建筑施工模板安全技术规范技术应用探讨中

1、建筑施工模板安全技术规范技术应用探讨（中）李继刚1 方敏进1 刘栋1 谢建民2 王彦理2（1.杭州品茗科技有限公司 2.浙江省东阳第三建筑工程有限公司）【摘要】建筑施工模板安全技术规范的荷载取值、强制性条文、设计与计算、构造与安装等存在不同理解，实施中难免出现偏差，本文结合规范和实际工程案例，对规范中的若干重点、难点和焦点问题进行分析和探讨，为规范的执行创造便利条件。【关键词】模板规范 荷载 支撑 稳定性 3. 模板及支架设计计算3.1 模板设计要求与基本内容3.1.1 模板设计流程图5 模板设计流程图模板在设计时应遵循“选型选材结构计算绘图编写专项方案”（见图5）的流程。合理的模板设计选型应放在第一位，规范鼓励使用桁架、定型模板支架、工具式立柱等承载力好、稳定性和刚度有保证的支撑体系。在模板设计选材时，要求相关技术人员一定要坚持“尊重现场、执行规范、实事求是”的原则做设计计算。如施工现场钢管材料普遍壁厚不足3.5mm，规定必须根据抽样检测结果确定钢管截面特性，应严格执行，切忌生搬硬套。3.1.2编制模板安全专项方案应包含的内容规范5.1条对模板设计的基本内容进行了要求，结合住建部危险

2、性较大的分部分项工程安全管理办法（建质200987号）文件精神，模板支架安全专项方案编制应包括以下内容：（1） 工程概况：模板及支架的工程概况、施工平面布置、施工要求和技术保证条件；（2） 编制依据：相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及图纸（国标图集）、施工组织设计等；（3） 施工计划：包括施工进度计划、材料与设备计划；（4） 施工工艺技术：技术参数、工艺流程、施工方法、检查验收等；（5） 施工安全保证措施：组织保障、技术措施、应急预案、监测监控等；（6） 劳动力计划：专职安全生产管理人员、特种作业人员等；（7） 计算书及相关图纸。品茗安全设施计算软件已经参照住建部文件精神进行了全面升级，可以满足方案编制和专家评审需要。3.2 强制性条文5.1.6关于构件长细比的规定模板规范第5.1.6条给出对模板结构构件长细比的强制性规定（见表7），长细比（）是指杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比（=l0/i），计算长度与杆件端部的连接方式有关，如固接、铰接、链接、自由等，长细比并不是长边与短边之比。对长细比进行强制性限制的一方面是为了避免自重引起的过分垂曲（例如桁架的上弦杆或斜杆）；另一方

3、面是为了消除振动影响，因此，对受压、受拉杆件的最大长细比做了限制要求。 模板结构构件容许长细比 表 7构件类别容许长细比受压构件支架立柱、桁架150剪刀撑中的压杆250连系构件拉条、缀条、斜撑200受拉构件木杆件250钢杆件350必须注意的是，对比建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130，当扣件钢管作为模板支架立柱时，要求更为严格，脚手架立杆容许长细比为210，而模板规范要求是150，模板规范执行的是现行国家标准钢结构设计规范（GBJ17）第5.3.7条规定。3.3 关于条文5.1.7严禁产生偏心荷载的规定在5.1.7条的第2款，规范规定“承重的支架柱，其荷载应直接作用于立杆的轴线上，严禁承受偏心荷载，并应按单立杆轴心受压计算”。关于这一条，在学术界和施工单位存在一些不同看法，实属正常。目前国内绝大部分省市普遍使用扣件式钢管模板支架，梁板结构扣件式钢管模板支架体系的力学传递机理是：荷载模板次楞主楞扣件立杆地基，主楞一般采用483.5的钢管，主楞钢管将所承受的荷载通过扣件传递给立杆，因此，扣件与立杆之间抗滑计算是立杆承载力计算过程中很重要的环节，而规范对此计算却未有明确，只是“严

