钢管支撑体系（通用8篇）
钢管支撑体系 篇1
桂林市检察院集资楼工程为框—剪结构,建筑面积2万m2,一层层高3.9 m,二层以上层高2.9 m,共15层,屋面挑檐檐口高44.95 m,挑檐跨度1.7 m,如图1所示。
1 确定方案
根据工程情况,如采用槽钢悬挑架作支撑,造价高,不经济,经反复论证,决定采用ϕ48钢管三角悬挑支撑架作为屋面挑檐的支撑体系。为避免斜撑角度太大,斜撑设置在14层,15层,设置垂直支撑。每榀三角形悬挑架纵向间距1.5 m,上口垂直支撑横向间距1 m。
2 技术要求
1)14层,15层楼梁板混凝土浇筑时,必须沿建筑四周结构梁预埋ϕ48钢管,钢管埋深20 cm,上部30 cm,并要求14层,15层预埋位置上下对应。
2)所有扣件使用前必须进行检查,不得采用有裂纹、滑扣等缺陷的扣件;扣件必须拧紧,不脱扣。
3)搭设必须严格按照方案要求进行,钢管间距、角度必须符合设计计算要求。
4)遇边柱墙时,设置钢管抱箍,与悬挑架连接。
5)14层楼面标高处外架满铺脚手板,悬挑架外侧立面满挂密目网,水平向张挂水平兜网。
3 悬挑架受力计算
挑檐板厚100 mm,梁截面200 mm×400 mm。按照文献[1],[2]计算,施工荷载按2 kN/m2计,可算得P1=8.63 kN,P2=7.17 kN。P1>RC=8 kN,
1)AE杆。
按照文献[3],应用图乘法计算得:XA=-5.55 kN,YA=-1.83 kN,XA<RC=8 kN,扣件满足要求。MB左=0.915 kN·m,MC左=0.506 kN·m,MD右=0.804 kN·m。根据弯矩大小,取B点验算AE杆的抗弯强度,
2)BO杆。
同1)方法计算得NBO=6 kN,BO杆长度为3.04 m,在BO杆中间设置拉结杆,则BO杆计算长度为
3)EO杆。
同1)方法计算得NEO=9.25 kN,EO杆长度为3.45 m,在EO杆中间设置拉结杆,则EO杆计算长度为
因NEO=9.25 kN>RC=8 kN,
4 混凝土浇筑的注意事项
1)浇筑屋面梁板混凝土时应采用先里后外的顺序进行。
2)混凝土卸料时,不宜堆放在挑檐处,应在框架边梁的内侧卸料,然后采用人工铲料到挑檐处,避免荷载集中,分布不均匀。
3)操作人员不得在悬挑部位集中作业,尽量减少人员集中在悬挑部位作业。
4)混凝土浇筑过程中需有专人看护支撑体系,时刻关注支撑体系的变化情况。
5 结语
钢管三角悬挑支撑架,因其不需要增加其他材料,操作简便,施工成本低廉,在悬挑构件施工中得到广泛应用。但是模板垮塌事故仍时有发生,因此在方案确定过程中,必须全面细致策划,设计计算详细精确,在施工过程中严格按设计方案进行施工,以确保支撑体系的承载力。
参考文献
[1]JGJ 130-2001,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].
[2]GB 5009-2001,建筑结构荷载规范[S].
[3]李家宝.结构力学[M].北京:高等教育出版社,1983.
钢管支撑体系 篇2
【关键词】建筑工程；扣件式钢管；模板支撑
在建筑工程施工的过程中，模板工程在其中有着十分重要的意义，人们一般都是采用模板支撑架来对其进行相应的施工处理，从而保障整个建筑结构的稳定性和可靠性。然而随着科学技术的不断发展，人们也将许多先进的科学技术应用到其中，而且根据我国相关的规范制度，也对建筑工程模板结构的质量进行相应的保障，从而使得模板支撑系统结构的稳定性得到进一步的保障。其中，扣件是钢管支撑架结构由于自身的组合形式比较灵活，支架整体结构的稳定性比较好，因此在建筑支模系统施工建设的过程中得到了人们的广泛应用。不过，近年来在我国建筑工程施工的过程中，有时也会出现支架结构受力设计不当的情况，这就十分容易导致其建筑结构在使用的过程中，出现相关的安全事故，这就对人们的生命财产安全有着不利的影响，为此我们在对扣件式钢管支撑架进行施工的过程中，人们就要将一些安装控制措施应用到其中。
一、扣件式钢管支撑架结构的形式
在建筑模板工程施工的过程中，扣件式钢管支撑架结构由于有着良好的灵活性和稳定性，因此得到了人们的广泛应用，它主要是在传统模板支撑结构的基础上来对其进行相应的改进和完善，从而使得模板支撑结构的稳定性和可靠性得到进一步的提升。在一般情况下，扣件式钢管支撑架结构的搭设范围高度都是在20米之内。但是，如果其高度超过的20米，那么技术人员就要根据工程施工的实际情况，来对其施工方案进行选取。
1、扣件式钢管支撑架结构的组成
扣件式钢管支撑架主要是由钢管结构组成的，其中包括了水平杆、扣件、底支座以及水平加强层等。
2、扣件式钢管支撑架的材料和施工要求
在对扣件式钢管支撑架结构进行搭设的过程中，技术人员一定要根据模板工程施工的实际情况和相关设计内容，来对其钢结构材料的质量进行严格要求。而且，在对其进行相应的施工处理时，技术人员也要严格按照我国相关规定，来对扣件式钢管支撑架结构各种构件的体积和大小进行有效的控制，从而使得模板工程施工的质量得到保障。
二、扣件式钢管支撑架的施工安全控制措施
1、扣件式钢管支撑架施工方案制定的相关要求
在建筑模板工程施工之前，施工单位首先要根据工程施工的实际情况，来对施工方案进行制定，在经过了相关部门机构的审核批准以后，才能将其应用在建筑模板工程施工当中。其中，我们在对扣件式钢管支撑架施工方案中的内容主要有以下几点：
（1）工程概况。（2）编制依据。（3）基础条件（包括基础处理或加固说明）。（4）支撑系统材质（立杆、拉杆、剪刀撑）选型。（5）支模方案及稳定计算。（6）搭设、拆除方法以及相应的安全技术管理措施。（7）混凝土浇注方法和注意事项。（8）监测方案。（9）应急预案。（10）模板支撑系统设计图：包括钢管立杆平面布置图、立面图、剖面图、节点大样图等。
2、扣件式钢管支撑架设计
扣件式钢管支撑系统计算的内容应包括受力荷载计算、模板支撑系统各构件（底模、侧模、小楞、大楞和钢管立杆）的强度与刚度验算、钢管立杆地基（或支承楼面）承载力验算，以及支撑系统的整体稳定性和抗倾覆验算等。模板及支架的设计应考虑下列各项荷载：
A模板及支架自重；B新浇混凝土自重：C钢筋自重：D施工人员及设备荷载：E振捣混凝土时产生的荷载；F新浇混凝土对模板侧面的压力；G倾倒混凝土时产生的荷载。
通过相关的统计分析，我们可以对荷载设计值进行相應的了解。具体荷载取值可参考中国建筑工业出版社的《建筑工程模板施工手册（第二版）》和《简明施工计算手册（第三版）》。对于模板支撑系统各构件，以上各项荷载可相关的数据统计信息进行荷载组合。当用于强度计算时，各荷载组合项目用相应的荷载设计值，当用于刚度（变形）验算时，用相应荷载项目的标准值。
3、扣件式钢管支撑架的安全控制
3.1模板工程的安全技术交底
在模板工程施工前，相关技术人员必须要根据工程施工的相关要求来对其施工人员进行安全技术交底，从而使得人们在模板工程施工的过程中，工程施工的安全性得到有效的保障。施工人员在对模板支撑喜用进行安装操作的时候，一定要对施工材料和施工方法进行严格的要求，在检查合格以后才能进行下一步的施工处理。而且在对模板支撑系统进行拆模处理的过程中，所采用的混凝土强度必须要满足工程施工的相关规范，严格按照拆模的顺序来进行处理，这样不仅使得模板施工的安全性得到有效的保障，还提高了模板工程的施工质量。
3.2材料的安全控制
（1）钢管
模板支架用的普碳钢管采用带钢卷制，拼缝处用高频电焊焊接，亦称电焊钢管。钢管的管径优选为48mm，最大长度限制为6.5m。每根重量控制在25kg以内，以确保搭设和拆卸的安全。钢管的检测按国家标准《碳素结构钢》中Q235A钢的规定进行。
（2）扣件
扣件有钢板冲压和可锻铸两种。用于模板支架的扣件为可锻铸铁扣件。材料为机械性能不低于KTH33008的可锻铸铁，其机械性能为：抗拉强度330N/mm，延伸率8%，硬度HBl20—160，扣件检测的基本要求如下：
①扣件必须有产品质量合格证、生产许可证、专业检测单位的测试报告。②扣件螺栓拧紧力矩达70N·m时，不得破坏。
3.3模板支架的搭设
搭设要求如下：
