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科研办公楼工程高支模施工方案保利建设开发总公司第五分公司
5高支模体系安装及拆除 19
DB63／T 1886-2021 多年冻土地区高等级公路路基技术状况评定.pdf1、满堂模板支架立杆平面布置图；
2、满堂模板支架立杆平面布置详图。
北京市丰台区南苑农工商联合公司科研办公楼工程位于北京市丰台区南苑乡南苑村，北近四环路，东至规划南彩路南延，南至小龙河，西至南苑路。科研办公楼工程由北京东方畅想建筑设计有限公司设计，总建筑面积：125327平方米。该工程属框架结构，地上3层，地下1层,建筑檐高：18.00m。
北京中联环建设工程管理有限公司监理。
保利建设开发总公司第五分公司施工。
本工程1～22/Y～Q、1～22/P～G地下室顶板模板支撑系统属高支模体系(见下图所示部位)。地下1层，结构层高8.4米，板底净空高度为8.22m，板厚180mm；主梁截面为450×900,主梁底净空高度为7.5m；次梁截面为300×600，次梁底净空高度为7.8m。地下室顶板、梁混凝土强度等级为C40。
顶板支撑体系采用碗扣式满堂模板支架系统，该系统具有效率高、承载力大、结构稳固、安全可靠、便于管理等特点。
顶板模板及支撑系统的安装、拆除顺序为：弹线→碗扣支架的搭设→支架的固定、拉接→木枋的架设及调平→梁底板的安装→梁钢筋的绑扎→梁侧板的安装→楼面板的安装→板钢筋的绑扎→混凝土浇捣→淋水养护→拆除高支模板。
顶板模板采用12mm厚涂膜复合木胶合板。主龙骨为100×100mm方木，间距900mm；次龙骨为50×100mm方木，间距250mm；支柱间距为900mm×1200mm,步距为1.2m。（在不满足碗扣式钢管脚手架横杆模数的部位用扣件式钢管脚手架进行搭设，立杆间距不大于900mm×1200mm，步距为1.2m并与碗扣式满堂模板支架进行稳固连接。）主龙骨铺设完毕后，拉十字交叉标高线，调整U型顶托高度，找平主龙骨，然后铺次龙骨，最后铺复合木胶合板，校核标高（如下图所示）。
主梁采用梁板合支加独立支撑的支模方法，独立支撑间距900mm，横杆采用扣件式脚手架管与碗扣式满堂顶板支架进行连接。次梁与满堂顶板支架采取梁板合支的支模方法。
复核梁底标高、校正轴线位置→搭设梁模支架→安装梁木方→安装梁底模（按设计要求起拱）→绑扎梁钢筋→安装两侧模板→穿对拉螺栓→安装梁口钢楞，拧紧对位螺栓→复核梁模尺寸、位置→与相邻梁模连接牢固
1)梁模采用的模板必须按图纸尺寸进行加工，以提高支模速度，保证模板空间位置尺寸准确，减少接缝，梁下部用夹具夹紧。梁支模示意图如下：
2)对梁高大于700mm时，采用对拉螺栓，防止梁侧模跑模现象发生。
3)框架梁跨度大于4m时，在支模前起拱3‰。
5)梁底支撑立杆顶部加一道扣件式水平杆与碗扣式满堂模板支架相连，并锁紧。
碗扣式满堂模板支架支承在基础筏板砼上。
3.4支架固结点的设置
在地下室外墙内侧按水平间距9m，竖向间距2.4m设置预件预埋件与满堂模板支架做固结；在中间有结构柱的部位，按竖向间距2.4m做抱柱与满堂模板支架做固结(见附图)。
碗扣式钢管支撑架和扣件式钢管支撑架一样，同属于杆式结构，以立杆承受竖向荷载作用为主。整架或单肢立杆在压力作用下的失稳破坏，是其主要危险，必须严格加以防范。但碗扣架由于立杆和横杆间为轴心相接，且横杆的“┣”型插头被立杆的上、下碗扣紧固后，对立杆受压后的侧向变形具有较强的约束能力，因而其稳定承载能力显著高于扣件架。从一些相近试验数据的对比中，一般都高出20%以上，甚至超过35%。
本工程碗扣支撑架的计算采用了扣件式支撑架的计算，计算软件采用了中国建筑科学研究院开发的施工安全计算软件。
4.1高支撑体系的计算依据
《施工技术》2002.3；
《混凝土工程模板与支架技术》；
《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》(杜荣军)。
4.2顶板支撑体系计算
模板支架搭设高度为8.0m，
立杆的纵距b=0.90m，立杆的横距l=1.20m，立杆的步距h=1.20m。
面板厚度12mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm4。
木方45×95mm，间距250mm，剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9500.0N/mm4。
梁顶托采用95×95mm木方。
模板自重0.35kN/m2，混凝土钢筋自重25.00kN/m3，施工活荷载3.00kN/m2。
扣件计算折减系数取1.00。
图1楼板支撑架立面简图
图2楼板支撑架荷载计算单元
采用的钢管类型为48×3.0。
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照三跨连续梁计算。
静荷载标准值q1=25.000×0.180×0.900+0.350×0.900=4.365kN/m
活荷载标准值q2=(2.000+1.000)×0.900=2.700kN/m
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=90.00×1.20×1.20/6=21.60cm3；