4、禁承受偏心荷载”，事实上，水平方向的主楞钢管和竖向承受荷载的立杆钢管之间由于靠扣件传力，偏心是肯定存在的，而且偏心距要大于48mm。如何正确理解此条文？（1） 过分依赖扣件传力不科学。标准扣件抗滑承载力标准值为8kN，而在2004年国内各地扣件的检测不合率就已经达到100%，扣件质量的低劣已经是不争的事实。而模板支架尤其是高支模，向下传递的荷载往往大于8kN，靠单扣件（见图6）很难满足受力要求，于是有施工单位使用双扣件（见图7），双扣件抗滑承载力从理论上分析很难达到8kN2=16kN的，一般最大取值12kN。那么一旦R超过16kN怎么办？ 图8：可调托座图7：双扣件图6：单扣件（2） 偏心荷载控制比较困难。焦点主要集中在这里，技术人员都希望建立一种计算模型来控制偏心荷载，实事求是的讲，偏心荷载的控制有一定困难，在计算理论方面也存在不同意见，目前还没有一种绝对权威的理论和方法来有效解决这一问题，而且现场施工的控制更加困难。（3） 轴心受压更安全可靠。严禁产生偏心荷载，轴心受压必须采用新的承力方式，规范要求使用U型顶托（见图8）。U型顶托或可调托座可直接将轴心受压荷载传递给立杆，此时支架体

5、系力学传递机理为：荷载模板小梁主梁立柱地基，荷载直接作用于钢管，钢管的承载力是单扣抗滑件承载力的10倍以上，因此，扣件抗滑承载力不足导致的安全隐患可以得到很好解决。（4） 增加了安全施工成本。由于严禁产生偏心荷载，典型的扣件钢管支模架面临改造，对项目部施工而言，确实增加了购买或租赁U型顶托或可调托座的成本，且安装工艺和技术都需要重新设计和培训。基于以上分析，笔者建议在规范的执行过程当中，既要考虑规范条文的要求，也应考虑工程施工的实际困难，不宜盲目一刀切，可以规定一个过渡期，在过渡期内，逐步从现行做法向规范要求过渡。浙江省2007年颁布的建筑施工扣件式钢管模板支架技术规程（DB33/1035-2006）值得借鉴和推广，该规范根据扣件抗滑承载力要求分别选用以上三种方式（见表8）。连接方式选择 表8抗滑承载力连接方式R8.0kN单扣件8.0kNR 12.0kN双扣件R 12.0kN可调托座3.4关于扣件式钢管立柱的计算规范在5.2.5条的第3款中对扣件式钢管立柱的计算进行了规定，坦率的讲，对于全国施工技术人员都非常关注的扣件式钢管立柱计算，尤其是高支模立柱如何计算，规范的规定和要求过于简单。

6、3.4.1立柱计算长度l0如何取值规范规定：“计算长度采用纵横向水平拉杆的最大步距，最大步距不得大于1.8m，步距相同时应采用底层步距。”也就是说，在计算时取值l0 = h1.8m。（1） 计算时以最大步距h作为计算长度，其前提条件是轴心受压，也即是规范5.1.7条规定的立柱“严禁承受偏心荷载”，规范6.1.9规定的立柱“顶部应设可调U型支托”，如果没有这些前提或执行不到位，盲目参照此要求计算将会产生严重后果。（2） 在建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130的5.6.2条第二款规定，模板支架立杆长度计算公式为l0=h+2a；在5.3.3条规定，脚手架立杆长度计算公式为l0=kh，这两个公式主要用于扣件钢管立柱计算，如果严格执行模板规范，此二公式不宜使用。（3） 在目前普遍使用扣件钢管支柱的情况下，按照JGJ130规范规定的立杆长度计算公式也不尽合理。当某模板支架步距1800、a=300，可求得l0=1.8+20.3=2.4m；若某外架步距同样为1800，横距为1050，连墙杆三步四跨时l0=3.53m，二步三跨时l0=3.12m。显然，l0=h+2a公式计算偏于不安全。根据扣