①支架搭设前应对地基进行处理，以确保地基满足承载力的要求，并做好排水措施。
②支架底部距基础面200mm以内必须设置双向扫地杆。严格控制水平拉杆的步距必须符合方案的计算要求。
③立杆的间距要严格按设计尺寸搭设，立杆的连接不得采用搭接，必须使用对接扣件进行对接。并确保对接端头平整。
④立杆和水平杆接头均应错开且在不同的框格层中设置。
⑤确保立杆的垂直偏差和水平杆的水平偏差小于规范的规定。
⑥垂直和水平剪刀撑要严格按规范设置，并尽可能与立杆连接。
三、结束语
总而言之，在建筑模板工程施工的过程中，扣件式钢管支撑架结构系统已经得到了人们的广泛应用，这不仅使得模板结构的稳定性和可靠性得到进一步的保障，还致使工程施工的质量得到了进一步的提升。但是，由于我国部分施工单位在对扣件式钢管支撑架进行设计计算的过程中，存在着许多问题，因此在对其进行施工的过程中，还潜在着一定的安全隐患，这就对整个建筑结构的安全性有着严重的影响，为此我们就要在对其进行施工的过程中，就要采用相关的安全控制措施来对其进行处理，以确保工程结构的稳定性和安全性。
参考文献
[1]欧卫华.扣件式钢管模板高支撑架设计计算与施工实践[J].山西建筑，2006（12）
钢管支撑体系 篇3
关键词：碗扣式,支撑体系,质量控制
0 引言
福州市规定2009年8月份以后下达施工许可证开始施工的项目,必须使用碗扣式钢管支撑体系或扣件式钢管支撑体系。由于碗扣式钢管支撑体系施工方便,组合灵活,施工进度较快,价格较低,在福州建筑工程中广泛使用。但大多数的项目管理人员对碗扣式钢管支撑体系的质量控制要点不了解,无法对碗扣式钢管支撑体系进行有效的管理,造成模板质量水平不高,混凝土表面观感质量不佳。本文结合作者的工作经历,结合实体案例,对提高模板质量进行探讨。
1 工程概况
本工程建筑面积约为13800m2,地上5层,地下1层,楼高21.5m,分结构试验大厅(单层厂房,21m×48m)、办公、设备等辅助用房,是一座办公多功能综合楼。根据设计施工图,统计本工程中梁板模板支撑高度超过4.5m的部位及超重模板如表1所示。
2 模板及支撑架的材料选取及力学性能
高支模体系的材料选取及力学性能:
(1)模板:采用915mm×1830mm×18mm(厚)胶合板:E=6000N/mm2,[fc]=10.5N/mm2,[fv]=1.4kN/m2。
(2)木枋:50mm×100mm木枋:A=5000mm2,E=9000Nmm2,I=4.17×106mm4,W=8.33×104mm3,[fc]=15N/mm2,[fv]=1.4kN/m3。
(3)支撑系统:选用48×3.5mm碗扣及配件:A=489mm2,[f]=205N/mm2,i=15.8mm,I=1.219×105mm4,Wx=5.08×103mm3,E=2.06×105N/mm2。
(4)碗扣:横杆规格:0.6m,0.9m,1.20m四面固定(Φ48×3.5的碗扣)。
立杆规格:0.3m,0.6m,0.9m,1.20m,1.80m,2.40m,3.0m错开连接,(Φ48×3.5的碗扣)。
3 模板支撑体系的构造设计
3.1 支撑体系构造
(1)一类:部位:2F以下全部。采用Φ48×3.5的碗扣式搭设满堂架支撑。最大搭设高度5m,18厚胶合板,扫地杆高度200,支架步距1200mm最大梁截面350×750,最大板厚150。梁的最大跨度8m。
梁下:50×100木方并行于梁截面布置,间距300,顶托梁采用钢管,梁两侧立杆为碗扣式钢管可调支撑托节点,立杆横向间距900,沿梁跨方向纵距900。主楞为双钢管。
板下:板下50×100木方间距300顶托板,采用碗扣,立杆纵横900×900。
梁侧模:内楞木方竖向布置@250,外楞双钢管横向500。M12对拉螺栓,水平间距500。
(2)二类:部位:4F 1/3~5/N~R轴,5F 1/5~6/L~M,1/5~6/D~E轴,1/3~5/N~R轴屋面。采用Ф48×3.5的碗扣式搭设满堂架支撑。搭设高度8.4m,7.2m,18厚胶合板,扫地杆高度200,支架步距1200mm最大梁截面350×1200,400×1300,最大板厚120,150。梁的最大跨度14m。
梁下:50×100木方并行于梁截面布置,间距200,顶托梁采用钢管,梁两侧立杆为碗扣式钢管可调支撑托节点,梁中加一根立杆钢管,扣件与碗扣架水平杆连接紧固,立杆上端为可调支撑托节点,立杆横向间距900,沿梁跨方向纵距900。主楞为双钢管。
板下:板下50×100木方间距300顶托板,采用钢管,立杆纵横900×900。
梁侧模:内楞木方竖向布置@250,外楞双钢管横向500。M12对拉螺栓,纵横间距500。
(3)三类:部位:试验大厅,3F 1/5~6/L~M轴,3F 1/5~6/D~E轴。采用Ф48×3.5的碗扣式搭设满堂架支撑。最大搭设高度17.3m,18厚胶合板,扫地杆高度200,最大梁截面500×2000,最大板厚150,梁的最大跨度21m。
梁下:50×100木方并行于梁截面布置,间距200,顶托梁采用钢管,梁截面方向两侧立杆为碗扣式钢管可调支撑托节点,立杆横向间距900,梁底承重杆均匀加二根立杆钢管,采用扣件与碗扣架水平杆连接紧固,[在L-H轴与1-1/1轴有1#反力墙,反力墙两边是600厚钢筋混凝土墙,其内部净空是2.4m,梁底处高支模支撑按内部空间内布置5条立杆与墙外支撑一致,由于碗扣式尺寸限制只采用扣件式钢管,水平杆与先前浇筑好的墙体纵横顶牢,尚未浇筑的反力墙墙高部分的水平杆与本类型的梁底支撑的碗扣式支撑之间用扣件与外部的支撑连接,连接长度不小于1.8m,其余构造与本类型内容一致,在M-1/L轴1/1-3轴内有2#反力墙(构造与1#反力墙)此处没有主次梁构造,只是承重150厚的屋面板,同板模支撑构造一致。]立杆上端为可调支撑托节点,沿梁跨方向纵距600步距1200mm。主楞为双钢管。
板下:板下50×100木方间距300顶托板,采用碗扣式支撑,立杆纵横600×600,步距1200mm。
梁侧模:内楞木方竖向布置@250,外楞双钢管横向500。M16对拉螺栓,纵横间距500。
双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10m设置,四周和中部每10m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。
3.2 剪刀撑的设计
为确保高支模体系的整体稳定性,沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑,在外侧周圈应设由下至上的竖向连续式剪刀支撑,应每隔10m左右设从下至上的竖向连续式剪刀撑,其宽度为4~6m,并在剪刀撑部位的顶部、地杆处设置水平剪刀撑。剪刀撑杆件的底端应由地面顶紧,夹角宜为45~60°。当建筑层高在8~20m时,除应满足上述规定外,还应在纵向相邻的两竖向连续式剪刀撑之间增加之字斜撑,在有水平剪刀撑的部位,应在每个剪刀撑中间处增加一道水平剪刀撑。当建筑层高超过20m时,在满足以上规定的基础上,应将所有之字斜撑全部改为连续式剪刀撑。
3.3 顶部支撑点的设计
在立杆顶部设置支托板,其距离支架顶层横杆的高度严禁大于200mm;顶部支撑点位于顶层横杆时,应垂直,保证轴心受压。
4 模板支撑体系质量控制
4.1 模板支撑架安装
(1)施工前提条件。模板支撑架直接落在基础土层上时,安装前应将基底土夯实,并按设计的垫木面积铺设垫木;当基底土承载力不能满足设计要求时,应浇筑200厚C20混凝土条形基础,基础宽不少于600。
模板支撑架落在下层的混凝土顶板上时,其混凝土强度至少应达到1.2MPa。支撑架钢管不得直接落在混凝土表面上,其下必须设垫木。
(2)安装施工。(1)测量放线:按设计的支撑架立杆纵横间距在地面(板面)上测放点位。(2)铺设垫木:按设计的垫木面积在每根立杆下铺设垫木。(3)树立杆:一般从满堂架的某一个角向两侧开始安装。先树好第一根立杆,在相互垂直的两个方向用抛撑将其固定,再树其他立杆,同步安装扫地杆。若需设底托,应将底托预先调至统一标高才安放在垫木上,再安装立杆。(4)安装横杆:当满堂架沿纵横两个方向的延伸长度均不小于5m时,安装第一、二排横杆,使满堂架基本保持稳定。