I=90.00×1.20×1.20×1.20/12=12.96cm4；
其中f——面板的抗弯强度计算值(N/mm2)；
M——面板的最大弯距(N.mm)；
W——面板的净截面抵抗矩；
[f]——面板的抗弯强度设计值，取15.00N/mm2；
其中q——荷载设计值(kN/m)；
经计算得到M=0.100×(1.20×4.365+1.4×2.700)×0.250×0.250=0.056kN.m
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.056×1000×1000/21600=2.609N/mm2
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
T=3Q/2bh<[T]
其中最大剪力Q=0.600×(1.20×4.365+1.4×2.700)×0.250=1.353kN
截面抗剪强度计算值T=3×1353.0/(2×900.000×12.000)=0.188N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T]，满足要求!
v=0.677ql4/100EI<[v]=l/250
面板最大挠度计算值v=0.677×4.365×2504/(100×6000×129600)=0.148mm
面板的最大挠度小于250.0/250,满足要求!
二、模板支撑木方的计算
木方按照均布荷载下连续梁计算。
(1)钢筋混凝土板自重(kN/m)：
q11=25.000×0.180×0.250=1.125kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m)：
q12=0.350×0.250=0.088kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN/m)：
经计算得到，活荷载标准值q2=(1.000+2.000)×0.250=0.750kN/m
静荷载q1=0.00×1.125+0.00×0.088=1.455kN/m
活荷载q2=1.4×0.750=1.050kN/m
按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
均布荷载q=3.006/1.200=2.505kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×2.51×1.20×1.20=0.361kN.m
最大剪力Q=0.6×1.200×2.505=1.804kN
最大支座力N=1.1×1.200×2.505=3.307kN
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4.50×9.50×9.50/6=67.69cm3；
I=4.50×9.50×9.50×9.50/12=321.52cm4；
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.361×106/67687.5=5.33N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算[可以不计算]
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×1804/(2×45×95)=0.633N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
最大变形v=0.677×1.213×1200.04/(100×9500.00×3215156.3)=0.557mm
木方的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
托梁按照集中与均布荷载下多跨连续梁计算。
集中荷载取木方的支座力P=3.307kN
均布荷载取托梁的自重q=0.087kN/m。
托梁弯矩图(kN.m)
经过计算得到最大弯矩M=1.081kN.m
经过计算得到最大支座F=13.220kN
经过计算得到最大变形V=1.0mm
顶托梁的截面力学参数为
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=9.50×9.50×9.50/6=142.90cm3；
I=9.50×9.50×9.50×9.50/12=678.76cm4；
(1)顶托梁抗弯强度计算
抗弯计算强度f=1.081×106/142895.8=7.57N/mm2
顶托梁的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)顶托梁抗剪计算[可以不计算]
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×8221/(2×95×95)=1.366N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
顶托梁的抗剪强度计算满足要求!
