某廠房梁板模板施工工藝技術及支撐安全驗算研究

潘吉亞（北京城建北方集團有限公司，北京 101301）

1 工程概況

1.1 項目概況

某榨油工廠廠房建筑總高度為26.8m，總層高5m。基礎形式為樁承臺基礎，主體結構形式為框架剪力墻結構。采用雙排腳手架的腳手架搭接方式，腳手架搭設高度為29m。

該工程主要涉及9m層主梁及18.8m、26.5m層模板支撐，9m層主梁線荷載為17.5kN/m，18.8m、26.5m層搭設高度超過5m 未超8m。以26.5m 層樓層最高主梁為計算依據進行驗算。

1.2 材料要求

該工程施工構成腳手架支撐體系以及模板的鋼板、鋼管等屈服強度為235MPa。此外，用于腳手架的各個鋼管的直徑、厚度、斷口毛刺和平整度等尺寸要求不得超過相應的規范要求。

1.3 基本尺寸參數

該廠房工程的梁截面尺寸主要有兩種：①400mm×800mm；②500mm×1400mm。其中，第一種截面形式見圖1所示。

2 方案設計

2.1 總體思路

整體采用盤扣式腳手架，腳手架模數立桿間距0.9m、1.2m，橫向步距1m，梁板支撐獨立計算。結合現場各個腳手架高度，可以通過由水平桿件、豎直桿件和可調節式的整體框架作為支撐體系，進而形成各個整體，主楞鋼管采用頂托支撐，同時采用扣件與立桿連接。

2.2 盤扣式模板支撐架構配件簡述

整體盤扣式腳手架的細部構造、基本組成、連接方式示意圖如圖2所示。

圖2 盤扣節點

整體盤扣式腳手架一般具有以下優點：

（1）各個桿件均采用強度為235MPa 的結構鋼材，抗壓和抗拉強度均較高，在充分考慮了結構安全折減系數的基礎上，每一肢的整體盤扣式腳手架承載能力可達40kN及以上。

（2）整體盤扣式腳手架由水平桿件、豎直桿件等構成，此外，還有形如圖2中的斜桿組成，提高了結構整體剛度和穩定性。

（3）整體盤扣式腳手架采用三維空間桿系結構，且各桿件主要為軸心受力構件，材料強度利用率高，可以在保持相同承載能力的前提下，盡可能地減少鋼管的使用量。

3 模板安裝施工技術

3.1 安裝要求

豎向結構鋼筋等隱蔽工程驗收完畢、施工縫處理完畢后準備模板安裝。安裝支模前，要清除雜物，焊接或修整模板的定位預埋件，做好測量放線工作，抹好模板下的找平定位砂漿，彈出定位控制線。

3.2 施工工藝

（1）將第一根主梁支起，可以由下面2 人遞給上面2人，而后由下面2人將頂桿插入主梁銷片內并旋轉鎖緊，也可由下邊2 人先將頂桿插入主梁銷片，直接將主梁舉起，其主梁離邊墻的距離以下料時的尺寸為準，同時，保證主梁上平面與梁幫上平面高度一致；將第二根主梁支起，將副梁安裝在兩根主梁之間。依此類推，將整個房間支完。

（2）通過調整頂桿上的空心絲杠或底座絲杠將主梁上平面調整到與梁幫上平面水平一致。

（3）鋪模。

（4）模板安裝完畢后，全面檢查扣件螺栓、斜撐是否堅固穩定，模板拼逢是否嚴密。

3.3 模板組裝

模板組裝要嚴格按照構件尺寸配好的模板拼裝成整體，模板在現場拼裝時，要控制好相鄰板面之間拼縫，兩板接頭處要加設卡子，以防漏漿，拼裝完成后用鋼絲把模板和豎向鋼管綁扎牢固，以保持模板的整體性。拼裝精度要求如下：兩塊模板之間拼縫≤1.5mm；相鄰模板之間高低差≤1mm；模板平整度≤2mm；模板平面尺寸偏差±3mm。

3.4 安全通道及斜道搭設

安全通道頂滿鋪兩層腳手板防砸，外圍掛密閉安全網封閉嚴密，并設有明顯標志。設置消防通道，基礎施工階段的消防通道采用地下汽車坡道作為應急消防通道；主體施工階段利用樓梯作為消防通道，如圖3所示。

圖3 安全通道頂部鋼管搭設

斜道為施工人員的通道，斜道搭設時，要保障斜道的寬度、坡度以及步距不能太大。坡度太大，會影響施工人員的通行能力和通行時間；寬度太大，會增加施工人員通行數量，進而增加了腳手架的荷載，從而使腳手架處于不安全的情況；步距太大，也會增加施工人員數量。