全面安装立杆和横杆,逐个检查扣件的紧固程度。梁下设计有加强立杆的,同步安装。按模板支架设计安装纵横向剪刀撑及水平剪刀撑。在满堂架立杆顶部安放顶托,并按所需标高进行调节。
4.2 梁、板模板安装
(1)安装前提。安装梁板模板前,高支模支撑架必须报监理工程师验收并达到合格标准。
(2)安装施工。梁板模板安装程序及要求应符合专项设计的要求,施工流程参见“施工组织设计”。
4.3 支撑搭设要点
(1)严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。
(2)确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《规范》的要求。
(3)确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的,每个扣件的拧紧力矩都要控制在45~60N·m,钢管不能选用已经长期使用发生变形的。
(4)地基支座实际承载力要满足设计承载力的要求。
4.4 模板高支撑架验收和拆除的批准程序
(1)验收程序。模板高支撑架安装完成后,首先由班组自检,施工员跟班检查;班组自检合格后填写验收申请报项目专职安全员验收;项目部验收合格后由项目资料填写验收申请报监理工程师验收;监理工程师验收合格并签署相关资料后方可进行模板的安装施工。
(2)拆除审批程序。根据施工经验,模板高支撑体系的拆除一般都应在梁板混凝土浇筑至少二周后进行。模板拆除前,应先做同条件拆模养护试件的强度试验,根据混凝土强度试验报告对照结构构件的跨度确定模板及其支架拆除的范围、时间,并填写模板拆除申请表报监理工程师审批后方可拆模。
4.5 模板高支撑架拆除
(1)模板及支架拆除条件。对于梁、板底模:跨度小于8m的,应在混凝土强度达到设计强度标准值的75%以上时才可拆除;跨度大于8m的,应在混凝土强度达到设计强度的100%后才可拆除。悬挑构件的底模应在浇注混凝土28d以后才可拆除。柱模板及梁侧模一般在混凝土终凝后即可拆除。
高支撑模板在拆除前必须具有混凝土抗压强度报告,并提前向专职安全员报告,由安全员向监理工程师申报拆除。未经监理工程师同意,不得擅自拆除高支撑架。上部的外脚手架操作面已按规范要求和专项施工方案进行封闭。后浇带处已按要求进行加固。
(2)拆除施工顺序。模板及其支架拆除的施工顺序与支设顺序相反,一般按“先支后拆、后支先拆”的原则施工。在本工程中,模板及支架拆除流程如下:
松梁底顶托→拆除梁底模→拆除梁侧模→拆除板底模→清运模板及木方→拆除支架→材料清运→楼面清理。
在高支撑模板拆除时,应先将梁底的顶托松开,并抽出托上的木方或钢管。逐步拆除梁底模和梁侧模,并及时清运出操作面。逐块拆除板底模并清运出操作面。拆除模板支架并分类堆放整齐,准备吊运至上部楼面。模板及支架拆除完后,及时清理楼(地)面上遗留的材料、垃圾等。
5 安全技术措施
(1)模板拆除前,施工组应提前向安全部门报告,并由项目安全员进行相关安全技术交底。
(2)拆除首层高支撑架及模板前,应张贴安全警示标志并有专人监护;拆除楼层支撑架及模板时,拆除范围下方的外架上不应有人操作。
(3)禁止先拆模板支撑架、后拆模板的做法。
(4)模板拆除应分段进行,避免大面积同时拆除,防止发生意外伤害。
(5)附着在梁、板底模上的木方应先予以拆除,才可拆除底模,以免拆除过程中木方掉落砸伤人。
(6)拆除的支撑架杆件、模板、木方等材料不得从楼面向下方抛掷,应采取从各栋的电梯井道向上吊运、用施工电梯运输或人工向上传递等方法。
(7)禁止私自搭设吊料平台。必须搭设吊料平台的,应提前通知项目部,由项目部技术负责人编制专项施工方案,并经审批后才可按方案搭设。
(8)主要材料运出楼层后,班组应派专人负责清理拆除下来的碎木条、小木板等零星材料,并集中清运出场,现场不得遗留有带铁钉的模板、木条等材料。
(9)拆除下来的废旧材料应集中堆放至指定废料堆场;拆下不再使用的材料应根据项目统一安排在指定地点分类堆放整齐,方便吊运。
(10)在拆除、搬运模板及其支撑架的过程中,操作人员应严格遵守公司和项目部的相关安全操作规定,并不得在施工过程中嬉戏、打闹;酒后严禁进行拆除及相关作业。
(11)在支撑架上拆除模板时,必须铺设脚手板并有可靠固定措施。
(12)模板应一遍拆除干净,不得留有模板或木方悬挂在梁板上。
(13)后浇带处的模板应留至少3跨不拆。
(14)高支撑模板拆除必须有专人监护。项目部安全组根据拆除计划安排一名专职安全员监护,相关班组必须安排至少一名兼职安全员进行监护。
(15)拆除建筑周边的模板及支架时,应停止上部外脚手架施工,待外侧面模板支架拆除及清运结束后才可施工。
6 预防坍塌事故的安全技术措施
(1)跨度超过14m及高度超过8m的模板支撑架除严格按设计的构造施工外,均应按双扣件施工。
(2)为避免扣件的实际抗滑移性小于设计值,在模板高支撑架钢管顶端均安装顶托。
(3)满堂架的横杆正对墙、柱的,应按构造设计将其顶在墙、柱上;未正对墙、柱的,应在水平杆上增设一至二根水平杆并顶在墙、柱上。
(4)满堂架搭设过程中及梁板模板安装过程中,材料应分散堆放,禁止在一处大量堆放材料。
(5)试验大厅的柱应在屋面梁板混凝土浇筑之前至少3d完成浇筑。
(6)试验大厅的屋面混凝土浇筑时,应采用汽车泵输送;其他部位若采用混凝土输送泵+布料机方案浇筑混凝土,应在布料机的四个支腿下增加支撑。
(7)浇筑混凝土时严禁在一个地方大量堆积混凝土,也不得将振动棒长时间放在某处振捣。
(8)浇筑柱混凝土时,应根据柱的截面确定振动棒的数量。一般情况下,同一根柱内的振动棒数量不得超过3条。
(9)浇筑混凝土时,必须安排专人负责模板支架的变形和位移监测。
参考文献
[1]JGJ130-2001,建筑施工碗扣式及扣件式钢管脚手架安全技术规范
[2]GB50010-2002,混凝土结构设计规范
[3]GB50009-2001,建筑结构荷载规范
[4]JGJ59-99,建筑施工安全检查标准
[5]碗扣及扣件式钢管模板高支撑设计和使用安全.施工技术,2002(3)
[6]建筑施工计算手册
钢管支撑体系 篇4
随着我国国民经济的发展, 建筑物越来越高, 跨度越来越大, 使得扣件式钢管模板支撑体系跨度大, 高度高。特别是近几年由于扣件式钢管模板支撑体系的破坏, 导致安全事故频繁发生, 其中一个重要的原因是对扣件式钢管模板支撑体系连接方式的研究相对不足, 认识不够, 导致现场施工人员对节点的连接不够重视, 对节点的扭转力矩具有随意性, 节点的扭转力矩部分偏大、部分偏小, 从而导致安全事故发生[1]。因此, 本文的研究为规范的修订提供依据, 同时也为减小扣件式钢管模板支撑体系坍塌事故提供理论保证[2,6]。
2 模拟、对比、分析
本文通过ANSYS有限元软件模拟实际工况下的铰接、半刚性连接、刚性连接, 对三种模拟结果与试验结果进行对比。三种模拟连接方式和试验都采用两跨两步架。钢管截面尺寸均为外直径0.048m, 管壁厚度0.003m, 钢材的弹性模量取为2.06×105N/mm2, 密度7.8×10-6kg/mm3, 泊松比0.3。纵距1200mm, 横距1200mm, 步距1500mm, 扫地杆距地面为200mm, 立杆顶端伸出400mm。弹簧单元COMBIN14用来模拟直角扣件的半刚性性质[7,8]。
图1是半刚性连接下ANSYS模拟的试验结果, 从中可以看出最大位移为0.285429mm, 介于铰接和刚接位移之间, 同时, 通过应变片测得中间立杆在7000N的力作用下, 顶部最大位移为0.31mm。分析在试验中比模拟大的原因是曾在初始缺陷。
3 结论
从试验和模拟中可以得出结论, 扣件式钢管模板支撑体系连接方式是半刚性连接。半刚性的大小取决于扭转力矩。在施工中我们要严格控制扭转力矩的大小, 施工完毕之后, 要用力矩扳手进行抽样检测。
参考文献
[1]刘莉等.混凝土浇筑顺序对高大模板支撑体系稳定性影响[J].沈阳建筑大学学报, 2014, 01 (17) :115-119.