最大变形v=1.0mm
顶托梁的最大挠度小于1200.0/250,满足要求!
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:
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；
上部荷载没有通过纵向或横向水平杆传给立杆，无需计算。
五、模板支架荷载标准值(立杆轴力)
作用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)脚手架的自重(kN)：
NG1=0.128×8.000=1.021kN
(2)模板的自重(kN)：
NG2=0.350×0.900×1.200=0.378kN
(3)钢筋混凝土楼板自重(kN)：
NG3=25.000×0.180×0.900×1.200=4.860kN
经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.259kN。
2.活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。
经计算得到，活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×0.900×1.200=3.240kN
3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.20NG+1.4NQ
不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式
其中N——立杆的轴心压力设计值，N=12.05kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；
i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W=4.49
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
l0——计算长度(m)；
如果完全参照《扣件式规范》，由公式(1)或(2)计算
l0=(h+2a)(2)
k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.155；
u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.750
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.30m；
公式(1)的计算结果：l0=1.155×1.750×1.20=2.426m=2426/16.0=152.069=0.301
=12047/(0.301×424)=94.381N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
公式(2)的计算结果：l0=1.200+2×0.300=1.800m=1800/16.0=112.853=0.503
=12047/(0.503×424)=56.487N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.014；
公式(3)的计算结果：l0=1.155×1.014×(1.200+2×0.300)=2.108m=2108/16.0=132.170=0.386
=12047/(0.386×424)=73.540N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
模板支架搭设高度为8.0m，
梁截面B×D=450mm×900mm，立杆的纵距(跨度方向)l=0.90m，立杆的步距h=1.20m，
梁底增加1道承重立杆。
面板厚度12mm，剪切强度1.4N/mm2，抗弯强度15.0N/mm2，弹性模量6000.0N/mm4。
木方45×95mm，剪切强度1.6N/mm2，抗弯强度13.0N/mm2，弹性模量9500.0N/mm4。
梁两侧立杆间距1.20m。
梁底按照均匀布置承重杆3根计算。
模板自重0.50kN/m2，混凝土钢筋自重25.00kN/m3，施工活荷载3.00kN/m2。
梁两侧的楼板厚度0.18m，梁两侧的楼板计算长度0.35m。
扣件计算折减系数取1.00。
图1梁模板支撑架立面简图
计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递。
集中力大小为F=1.20×25.000×0.180×0.350×0.900=1.701kN。
采用的钢管类型为48×3.0。
面板为受弯结构,需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板的按照多跨连续梁计算。
作用荷载包括梁与模板自重荷载，施工活荷载等。
(1)钢筋混凝土梁自重(kN/m)：
q1=25.000×0.900×0.900=20.250kN/m
(2)模板的自重线荷载(kN/m)：
q2=0.500×0.900×(2×0.900+0.450)/0.450=2.250kN/m
(3)活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载(kN)：
经计算得到，活荷载标准值P1=(1.000+2.000)×0.450×0.900=1.215kN
均布荷载q=1.20×20.250+1.20×2.250=27.000kN/m
集中荷载P=1.4×1.215=1.701kN
面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=90.00×1.20×1.20/6=21.60cm3；
I=90.00×1.20×1.20×1.20/12=12.96cm4；
经过计算得到从左到右各支座力分别为
最大弯矩M=0.079kN.m
最大变形V=0.1mm
经计算得到面板抗弯强度计算值f=0.079×1000×1000/21600=3.657N/mm2
面板的抗弯强度设计值[f]，取15.00N/mm2；
面板的抗弯强度验算f<[f],满足要求!
(2)抗剪计算[可以不计算]
截面抗剪强度计算值T=3×2875.0/(2×900.000×12.000)=0.399N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2
抗剪强度验算T<[T]，满足要求!