此外，針對抬高程度較大的地方，要設置多個轉彎平臺，不僅有助于節省施工人員體力，也有助于減少建筑空間，如圖4所示。

圖4 斜道搭設

3.5 模板拆除

（1）樓板模板拆除時，不得大面積拆除支撐，必須局部松動支撐鋼管后，使模板與混凝土脫離，拆除模板后再拆除支撐，逐步進行。

（2）模板拆除吊至存放地點時，模板保持平放，然后用鏟刀、濕布進行清理。支模前刷脫模劑。模板有損壞的地方及時進行修理，以保證使用質量。

（3）模板拆除后，及時進行板面清理，涂刷隔離劑，防止粘結灰漿。

（4）拆模時，必須有專人（安全員）監護。

4 模板支撐安全驗算

4.1 計算參數及簡圖

模板支撐的計算參數見表1。

表1 模板支撐的計算參數

4.2 面板驗算

為便于計算，下面僅取計算寬度為1m的面板作為計算對象。

由可變荷載控制的組合：

由永久荷載控制的組合：

取最不利組合得：

因此，面板計算簡圖如圖5和圖6所示。

圖5 面板強度計算簡圖

圖6 面板撓度計算簡圖

（1）強度驗算

根據結構力學可知面板跨中彎矩值最大，最大值為0.038kN·m。

根據材料力學中強度驗算公式可知：

因此，面板強度滿足要求。

（2）撓度驗算

根據結構力學可知面板跨中撓度值最大，最大值為0.016mm。

滿足要求。

4.3 次楞驗算

由可變荷載控制的組合：

由永久荷載控制的組合：

取最不利組合得：

（1）強度驗算

次楞在均布荷載作用下的彎矩圖如圖7所示，根據圖7 可知，次楞最大彎矩發生在中跨支座頂部，其最大值為0.227kN·m。

圖7 次楞彎矩圖/kN·m

根據材料力學中強度驗算公式可知：

滿足要求。

（2）抗剪驗算

次楞在均布荷載作用下的彎矩圖如圖8所示，根據圖8 可知，次楞最大剪力發生在中跨支座處，其最大值為1.517kN。

圖8 次楞剪力圖/kN

根據材料力學抗剪強度驗算公式可知：

滿足要求。

（3）撓度驗算

撓度驗算荷載計算如下：

根據結構力學可知撓度圖如圖9所示，其最大撓度值為0.387mm。

圖9 次楞撓度圖/mm

滿足要求。

（4）支座反力

根據力學求解計算可得：

4.4 主楞驗算

主楞所承受的荷載主要為次楞傳遞來的集中力（強度計算時，次楞傳遞來的集中力為2.886kN，撓度計算時的集中力為1.954kN。另外，還需考慮主楞自重，主楞自重標準值為gk=0.033kN/m，因此，自重設計值為1.2gk=0.035kN/m。

主楞在次楞傳遞集中力和主楞自重共同荷載作用下的受力情況如圖10和圖11所示。

圖10 主楞強度計算簡圖

圖11 主楞撓度計算簡圖

（1）抗彎驗算

根據結構力學可知，主楞彎矩圖如圖12所示，其中最大值發生在跨中處，其值為0.217kN·m。

圖12 主楞彎矩圖/kN·m

根據強度驗算公式可得：

滿足要求。

（2）抗剪驗算

根據結構力學可知，主楞剪力圖如圖13所示，其中最大值發生在梁端支座處，其值為4.334kN。

圖13 主楞剪力圖/kN

根據抗剪強度驗算公式可得：

滿足要求。

（3）撓度驗算

根據結構力學可知撓度圖如圖14 所示，其最大撓度值為0.024mm≤[ν]=0.75mm，滿足要求。

圖14 主楞撓度圖/mm

5 結語

（1）在梁板模板施工方案設計和選擇時，要充分考慮各方案的優缺點，從經濟適用、安全可靠等角度綜合考慮優化設計，并給出模板基本尺寸和安裝施工要求。

（2）為了驗算梁板模板的支撐安全性問題，有必要依據相應的安全技術規范，對模板使用過程中可能出現的各種荷載進行計算，并按最不利進行荷載組合，計算模板使用過程中的荷載值。

（3）結合計算得到的最不利荷載值，對模板次楞和主楞的強度（抗彎和抗剪強度）和剛度（撓度）進行驗算，使其滿足要求，進而確保模板在使用過程中的支撐安全性問題。