[2]赵挺生, 龙奋杰, 方东平等.钢筋混凝土建筑施工短暂状况设计分析[J].工程学, 2004, 21 (04) :39-44.
[3]张永安.关于高支模钢支架计算的研讨[J].广东土木与建筑, 2000 (01) :51-57.
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[6]陈阁琳, 张艾, 杜泽飞.扣件式钢管模板高支撑架的设计与施工[J].施工技术, 2007, 47 (09) :21-23.
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钢管支撑体系 篇5
长沙某建筑工程天井钢管扣件式模支撑板体系, 高20 m, 跨度为19 m, 板面约400 m2, 根据“湖南省建设工程重大危险源的控制及管理办法”中的规定, 属于超高支模架工程, 系重大危险源的重点监控对象。
2 模板支撑形式的选择
由于梁截面较大, 支模高度较高, 且混凝土浇筑采用泵送施工, 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, 若采用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, 对平面布置有一定限制, 很难满足施工要求。而扣件式钢管脚手架则具有平面布置灵活、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、刚度和稳定性, 模板支撑系统采用ϕ48、ξ3.5扣件式钢管满堂红脚手架, 立杆采用顶部带可调上托、底部套150×150×8定型钢板底座的Q235A (3号) 钢管, 梁底 (侧) 模板采用18厚夹板, 主、次龙骨均采用80×80木枋。通过调整上托来调节模板支撑的高度。
3 技术控制:
3.1 结构布置与计算
1) 荷载计算:由于模板结构设计属于临时性结构设计, 目前我国还没有这类规范, 而现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB50204—2002) 中又没有关于模板设计的规定, 因此, 在进行模板结构计算时, 根据原国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》 (GB50204-92) 的规定进行荷载取值和组合。这些荷载包括模板及支架自重、新浇混凝土重量、钢筋重量、施工荷载、振捣混凝土时产生的荷载等。由于大梁配筋率较大, 因此钢筋的自重标准值并没有按一般取1.5kN/m3, 而是经估算后保守取3.0 kN/m3计算荷载后, 分别对模板、主次龙骨 (木枋) 进行内力验算, 其顺序如下:梁底模板的抗弯强度、挠度验算→次龙骨的抗弯强度、挠度验算→主龙骨的抗弯强度、挠度验算→支撑立杆的强度、稳定性验算。
2) 在验算立杆的稳定性时应注意, 立杆的计算长度应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 (JGJ 130-2001) 的公式:lo=h+2a计算, 其中h为立杆的步距, a为立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度, 计算取值时应以实际施工用架管、扣件的力学实验检测值为准。由于架体搭设在楼板上, 还必须对该楼板的结构承载力进行核算, 必要时应对楼板承载力进行加强处理。
3) 利用Excel程序进行计算从上面的计算可知, 要想设计出安全、经济、可行的模板支撑, 其计算过程是比较繁琐的, 需要经过多次“试算”, 即反复计算。由于“试算”都是将不同的数据套用同样的公式, 因此, 若利用Excel程序进行计算, 则可以通过程序自带的公式计算功能, 解决上述问题, 比手算更快更好, 且各次计算结果一目了然, 方便比较设计。工作表格不仅可存放数字、文字, 也可存放公式及计算结果等。当单元格中的数值发生变化时, Excel程序将自动修改这些公式的计算结果。当输入某个工程的设计计算书模式后, 可在别的工程中使用, 只需输入新工程的有关数据即可得到新的结果。该计算方法经过若干工程实例的应用, 证明是可行的, 并取得较好的效果。
4) 按照“湖南省建设工程重大危险源的控制及管理办法”要求, 专项方案编制后, 施工单位应组织专家对该方案进行可行性论证, 并办理“危险性较大工程开工安全条件审查”手续, 合格后方可进行施工。
5) 搭设完毕后, 由监理单位按照专项方案及相应规范等要求组织进行综合验收, 验收合格后方可进行下一道工序。
3.2 构造要求
3.2.1 模板支架立杆的构造应符合下列要求:
1) 每根立杆底部应设置底座, 并必须按有关规定设置纵、横扫地杆。
2) 超高支模立杆步距不得大于1.0 m, 并应设置纵、横向和水平剪撑。
3) 立杆接长必须按有关规定采用对接扣件连接, 且接头不得在同一水平面。
4) 支架立杆应竖直设置, 2 m高度的垂直允许偏差为15 mm。
5) 当梁模板支架立杆采用单根立杆时, 立杆应设在梁模板中心线处, 其偏心距不应大于 25 mm。
6) 顶托的自由端悬臂长度需进行有效控制, 高支模工程应控制在20 cm内。
7) 如支撑体系中存在大截面、大跨度的承重梁, 则需对梁底部位的架体立杆进行加密处理。
3.2.2 满堂模板支架的支撑设置应符合下列规定
1) 剪刀撑应纵横设置, 且不少于两道, 其间距不得超过4.5 m;支撑主梁的立杆必须设置剪刀撑。
2) 满堂模板支架四边与中间每隔四排支架立杆应设置一道纵向剪刀撑, 由底至顶连续设置。
3) 高于4 m的模板支架, 其两端与中间每隔四排立杆从顶层开始向下每隔二步设置一道水平剪刀撑。剪刀撑的构造应符合有关规定。
4) 如果架体内、外存在已施工完毕的结构墙、柱, 则将架体与墙、柱进行有效连接 (顶撑等) , 以提高架体的整体稳定性 (抗倾覆) 。
4 模板支架施工
(1) 施工准备:进行技术安全交底;对构配件进行验收;清除搭设场地杂物, 平整搭设场地, 并使排水畅通。
(2) 支架基础必须满足支模施工和计算要求, 验收合格后按施工方案的要求放线定位搭设立杆前, 要先根据支模平面图放出每根立杆的位置, 对立杆基础平面进行找平处理, 以确保放置底座面水平, 保证立杆垂直。
(3) 按施工方案和上述构造要求搭设模板支架, 扣件的紧固力矩应达到要求, 并应满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB50204-2002) 的有关规定, 现场派技术人员进行搭设指导。
(4) 支架的搭设是由架子工操作, 支架上的模板系统则由木工来完成, 在设计与施工过程中, 要综合考虑各班组的情况, 协调好各班组的工作, 才能搭设出既确保安全、方便施工, 又节约钢管用量的支模系统。
5 安全管理
1) 明确支摸施工现场安全责任人, 负责施工全过程的安全管理工作。在支摸搭设、拆除和混凝土浇筑前向作业人员进行安全技术交底。
2) 支模施工应按经审批的施工方案进行, 方案若需修改, 则应重新履行审批程序, 并进行专家论证, 严禁擅自修改搭设方案。
3) 支模分段或整体搭设安装完毕, 经技术、安全负责人和监理单位综合验收合格后方能进行钢筋安装。
4) 支摸施工现场应搭设工作梯, 作业人员不得从支撑系统爬上爬下。
5) 支摸搭设、拆除和混凝土浇筑期间, 无关人员不得进入支摸底下, 并由安全员在现场监护。
6) 混凝土浇筑时, 派安全员专职观察模板及其支摸系统的变形情况, 发现异常现象时应立即暂停施工, 迅速疏散人员, 待排除险情并经检查、论证同意后方可复工。
7) 施工期间, 要避免材料、机具与工具过于集中堆放。
8) 支架搭设人员必须持证上岗, 并戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋, 夜间施工时必须保证有充分的灯光照明。
9) 恶劣天气时应停止模板支架的搭设与拆除, 雨后上架作业应有防滑措施。
参考文献
[1]赵志缙, 高层建筑施工手册, 上海, 同济大学出版社, 1997.
[2]建筑施工脚手架实用手册, 北京, 中国建筑工业出版社, 2004.
