纳概率极限状态设计法的 要求,采纳分项系数设计表达式进行的；因此,在高支模设计中,各种参数的名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 取值是否合理,将影响运算数据的精确性和支撑系统的安全性；（2）、经运算分析,钢管的承载力较大,其平面间距主要受木枋的强度和刚度影响；当木枋的强度和刚度满意不了要求时,可考虑使用双木枋

21、；（3）、由于施工中产生的振动荷载较大,竖向支撑由扣件式钢管脚手架组成,而安装的误差很难保证杆件在竖直的一条线上,因此扣件式钢管脚手架要排列干净和顺直,并要准时安设好纵横向水平拉杆、剪刀撑等；上下层立杆采纳的对接扣件应按规范要求交叉布置；（4）、由于支架的搭设是由架子工作业的,而支架上的模板系统就由木工来完成,因此,在设计与施工过程中,要综合考虑各班组的情形,和谐好各班组的工作,才能设计出既确保安全、便利施工,又节省钢管用量的支模系统；参考文献：1 北京城建集团有限责任公司. 地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）. 中国计划出版社, 1999.10 2 北京城建设计讨论总院 . 地铁设计规范（GB50157-2003）. 中国方案出版社 .2003.8 3 浙江省建设厅 . 建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程（J10905-2006 ）. 浙江高校出版社, 2006.12 4 浙江省建设厅浙建【2003】37 号文件5 上海市隧道工程轨道交通设计讨论院 . 杭州地铁 1 号线工程施工设计图其次分册地下明挖与 U 型槽段 HD1/S/STE/05/Q25/02/02/A,2022.7 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页