面板最大挠度计算值v=0.089mm
面板的最大挠度小于150.0/250,满足要求!
二、梁底支撑木方的计算
按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下:
均布荷载q=5.433/0.900=6.037kN/m
最大弯矩M=0.1ql2=0.1×6.04×0.90×0.90=0.489kN.m
最大剪力Q=0.6×0.900×6.037=3.260kN
最大支座力N=1.1×0.900×6.037=5.976kN
本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为:
W=4.50×9.50×9.50/6=67.69cm3；
I=4.50×9.50×9.50×9.50/12=321.52cm4；
(1)木方抗弯强度计算
抗弯计算强度f=0.489×106/67687.5=7.22N/mm2
木方的抗弯计算强度小于13.0N/mm2,满足要求!
(2)木方抗剪计算[可以不计算]
最大剪力的计算公式如下:
截面抗剪强度必须满足:
T=3Q/2bh<[T]
截面抗剪强度计算值T=3×3260/(2×45×95)=1.144N/mm2
截面抗剪强度设计值[T]=1.60N/mm2
木方的抗剪强度计算满足要求!
最大变形v=0.677×5.031×900.04/(100×9500.00×3215156.3)=0.732mm
木方的最大挠度小于900.0/250,满足要求!
(一)梁底支撑横向钢管计算
横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。
集中荷载P取木方支撑传递力。
支撑钢管弯矩图(kN.m)
支撑钢管变形图(mm)
支撑钢管剪力图(kN)
最大弯矩Mmax=0.700kN.m
最大变形vmax=0.312mm
最大支座力Qmax=15.520kN
抗弯计算强度f=0.700×106/4491.0=155.76N/mm2
支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!
支撑钢管的最大挠度小于600.0/150与10mm,满足要求!
(二)梁底支撑纵向钢管计算
梁底支撑纵向钢管只起构造作用，无需要计算。
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算:
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；
计算中R取最大支座反力，R=15.52kN
单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件!
R≤8.0kN时，可采用单扣件；8.0kN
其中N——立杆的轴心压力设计值，它包括：
横杆的最大支座反力N1=15.52kN(已经包括组合系数1.4)
脚手架钢管的自重N2=1.20×0.128×8.000=1.225kN
N=15.520+1.225=16.745kN
——轴心受压立杆的稳定系数,由长细比l0/i查表得到；
i——计算立杆的截面回转半径(cm)；i=1.60
A——立杆净截面面积(cm2)；A=4.24
W——立杆净截面抵抗矩(cm3)；W=4.49
——钢管立杆抗压强度计算值(N/mm2)；
[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm2；
l0——计算长度(m)；
如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式(1)或(2)计算
l0=(h+2a)(2)
k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.185；
u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.700
a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.30m；
公式(1)的计算结果：l0=1.185×1.700×1.20=2.417m=2417/16.0=151.561=0.305
=16745/(0.305×424)=129.703N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
公式(2)的计算结果：l0=1.200+2×0.300=1.800m=1800/16.0=112.853=0.503
=16745/(0.503×424)=78.515N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式(3)计算
l0=k1k2(h+2a)(3)
k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.014；
公式(3)的计算结果：l0=1.185×1.014×(1.200+2×0.300)=2.163m=2163/16.0=135.603=0.372
=16745/(0.372×424)=106.156N/mm2，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!