钢管支撑体系 篇6
关键词：碗扣式,高大模板支撑体系,监理控制要点
0 引言
随着现代化城市建设的发展, 市政桥梁工程结构体型的不断扩大和结构的复杂化, 高大模板支撑的使用越来越多, 而模板支撑架坍塌事故, 已成为工程施工中极易引发群体伤亡的危险源之一。在高大模板施工过程中, 每一个参与的工作者, 务必高度重视高大模板工程, 采取切实可行的措施, 确保高大模板支撑系统稳定性, 杜绝因高大模板支撑体系失稳而导致坍塌事故的发生。碗扣式钢管模板支撑体系是一种新型承插式钢管模板支撑体系, 监理人员要认真贯彻执行规范和有关规定, 监督施工单位实施, 真正发挥工程的监理作用, 严格把好审查、检查、验收、监督关, 确保碗扣式钢管模板支撑体系施工的质量和安全。
1 工程概况
泉州南迎宾大道拓改建工程主线跨线桥长度为970m, 采用预应力混凝土连续现浇箱梁, 箱梁梁高1.8~3.1m, 桥梁的标准跨径为35m, 其间采用圆弧过渡。跨线桥双幅布置, 单幅8联共计16联箱梁, 箱梁混凝土全部采用现场浇筑完成。模板采用竹胶板模, 全部在现场制作、安装。侧模、底模由竹胶板方木、方木托梁形成。施工搭设排架采用WDJ碗扣型多功能脚手架, 搭设区域为箱梁全宽顺桥范围内搭设, 排架搭设高度约为3~9m。根据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》 (建质[2009]87号) 文件规定, 该现浇箱梁模板工程为超高、超重、大跨度模板支撑体系。
2 高大模板支撑架坍塌事故主要原因分析
模板支撑架坍塌事故多发生在预压加载或卸载期间、荷载转移期间、混凝土浇筑及振捣期间、支架拆除期间, 即在荷载或承载能力发生变化时为其事故高发期。
(1) 架体或其杆件、节点实际受到的荷载作用超过了其实际具有的承载能力、特别是稳定承载能力。支架因设计和施工缺陷, 不具有确保安全的承载能力或使其承载能力, 没有多大富裕, 使其难以在支架的实际荷载增加和实际承载能力降低因素影响下, 确保安全。如在作业面上集中了过多的人员和浇筑、振捣设备;出现了未予计算、但数值较大的施工设备堆料等荷载;高配筋率结构件未调增自重标准值;支架预压加载材料被雨水浸泡过后重量变大, 使得预压荷载值超过支架设计承载力。
(2) 支架产品质量不合格。支架材料进场, 未按规定进行验收;市场供应的钢管和扣件材料质量低劣, 钢管弯曲、变形、绣蚀、裂痕、丝芽不完整等。钢管构件厚度不足, 模板、木方薄弱或有明显缺陷, 周转次数过多, 导致模板支撑架承载能力明显降低, 造成严重的安全隐患。
(3) 施工组织方案不完善。如支架设计方案缺乏针对性;未实地勘测地基承载力;专项施工方案未由项目技术负责人及相关技术人员编制, 超过一定规模的未组织专家论证;对荷载考虑不全面或错误, 荷载组合未按最不利原则考虑, 未全面考虑风荷载、施工荷载、临时荷载 (雨、雪等) ;设计时未考虑市场实际供应材料的影响, 如钢管壁厚不足等情况。
(4) 支架基础处理未达标准要求。未对地基承载力进行确认, 回填土密实度未达到要求;支架基础混凝土浇筑厚度不足, 养护不到位, 混凝土强度达不到要求;立杆基础无排水措施或排水不畅等引起地基下沉;支架底部未设置底座。
(5) 现场搭设存在质量误差。支架搭设、拆除施工未按照专项施工方案执行;立杆间距、水平杆、斜杆、门洞处设置、连墙件拉结措施等未按方案设置;碗扣节点未按规定锁紧, 漏设横杆, 斜杆设置未与立杆扣接, 使用立杆支撑体系的整体稳定性无法得到保证;支架立杆上端未采用U形托撑, 杆扣件直接受力;底层纵、横向水平杆作为扫地杆距地面高度过高, 立杆上端包括可调螺杆伸出顶层水平杆的长度过大, 未对扣件拧紧情况进行检查等;个别工程仅由工人凭经验进行搭设, 立杆间距过大, 立杆垂直偏差过大, 水平杆及斜杆设置不足, 稳定性严重不足。
(6) 施工单位管理不到位。施工管理混乱, 质量和安全保证体系不全;搭设人员无上岗操作证;模板支撑体系搭设前未对搭设人员进行技术交底, 搭设过程中未进行有效的管理, 搭设完成后未进行检查;采用不安全的施工程序和浇筑工艺;浇筑混凝土时, 模板上堆集混凝土过多, 过于集中;混凝土浇筑过程中, 未派专人对模板支撑体系进行监测, 出现下沉、变形等情况未能及时发现并进行加固处理。
(7) 监理现场监管不力。施工单位未报送专项施工方案或未按专项方案施工, 未及时制止施工或向有关单位和上级主管部门汇报;施工单位质量和保证体系不全, 管理不到位, 未及时责令施工单位整改或暂停施工;现场监理人员未认真履行职责, 对模板支撑体系未进行严格检查, 验收走过场, 未能及时发现支撑体系中存在的严重安全隐患。
(8) 综合影响原因。从原材料、方案设计、搭设质量、现场管理等多方面不合格, 都将可能引起模板支撑架坍塌事故的发生, 结果往往造成惨重的人员伤亡、巨额经济损失和严重的社会影响, 作为工程监理人员, 须严格做好高大模板支撑体系的事前、事中、事后的控制工作, 确保安全生产。
3 高大模板支撑体系监理事前的控制要点
(1) 组建合格的项目监理机构。由于高大模板具有超高、超重及大跨度等特点, 在组建监理机构时, 应根据其特点配备相应的专业人员, 完善现场各项监理制度, 保证各专业监理人员认真履行各自的职责。
(2) 熟悉图纸、学习规范。为预防建设工程高大模板支撑系统坍塌事故, 保证施工安全, 住房和城乡建设部组织制定了《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》, 并于2009年10月26日组织印发。《导则》从高大模板支撑系统的定义、方案管理、验收管理、施工管理、监督管理等方面均作了相关规定。监理从业者都应认真学习《导则》和相关规范, 熟悉施工安装图图纸, 明确重点控制部位及监理责任。
(3) 参与专项施工方案论证, 严格审批修改后的方案。 (1) 《导则》规定高大模板支撑体系属于危险性较大工程。施工前应由施工单位工程项目技术负责人组织项目相关技术人员进行专项施工方案的编制, 并组织不少于5人的专家组, 对方案进行论证。专项施工方案应针对工程项目施工特点进行编制, 从支撑系统的设计计算、搭设到混凝土的浇筑施工, 都应做足安全技术措施, 务求万无一失, 确保施工安全。 (2) 专项方案主要内容包括:编制说明及依据, 工程概况;设计方案;施工部署;施工方法、技术要点与检查验收;安全保证措施;应急预案。对施工荷载、立杆、立杆地基承载力、支架、模板及其支撑系统的强度、刚度、稳定性、抗倾覆以及支承层地面的承载力进行详细验算;对支撑系统的地基处理及排水、钢管连接方式、架体四周与建筑物的可靠连接、水平与纵向剪刀撑等构造设置进行详细说明;对混凝土浇筑进行说明。针对不同工程结构、施工方法、选用的各类机械设备、施工场地及周围环境等特点制定有针对性高大模板安全技术措施;制定应急救援预案, 内容包括:各方主体的职责、针对各种突发情况的应急处理方案、浇筑混凝土期间检查模板变形情况制度、异常情况报告制度等, 有特殊要求的应作详细说明。 (3) 专项方案需绘制支撑体系搭设详图:详细的高大模板支架图、支撑平面图、立面图、剖面图、水平剪刀撑布置平面图及竖向剪刀撑布置投影图、梁板支模大样图、支撑体系监测平面布置图及连墙件布设位置及节点大样图等。不能以文字内容代替施工图纸, 以免导致操作人员无所适从、任意搭设。 (4) 总监理工程师组织监理部人员对施工单位报审的专项施工方案进行审查, 并形成书面审查意见;参加专家论证会, 由专家对专项方案进行论证, 连同监理的审查意见, 形成书面的专家组意见。施工单位应根据专家组意见对专项施工方案进行修编, 并经施工单位企业技术负责人、监理单位总监理工程师签字审批后方可实施, 施工中原则上不得调整施工方案, 因特殊原因确需调整的, 应经施工单位技术负责人、监理单位总监理工程师签字同意, 并提出是否重新组织专家进行论证审查。