7、件式钢管模板支架的理论分析结果，浙江省标模板规范建议在计算长度的时候按两个公式分别计算，取最大值，非常有借鉴意义。3.4.2立柱计算规范对室外露天支模组合风荷载时给出了立柱计算公式，对于目前大面积使用的扣件钢管模板支架而言是远远不够的。关于立柱的计算，主要是稳定性的计算，笔者建议分为两大类分析：第一类，模板支架搭设单层还是两层以上；第二类，搭设高度是否超过4m。 （1） 单层搭设且搭设高度4m以下，如满堂红模板支架等单层搭设时，传力清晰、荷载明确，计算比较简单，参照立柱稳定性计算公式计算即可。（2） 对于2层及以上的模板支架，由于连续浇筑，必须考虑上层模板支架传下的荷载，将立杆的轴力利用修正系数进行调整。根据现场实测，现场系数在1.05-1.10之间。考虑到其变异性、安全性和实际操作性，可取修正系数1.05，参见公式。（3） 对于搭设高度超过4m的模板支架，必须考虑模板支架搭设高度对整体稳定性产生的不利影响，借鉴英国标准，对高度大于4m模板支架的稳定承载力进行调降，增加高度调整系数KH，以反映搭设高度对模板支架稳定承载力的影响，参见公式。扣件式钢管模板支架立杆稳定性计算公式 表9项目单

8、层搭设2层及以上搭设搭设高度4m搭设高度4m不组合风荷载组合风荷载说明Nut - 计算立杆段的轴向力设计值（N）l0 - 立杆计算长度（mm）i - 截面回转半径（mm）A - 立杆的截面面积（mm2）W - 截面模量（mm3）KH - 高度调整系数， Mw -计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩（Nmm）j -轴心受压立杆的稳定系数-钢材的抗压强度设计值（N/mm2）l -长细比，3.5 模板构造和安装规范对于模板的构造、施工、检查与验收花了较大篇幅进行了比较详细的规定，本规范一共有3条强制性条文，其中的两条6.1.9和6.2.4都是关于构造与安装的。在构造措施中，关于不得混搭、地基处理、扫地杆设置、防倾覆等常见做法规范已经描述的非常清楚，无需赘述。支模架尤其是高支模有三种常见的有效的构造措施，分别是增设水平拉杆、增设纵横向剪刀撑和增设固接点，在施工现场常常被应用，这三种做法在本规范中得到了更加明确的要求。3.5.1关于水平拉杆的要求图9 水平拉杆布置图强制性条文6.1.9第3款中明确要求：“当层高在820m时，在最顶步距两水平拉杆中间应加设一道水平拉杆，当层高大于20m时，在最顶两步

9、距水平拉杆中间应分别增加一道水平拉杆”，具体做法如图9所示。3.5.2关于剪刀撑的要求关于剪刀撑的做法，规范不仅给出了较大篇幅的说明，而且给出了图6.2.4-1、图6.2.4-2、图6.2.4-3三种布置图，参照执行即可完成，也可参见本文图10提供的现场搭设示范图。 图10 剪刀撑现场搭设示范图关于剪刀撑还需要注意以下几点：规范6.2.4-5规定，支架中间每隔10米左右设置从上到下的竖向连续剪刀撑，而JGJ130-2001中6.6.2-2支架中间剪刀撑之间的净距不大于15米，这两个规范均没有考虑支架支承梁板荷载的大小，在实际施工中应与考虑；公路交通及市政工程的腹板和横隔梁下方至少应设置1道剪刀撑；建筑工程的高大模板支架，当梁截面大于等于1平方米或梁高大于1.5米时，建议梁下方至少设置1道剪刀撑。3.5.3关于固结点的要求图11 固结点布置图规范强制性条文6.2.4第6款规定：“当支架立柱高度超过5m时，应在立柱周圈外侧和中间有结构柱的部位，按水平间距69m、竖向间距23m与建筑结构设置一个固结点”。详细做法参见本文图11。3.5.4其他应注意的构造要求模板支架高度超过4m时，柱、墙板与梁板混凝土应分次浇筑。斜梁、板结构的模板支架搭设时，应采取设置抛撑，或设置连墙件与周边构件连接，以抵抗水平荷载的影响。对高度超过8m，或跨度超过

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