模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。
4.4计算结果与参数选择
4.1.1经计算高支模体系支架系统的承载力、稳定性安全可靠。满堂模板高支架的参数为：排距1.2m、纵距0.9m、步距1.2m。
4.1.2梁底支撑采用可调顶托。
4.1.3为了保证支撑体系的安全性，在支撑体系的适当部位增加一道水平剪刀撑。
5高支模体系安装及拆除
高支模安装施工关键是脚手架的搭设，其搭设要求如下：
1)、在搭设脚手架之前，在地面弹出立杆纵横方向位置线，并进行抄平。
2)、脚手架的组装自一端延伸向另一端，自下而上按步架设。不能自两端相向搭设或相间进行，以免结合处错位，难于连接。
3)、支架立杆应协调设置，做到纵横各成一线，以便搭设水平加固杆和交叉支撑。
4)、立杆根部的碗扣节点必须设置双向的扫地杆。
5)、驳接钢管应同在一竖向中心线上。 5.2高支模体系拆除
1)高支模支撑体系经工程技术负责人验证并经确认不再需要时，方可拆除。承重模板（梁、板底模）拆除须待混凝土强度试验报告合格，经监理单位书面批准后，方可拆除。 2)拆除顺序为后支先拆，先支后拆，先拆非承重模板，后拆除承重模板。拆除跨度较大的梁底模时，先应从跨中开始，分别拆向两端。拆模时不要用力过猛，拆下来的木料要及时运走、整理，分类堆放整齐。
1)碗扣式脚手架和扣件式钢管脚手架采用φ48×3.5mm钢管。
2)碗扣架的材质在保证可焊性的条件下，应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235钢的规定，且新进材料应附上产品出厂合格证以备查。 3)严禁使用有硬伤（硬弯、砸扁等）及严重锈蚀的碗扣架管。 4)对模板、木枋等原材料要求检查合格后方可使用于高支模工程。对有腐朽、裂缝、虫眼等的木枋、板材，禁止用于模板工程。 5)模板支架的搭设场地应进行清理，保证表面干净平整。 6)立杆的位置，要求先在验收合格后的基础上弹出立杆的位置线，保证底座安放位置准确。 7)扫地杆、水平加固支撑必须随脚手架搭设同步进行。 8)严格按设计及规范要求拆除模板。 9)模板支撑体系安装施工完成后，由项目部专业工长组织安排模板自检。尤其对支撑架支顶底座、托座部位，要求100%检查。保证每一底座、托座完全传力到位。
1)从事模板作业的人员，应经安全技术掊训。从事高处作业的人员应定期体检，不符合要求的不得从事高处作业。
2)碗扣式满堂模板支架安装前工程技术人员应以书面形式向作业班组进行施工操作的安全技术交底，作业班组应对照书面交底进行上、下的自检和互检。
7)不得将缆风绳、混凝土输送管等固定在支撑系统上。 8)夜间施工要有足够的照明。施工用电临时照明和机电设备线严禁非电工乱拉乱接。同时还应经常检查线路的完好情况，严防绝缘破损漏电伤人。
9)施工用的临时照明和行灯的电压不得超过12V。照明行灯及机电设备的移动线路应采用绝缘橡胶套电缆线。 10)模板支架及模板施工期间，禁止无关人员进入作业现场。
11)严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放。
12)支模过程中如遇停歇，应将已就位模板或支架连接稳固，不得浮搁或悬空。拆模途中停歇时，应将已松扣或已拆松的模板、支架等拆下运走，防止构件坠落或作业人员扶空坠落伤人。
13)浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时予以解决。
14)拆除时应设置警戒区和警戒标志，安排专人负责警戒。 15)模板支架的拆除应从一端向另一端、自上而下逐层进行。 16)工人须站在临时的脚手板上进行拆卸作业，并按规定使用安全防护、劳动保护用品。 17)拆除过程中GB／T 35084-2018 冲压车间环境保护导则，严禁使用榔头等硬物击打，撬挖，拆下的配件应放入袋内。 18)模板支撑体系必须按要求进行搭设，并经过有关人员进行质量和安全验收，才能投入使用。
19)模板支撑系统的拆除，须在“拆模申请”批准后方可进行拆除。
20)吊运模板时，必须符合下规定：
作业前应检查绳索、卡具，必须完整有效，在升降过程中设专人指挥，统一信号，密切配合。
吊运散装模板时，必须码放整齐，待捆绑牢固后方可起吊。
遇5级及以上大风时DB11／ 1226-2015标准下载，应停止一切吊运作业。
21)木料应堆放在下风向，离火源不得小于30m，且料场四周应设置灭火器材。