(4) 编制高大模板支撑体系监理实施细则, 做好监理交底。 (1) 编写高大模板监理实施细则:总监理工程师应组织各专业监理工程师编写高大模板监理实施细则, 细则应根据工程的特点, 明确质量安全监理方法、措施和控制要点。 (2) 经批准评审通过的专项方案是施工和监理的依据。总监理工程师与项目监理人员全面参与施工单位的质量安全作业技术交底。为保证施工过程质量、安全始终处于受控状态, 项目监理机构根据高支撑的结构特点协助施工单位设置以下质量控制点:地基处理工序验收;扫地杆与拉接点的设置;立杆碗扣承插节点紧固;横杆及水平竖向剪刀撑等斜杆的设置;斜杆扣件与立杆的拧紧度。施工单位按照质量控制点的要求, 每道工序完成后, 经自检, 公司质安科复检合格后报监理机构进行验收, 未经监理验收不得进行下道工序。 (3) 同时向施工单位现场技术人员进行监理交底, 交底会主要内容有:1) 要求施工单位明确负责高大模板支撑体系施工过程的施工现场安全责任人;2) 高大模板支撑体系搭设、拆除和混凝土浇筑前施工现场安全责任人应向作业班组进行质量、安全技术交底, 并将书面交底记录交项目监理部备案;3) 高大模板支撑体系施工应按经审批的专项方案进行, 专项方案未经原审批单位同意, 任何人不得修改变更;4) 承担高大模板支撑体系搭设、拆除的分包单位应具有相应资质的劳务分包企业;5) 高大模板支撑体系搭设、拆除作业人员按照国家有关规定经专门的安全作业培训, 并取得架子工操作资格证书;6) 高大模板支撑体系施工现场应搭设工作梯, 作业人员不得从支撑系统爬上爬下;7) 高大模板支撑体系搭设、拆除和混凝土浇筑期间, 无关人员不得进入支撑底下, 并由专职安全员在现场监护;8) 混凝土浇筑时, 施工单位应派专职安全员观察模板及其支撑系统的变形情况, 发现异常现象应立即暂停施工, 待排除险情并经施工单位安全负责人检查报监理人员同意后方可复工。
(5) 加强施工现场钢管、扣件等产品质量检测验收。要求施工单位严格控制进场钢管、扣件的质量, 并按有关规定进行进场验收和检验。进场材料应按照《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》 (JHl66—2008) 要求的频率进行抽样检测。 (1) 购买、租赁的支架构配件应有产品质量合格证、供应商配套提供的构配件材质及产品性能检验报告、进场后的质量复检资料。对无生产许可证、产品质量合格证来历不明的钢管、扣件, 一律不得使用。 (2) 钢管扣件的外观验收的方面:钢管应平直光滑、无裂纹、无锈蚀、无分层、无结巴、无毛刺等, 不得采用横断面接长的钢管;铸造件表面应光整, 不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷, 表面粘砂应清除干净;各焊缝应饱满, 焊药应清除净, 不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷。 (3) 对支架工程钢材材质、主要尺寸等应注意检查以下内容:1) 碗扣式钢管支架所用钢板热冲压整体成型的下碗扣, 钢板应符合《碳素结构钢》 (GB/T700) 中Q235A级钢的要求。板厚不得<6mm, 并应600~650℃的时效处理。严禁利用废旧锈蚀钢板改制 (强制性条文) 。立杆上碗扣、可调底座及可调托撑螺母应采用锻铸铁或锻铸钢;下碗扣、杆件接头应采用碳素铸钢。材料性能应符合相应要求。2) 钢管规格应为Φ48mm×3.5mm, 其壁厚应为3.5mm, 允许偏差0~+0.25mm。可调底座的底板钢板厚度不得<6mm, 可调托撑钢板厚度不得<5mm;可调底座及可调托撑丝杆与调节螺母啮合长度不得少于6扣, 插入立杆内的长度不得<150mm (强制性条文) 。支架构配件的其他尺寸及强度要求应符合《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》 (JTJl66—2008) 附录A、B的要求。
4 高大模板支撑体系监理事中控制要点
(1) 支架基础施工控制要点:满堂式支架的支承地基必须坚实可靠, 确保排水畅通, 不得积水。结合本工程情况, 需特别注意软土地基、回填地基部分, 地基处理可利用原有道路路基, 回填部分需注意分层夯实, 控制好回填密实度, 经碾压后在表面浇筑15cm厚C20混凝土垫层, 两侧做好排水工作。按要求做好支架基础预压工作, 布置好沉降监测点, 做好测量过程跟踪, 得出支架基础合格判定的结论。
(2) 定位控制:支架搭设检查时要注意立杆间距、水平杆间距等是否与施工方案相符, 间距绝不可超过设计值。安装前, 应按施工方案弹线定位, 监理人需对定位线认真复核, 复核结果符合要求后, 检查其垫木、底座按定位线进行安装搭设。支架底部不可直接落在地面上.应设置可调或固定底座。
(3) 搭设构造要求 (多为强制性条文) :架体搭设需严格控制好构造措施, 以增加整体稳定性。下部应设扫地杆, 且离地距离应控制在35cm内。立杆伸出顶层水平杆的长度 (即顶部水平杆至可调托撑钢板距离) 应在70cm以内。支撑架系的四周应设置竖向剪刀撑。支撑架系内部也应设顺桥向及横桥向的竖向剪刀撑, 间距应≤4.5m。当支撑架系的高度>4.8m时, 应设置水平剪刀撑, 包括顶端、底部, 中间设置间距应≤4.8m。竖向剪刀撑斜杆应从支撑架系的底部到顶部连续设置, 安装与水平面的夹角应在45~60°之间。且与相交的每根立杆都有扣件连接;扣件连接应尽量接近立杆碗扣节点。模板支撑架与周边需设置好连结措施 (本工程支架用钢管与桥墩环抱拉结) 。支架立杆上端应采用U形托撑, 支撑设在主楞底部。
(4) 支架预压:严格按《钢管满堂支架预压技术规程》 (JGJ/T194-2009) 规定要求做好支架预压工作, 注意预压监测点布置、分级加载, 荷载均布对称堆放, 并按时段监测沉降, 得出支架预压的结论报告。监理人员对支架预压沉降观测进行过程跟踪, 以保证测量数据的真实有效。雨雪季节堆载预压时, 应要求施工单位对砂袋等荷载进行防水处理, 防止荷载超限造成支架失稳。
(5) 检查验收:高大模板搭设完成后, 总监理工程师应协助业主组织由施工单位、设计单位、监理单位、业主单位、专家组成员及质量安全监督机构有关人员组成验收小组, 对照有关标准、规范和专项施工方案提出的具体要求进行检查验收, 并形成书面验收意见。施工单位根据验收小组提出的验收意见进行整改, 整改完成后再组织复验, 直至验收合格, 否则不进入下道工序的施工。
(6) 混凝土浇筑:浇筑前, 经施工单位项目技术负责人、项目总监确认具备混凝土浇筑的安全生产条件, 并签署混凝土浇筑令后, 方可浇筑混凝土。浇筑应严格按方案要求组织施工。在浇筑过程中, 项目监理部应安排专职监理人员进行旁站, 并督促施工单位安排专职人员对模板及其支架进行观察和维护, 发现有松动、变形情况, 必须立即停止浇筑, 撤离作业人员, 并采取相应加固措施。控制好混凝土的分层浇筑, 并严格控制泵管布料高度不超过板面200mm。浇筑过程中应避免集中堆载, 要均匀布料。
(7) 支架拆除:高大模板支撑体系拆除时, 混凝土强度应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB50204) 的有关要求, 并报项目监理部审查同意后方可实施。并要求施工单位需严格按照专项施工方案组织拆除。
(8) 工作要求:现场监理对高大模板工程搭设与拆除实施全过程旁站监理, 以及定期、不定期地对高大模板施工过程进行巡视检查。以口头通知、书面通知、工程局部暂停令及上报上级质量监督站和安全监督站主管部门等方式, 全过程、全方位做好高大模板支撑监理控制工作。
5 高大模板支撑体系监理事后控制要点
事后控制, 是对高大模板支撑体系的施工质量和安全进行评价。监理人员对高大模板支撑体系施工整个过程中产生的相关资料、及时收集、整理、归档。发现安全隐患应责令整改, 对施工单位拒不整改或拒不停止施工的, 应当及时向建设单位报告, 及向上级主管部门汇报。做好事后控制, 有利于总结相关经验, 总结高大模板支撑体系在搭设、使用和拆除过程中应注意的事项, 确定高大模板支撑体系的监理控制重点, 以促使高大模板支撑体系安全监理的规范化, 确保安全生产。
6 结语
泉州南迎宾大道招改建主线高大模板支撑工程, 采用碗扣式钢管脚手架支撑体系对现浇箱梁施工, 项目工程监理, 按上述监理措施, 进行质量安全的控制, 严格做好模板支撑工程事前、事中、事后三个阶段的监督控制, 使高大模板支撑体系, 在全长970m预应力混凝土连续现浇筑梁施工中, 发挥稳定安全的支撑作用, 为主体工程顺利完成打下良好的基础, 取得较好的经济效益。实践证明, 只有充分认识到高大模板碗扣式钢管支撑架的特点, 认真执行有关标准、规范的规定及专项施工方案的具体要求, 做足各种安全技术措施, 是能够确保模板支撑架施工质量和安全要求的。
参考文献
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钢管支撑体系 篇7
1工程概况
山西饭店北楼为一字形,地上12层,屋顶结构标高34.15 m,改造层主要为12层的梁板结构及屋顶四周悬挑的大梁厚板,局部增加剪力墙、柱子及承重梁。屋顶高四周外挑梁板长度为2 668 mm,四个大角外挑长度为4 613 mm,且外挑梁较大,四个大角梁截面尺寸为400 mm×600 mm～400 mm×942 mm;板较厚,板厚达300 mm。悬挑高度高、长度长、悬挑梁板荷载较大、施工场地局限性大,造成施工难度高。
2屋顶悬挑支撑架构造措施
2.1 围护架
为了保证安全施工,从屋顶悬挑工字钢脚手架全封闭围护屋面施工,围护架高3.0 m。
2.2 悬挑工字钢及钢筋预埋环
悬挑工字钢均采用型号28a工字钢。屋顶四周外挑3.3 m,内长5.7 m,共9.0 m长;四大角外挑5.1 m,内长6.9 m,共12.0 m长。每一工字钢均用三个HPB235Φ18钢筋预埋环固定,分别设在端部、中部、尾部位置。屋顶四周预埋环高420 mm,宽180 mm,锚筋水平段长390 mm;四大角垂直相交重叠部分,山墙部分预埋件高度为600 mm,其他尺寸不变;四大角挑梁外挑部分埋件高850 mm,宽250 mm,锚筋水平段长450 mm。预埋件布置在梁主筋下,无梁处埋在底板筋下部。
2.3 钢管斜撑
四大角及山墙处,在与工字钢垂直交叉部位焊接ϕ121钢管斜撑,斜撑宽度均为3 m,山墙处高度为5 m,四大角处高度为5.5 m,斜撑钢管在山墙上或梁上与钢板(450 mm宽×500 mm高×12 mm厚)焊接,每块钢板均采用9个M16的膨胀螺栓固定。
2.4 脚手架搭设
悬挑脚手架采用扣件式钢管脚手架,每步架高为0.9 m,共3步架,架底用木架板、彩条布及钢丝网封严,立网用密目网和钢丝网双层防护。
2.4.1 四大角300厚板角部支撑
立杆纵距b=1.0 m,立杆横距l=0.5 m,立杆步距h=0.9 m,梁顶托采用双钢管。
2.4.2 梁支撑
梁支撑立杆纵距(跨度方向)l=0.25 m,立杆步距h=0.9 m。沿梁高度方向设对拉螺栓1道,对拉螺栓直径为16 mm,垂直于梁截面方向间距为600 mm。
2.4.3 四周部位板支撑
立杆纵距b=1.0 m,立杆横距l=0.75 m,立杆步距h=0.9 m,梁顶托采用双钢管。
2.4.4 钢管斜撑节点
钢板固定剖面图及室内立面图见图1,图2,外墙斜撑钢管固定立面图见图3。
3施工方案
3.1 施工顺序
安装东西山墙工字钢→焊接东西山墙斜撑钢管并切割工字钢→安装南北面工字钢→安装四大角工字钢→焊接四大角斜撑钢管→安装脚手板及搭外架→支屋面内部件及悬挑底部梁板部分模板→钢筋绑扎、浇筑第一次混凝土→支悬挑顶部梁部分模板→钢筋绑扎、浇筑第二次混凝土→支悬挑顶部板部分模板→钢筋绑扎、浇筑第三次混凝土→拆模→拆架。
3.2 悬挑支撑架的搭设、检查验收及拆除
3.2.1 悬挑支撑架的搭设
挑杆不设接头,为增加扣件抗滑荷载,挑杆上端采用双扣件。
宜先立两端头的立杆,再立中间的一根立杆,当互相看齐后,立中间部分的各立杆。
为保持架子的整体稳定,对于相邻立杆的对接扣件,不得在同一步距内,上下应错开50 cm以上。因此,在竖立第一节立杆时,应选长短不一的钢管做立杆。
在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑、横向斜撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心线至主节点的距离不宜大于150 mm。各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不得小于100 mm。
拧扣件螺栓要紧松适度,拧得不紧容易使杆件滑动,拧得太紧会使扣件断裂,要求扭力矩控制在不小于40 N·m,且不应大于65 N·m。
内外模立杆均布置在工字钢上,悬挑支撑架上满铺脚手板,钢筋拉环、锚固螺栓与型钢间隙应用钢楔或硬木楔楔紧。
在外侧两端、转角及中间间隔不超过15 m的立面上,各设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置。每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不应小于6 m,斜杆与地面的倾角应在45°～60°之间。剪刀撑斜杆的接长宜采用搭接,搭接长度不应小于1 m,应采用不少于2个旋转扣件固定。剪刀撑应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150 mm。脚手板要满铺,并设有250 mm高的踢脚板,不得有探头板,与墙面的间隙不大于150 mm。铺设封底钢丝网和彩条布,以防坠物掉落地面。
3.2.2 悬挑支撑架的检查验收
脚手架搭设完毕、使用前应符合以下要求:整体脚手架必须保持垂直、稳定,不得向外侧倾斜;脚手板与墙体的拉结点及剪刀撑必须牢固,间距符合设计规定;脚手架沿建筑物的外围应连续封闭;脚手板的规格尺寸、各杆件间距及倾斜角度等应符合要求。
脚手架使用期间应根据使用的具体情况,检查以下内容:脚手架有否出现倾斜或变形;立杆是否出现下沉或悬空;扣件有否出现松脱或断裂;使用过的材料、设备机具不得堆放在脚手架上。
3.2.3 悬挑支撑架的拆除
架体拆除时应划分作业区,周围设围栏或竖立警示牌,地面上设专人指挥看护,严禁非作业人员入内。
拆除的高空作业人员,必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。
脚手架拆除必须自上而下按顺序进行,先搭的后拆,后搭的先拆。拆除的顺序为:栏杆、脚手板、剪刀撑、小横杆、立杆、斜撑等,安全网和架上附着物应同时拆下,并按一步一清的原则进行,严禁上下同时进行拆除作业。连墙点的拆除必须待脚手架拆除完毕后,方可拆除。
拆立杆时,应先抱住立杆再拆开最后两个扣,拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时,应先拆中间扣,然后托住中间,再解端头扣。
剪刀撑、斜撑、连墙点应随拆除进度逐层拆除。
拆除时要统一指挥,上下呼应,动作协调,当解开与另一方有关的结扣时,应先通知对方,以防坠落。
拆除时应精心作业,防止碰坏门窗、玻璃、落水管等建筑物装饰表面。
拆下的材料应用绳索拴住,缓缓下运,严禁抛掷,运至地面的材料应按指定的地点,分类整理堆放,随拆随运,当天拆当天清。
在拆除过程中,不得中途换人,如必需换人时,应将拆除情况交代清楚后方可离开。
为了保证架体及型钢有效安全拆除,在山墙及四大角工字钢旁钢梁上预埋HRB235Φ20钢筋吊环。
3.3 混凝土浇筑
施工时分三次浇筑混凝土,第一次为下部悬挑部分,即L-5相关1 355 mm宽部分,第二次待该悬挑部分施工7 d后进行上部挑梁部分,第三次浇筑挑板部分,如图4所示。
4材料质量要求
4.1 钢管
钢管采用现行国家标准GB/T 13793直缝电焊钢管或GB/T 3091低压流体输送用焊接钢管中规定的Q235普通钢管;钢管的钢材质量应符合现行国家标准GB/T 700碳素结构钢中Q235级钢的规定。脚手架钢管宜采用ϕ48.3×3.6钢管。每根钢管的最大质量不应大于25.8 kg。
4.2 扣件
扣件采用可锻铸铁或铸钢制作,其材质应符合现行国家标准GB 15831钢管脚手架扣件的规定;采用其他材料制作的扣件,应经试验证明其质量符合该标准的规定后方可使用。
4.3 脚手板
脚手板选用木架板,木脚手板材质应符合现行国家标准GB 50005木结构设计规范中Ⅱa级材质的规定。脚手板规格为250 mm宽,厚度不应小于50 mm,两端宜各设置直径不小于4 mm的镀锌钢丝箍两道。
4.4 可调托撑
可调托撑螺杆外径不得小于36 mm,直径与螺距应符合现行国家标准GB/T 5796.2,GB/T 5796.3梯型螺纹的规定。可调托撑的螺杆与支托板焊接应牢固,焊缝高度不得小于6 mm;可调托撑螺杆与螺母旋合长度不得少于5扣,螺母厚度不得小于30 mm;可调托撑抗压承载力设计值不应小于40 kN,支托板厚不应小于5 mm。
4.5 型钢
悬挑脚手架用型钢的材质应符合现行国家标准GB/T 700碳素结构钢或GB/T 1591低合金高强度结构钢的规定。用于固定型钢悬挑梁的U形钢筋拉环或锚固螺栓材质应符合现行国家标准GB 1499.1钢筋混凝土用钢 第1部分:热轧光圆钢筋中HPB235级钢筋的规定。
4.6 栏杆围网
栏杆围网选用聚氯乙烯纺织的密目式安全网和钢丝网片,底部采用彩条布和钢丝网片封底。
5施工安全措施
1)搭架作业时,架上的施工人数,要按设计要求控制,不得将结构施工荷载传递到架上,不得将模板、钢筋、扣件放在架上,更不能将室内建筑垃圾清到架上,不准在架上另设悬挂物体,严禁向架上或向架外抛掷物品。
2)架子上下不得同时作业,安全网、脚手板要扎牢,不准随意拆动,如须拆动必须经项目技术负责人批准由搭架工负责处理。脚手架外围6 m范围内不得有人随意走动。
3)搭架工及架上操作人员,每天上下班前,要检查架子的支撑锚固点是否牢固,发现问题,立即处理或报技术负责人解决。架上施工荷载要均匀布置,不得集中一边,单向偏移受力,并不得超过设计荷载,特别防止梁拆模时模板突然下落的冲击力,如须落在架上,必须采取缓冲措施。
4)架上所用的扣件,必须定期保养巡查,如有毛病,应立即更换。架子的附墙支撑,要支扣在结构物可靠处,不得支扣在模板支撑上或其他不牢固的位置上。
6 结语
工字钢悬挑支撑及钢管斜撑相结合的支撑体系,有效保证了施工安全,降低了施工成本,相比落地式支撑架节约施工费用60万元以上,经济效益和社会效益明显,为城市旧楼改造提供一种新思路,既减少建筑资源浪费,又让既有建筑发挥更大的作用,推广应用前景广泛。
摘要：以山西饭店旧楼改造工程为工程实例,从构造措施、施工方案、材料质量要求、施工安全措施等方面对超长、超高工字钢悬挑与钢管斜撑支撑体系进行了阐述与分析,为旧楼改造提供了新的思路。
关键词：旧楼改造,悬挑,工字钢,钢管
参考文献
[1]于存海,贾立明.工字钢悬挑外脚手架的施工应用[J].建筑技术,2010(3):215-218.
钢管支撑体系 篇8
关键词：钢管骨架,变断面衬砌,支撑体系
1 工程概况
深圳轨道交通四号线二期工程少年宫站~莲花北站区间隧道全程约1200m, 穿越莲花山, 采用矿山法施工。隧道内有左右两条主线及两条停车线, 断面结构形式多达26种。该隧道二衬施工难度大, 其中, 标准断面采用衬砌台车 (衬砌长度1700m) , 非标准断面及渐变段采用满堂脚手支架支模施工 (衬砌长度800m) 。鉴于此, 钢管骨架模板支撑体系的承载性能及施工质量控制成为施工重点, 本文着重对该支撑体系的承载力及施工质量控制进行分析。
2 钢管骨架模板支撑体系承载力计算
2.1 支撑体系设计
根据设计二衬厚度, 脚手架采用碗扣式脚手架支撑系统, 搭设落地式、全高全封闭的碗扣式脚手架, 并在其中间增设剪刀撑。模板采用P3012组合钢模, 模板下方以Φ48×3.5m m钢花管制作的拱形支架配合方木支撑, 脚手架选用钢管 (外径48mm, 壁厚3.5mm) 。图1为钢管骨架模板支撑体系简图。
2.2 承载力计算
2.2.1 混凝土侧压力计算
混凝土侧压力影响因素很多, 浇筑速度是一个重要的影响因素, 侧压力一般与其成正比, 当其达到一定的速度后, 再提高浇筑速度, 则对侧压力影响不明显, 混凝土温度影响混凝土的凝结速度, 温度底、凝结慢, 混凝土侧压力的有效压头高, 最大侧压力就大, 反之就小。我国目前采用的计算公式, 当采用内部振动时, 新浇混凝土作用于模板上最大侧压力, 按下面两式计算, 并取最小值:
式中:F1为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力 (KN/m2) ;
γc为混凝土自重密度 (25KN/m3) ;
to为混凝土初凝时间, to=200/ (t+15) ;
t为混凝土温度
β1为外加剂影响系数, 取1.2;
β2为坍落度修正系数, 取1.2;
h为浇筑高度, 取8.0m (取最大高度) ;
V为浇筑速度, 取2m/h。经计算, F1=67.2KN/m2,
2.2.2 骨架模板计算参数值
1) 模板:P3012组合钢模板, t=3.5m m, 尺寸1200×300;
2) 小方木:红松木, 截面100×100m m, 间距300m m;
3) 大方木:红松木, 截面100×120m m, 间距600m m或900m m;
4) 钢管Φ483.5截面特性:A=4.89cm 2;I=12.19cm 4;W=5.08cm3;i=1.58cm;
5) Q235钢抗拉、抗压、抗弯强度设计值:F=235N/m m 2;
6) 抗弯强度允许值[σ2]=13MPa。
2.2.3 模板验算
加工的300*1200定型钢模板 (δ=2.75mm) , =36.3×104mm4, =8.21×103m m3。计算简图如下:
将荷载化为线性荷载:
抗弯强度计算结果:
σ=M/W=49.21N/mm2<215N/m m2 (满足)
挠度验算:
ω=0.521ql4/100EI0.04m m<1.5m m (满足)
2.2.4 脚手架支撑体系验算
搭设高度H=8.0米 (取最大高度, 最大17排) , 步距h=0.6米, 立杆纵距La=0.6米, 立杆横距Lb=0.9米, 剪刀撑在6个步距设置一道 (即每3.6m处设置) 。本工程为隧道工程在计算时不考虑风荷载。立杆轴向力:
1) 混凝土自重:25KN/m 3
2) 模板纵横方木:0.27KN
3) 立杆:4.89×10-4×76×8=0.297KN
4) 纵横水平杆重:0.95KN
5) 混凝土浇注冲击荷载取:0.6KN
6) 施工及振捣荷载:1.8KN
7) 模板重:0.39KN/m 3
经计算荷载总计:N=10.835KN。长细比:λ=l/i=132.912, 查J GJ 130-2001附录C表C得=0.381。有:
因此, 立杆稳定性满足要求。
2.2.5 横杆承载力及挠度计算
当横杆支撑梁时, 横杆弯矩按下式计算:
式中:M—横杆弯矩 (KN·m) ;
Pc—砼重量及模板重量的1/2;
C—骨架到支座间距离。
横杆抗弯强度按下式计算:满足要求, 式中:W—钢管的截面模量。
横杆的挠度应符合下式规定:
满足要求, 式中:Vmax—横杆的最大挠度;[v]—容许挠度, L/200=4.5mm。
碗扣节点承载力按下式验算:
式中:Qb—下碗扣抗剪强度设计值, 取60k N。因此, 水平杆稳定性满足要求。
3 质量保证措施
1) 混凝土采取机械振捣, 振捣时振捣棒做到快插轻拔, 并上下略有抽动, 以使混凝土振捣均匀。
2) 拱墙混凝土施工时, 两端必须同时对称浇注, 以减小侧向压力。
3) 每次拆模后将模板表面清理干净, 不得粘有干硬水泥浆等杂物;模板脱模剂要涂刷均匀, 不得漏刷。
4) 混凝土分层均匀振捣, 严防漏捣;每层混凝土均应振捣至气泡排除为止。
4 结语