梁雄
广东湛江524000
摘要：近年来，在预应力混凝土施工中，由于模板支撑系统不牢固，引起的重大安全质量事故时有发生。因此，施工企业应高度重视模板支撑系统的安全控制。文章结合工程实例，对某体育馆工程的支撑体系设计及施工进行了探讨。
关键词：建筑工程；模板支撑系统；设计；施工
1工程概况
某体育馆工程，占地面积为8136㎡。地下1层，地上5层。二层和三层均为6.4m；体育馆中间大跨度主梁截面尺寸为400mm×1000mm，跨度为18.9m，本工程采用无粘结预应力后张法施工技工艺，边梁、次梁截面300mm×600mm、200mm×500mm，板厚120mm，梁混凝土强度等级为C35。采用扣件式钢管支撑体系。
2高大模板判定
2.1超跨度高大模板支撑体系
跨度18.9m>18m，属超跨度高大模板支撑体系。
2.2集中线荷载验算
现浇混凝土梁的施工荷载主要由新浇混凝土、钢筋、模板和支撑系统的自重，以及振捣混凝土时产生的施工活荷载组成，通过荷载组合，作为梁底板木模板及支架的验算依据，对400mm×1000mm的钢筋混凝土梁（板厚120mm）进行施工荷载组合设计值计算。
3高大模板支撑系统设计方法
3.1材料选择
钢管采用Φ48×3.5规格，应符合《直缝电焊钢管》GB/T13793或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3092中规定的Q235普通要求，并应符合《碳素结构钢》GB/T700中Q235A级钢的规定；扣件可锻铸造扣件应符合《钢管支撑架扣件》GB15831的规定；立杆底座采用150mm×150mm×8mm钢板和Φ51钢管套管焊接组成；顶托采用可调U形支托。严格检查钢管、扣件和U形支托质量。
（1）钢管应有产品质量合格证、质量检验报告，表面应平直光滑，不能有裂缝、分层、硬弯、锈蚀10%以上等问题。
（2）扣件必须有生产许可证、检测报告和产品质量合格证等证明材料，不能有裂缝、变形等问题，螺栓滑丝的必须更换。
（3）采用专业加工厂家制造的支托，U形钢托板厚度与螺栓直径应满足要求，螺栓与U形钢托板应焊接牢固，焊缝应饱满，不得有漏焊、夹渣、焊伤现象。
3.2预应力梁板模板及支架设计方案
（1）梁侧竖向楞木采用50×100方木，平放，间距250mm。
（2）侧模中间设一道水平主楞，采用两根Φ48×3.5钢管，沿主楞纵向每隔500设一道M12对拉螺栓，端部采用3字扣锁紧。
（3）梁底横向采用50×100方木次楞支撑，立放，间距250mm。
（4）梁底次楞两侧下方，纵向采用100×100mm方木主楞支撑。
（5）主楞下采用钢管可调U形支托支撑，立杆间距500mm，次梁、楼板立杆间距1000mm。
（6）梁底钢管支撑设4道水平拉杆和1道扫地杆，双向满布，间距为1500mm；可调U形支托螺杆伸出钢管顶部不大于200mm。
（7）剪刀撑设置。因本工程层高未超过8m，外侧周圈及②-③轴×B-C轴部位以及四个边角设由下至上的竖向连续式剪刀撑，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。
4预应力混凝土梁底模及支撑设计验算
4.1荷载
①计算承载力：G1K+G2K+G3K+Q2K
②验算挠度：G1K+G2K+G3K
4.2梁底模板验算
荷载标准值：SK=γ0（G1K+G2K+G3K）
=1×（0.50+24+1.5）=26kN/m2
4.3梁底主楞验算
（1）荷载设计值计算
F3G=S12G×B/2×b=31.59×0.4/2×0.25=1.58kN
F3Q=S12G×B/2×b=1.76×0.4/2×0.25=0.088kN
（2）抗弯验算
跨中最大弯矩：
Mmax1=KMF3Gl+KMF3QL=0.169×1.58×0.5+0.210×0.088×0.5
=0.14kN?m
支座最大弯矩：
Mmax2=KMF3Gl+KMF3Ql=0.161×1.58×0.5+0.181×0.088×0.5
=0.13kN?m
比较以上计算，取最大值Mmax=0.14kN?m为计算依据。
梁底主楞抗弯模量：W=bh2/6=100×1002/6=1.67×105mm3
σmax=Mmax/W=0.14×106/（1.67×105）=0.84N/mm2＜=13N/mm2满足要求。
（3）抗剪验算
经查表，第二支座左侧处剪力最大。
Vmax=KVF3G+KVF3Q=0.661×1.58+0.681×0.088
=1.10kN
剪应力Vmax=3V/（2bh）=3×1.10×103/（2×100×100）
=0.165N/mm2＜ffv=1.5N/mm2满足要求。
（4）挠度验算
经查表，边跨跨中挠度最大。
Vmax=KWFKl3/（100EI）=KWSKBbl3/（100EI）
=1.079×26×0.4×0.25×103×5003/（100×10000×100×1003/12）=0.04mm＜[υ]=l/400=500/400=1.25mm满足要求。
4.4立杆验算
梁底主楞荷载传递到下部可调U形支托，横向每处两根，纵向跨距500mm；荷载通过U型支托传递到下部钢管支撑系统。
（1）荷载计算
每根立杆板底钢管支架自重标准值：
SK立杆=F钢管+F扣件+F顶托
=[（6.6-1.0-0.018-0.1-0.1-0.2）×1+0.5×2×5+1.414/2×2×（1+3）]×33.3+[2×5×13.2+2×（1+3）×14.6]+20=527.41+248.8+20=796.21（N）=0.796Kn
F4=S12×B1/2×l+γoγGSK=33.35×0.4/2×0.5+0.9×1.35×0.796=4.3kN
（2）立杆稳定性验算
L0=L+2a=1500+2×300=2100mm
λ=L0/i=2100/15.95=131.7＜[λ]=150
查表得φ=0.389
δ=N/φA=F4Φa=4.3×103/（0.389×424）=26.07N/mm2＜fm=205N/mm2满足要求。
5施工过程重点控制
（1）重点检查立杆接头位置、数量、垂直度，纵横向杆间距，剪刀撑等。
（2）立杆、水平杆、剪刀撑斜杆的接头错开在不同的框格层中设置；两根相邻立杆的接头在不同步内错开，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开500mm以上；各接头中心至主节点的距离小于步距的1/3；模板支撑体系杆件、外脚手架、卸料平台等单独搭设。
（3）所有支撑体系杆件交接处全部设置扣件。
（4）立杆的垂直偏差、横杆的水平偏差符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》要求。
（5）扣件的拧紧力矩控制在45-60N.m之间。
（6）根据工程特点制定合理的混凝土浇筑方案，确保模板支架在混凝土浇筑过程中均衡受载，本工程采用由中部向两边扩展的分层浇筑方式。
（7）高大模板支撑体系施工期间不能集中堆载。严格控制实际施工荷载，如出现过载情况，应采取有效控制措施。
（8）浇筑过程中，安排专人检查支架和支承情况，如发现下沉、松动等变形情况，及时汇报，立即着手解决。
（9）上层梁板混凝土未浇筑，下层模板支撑架不得拆除。预应力梁混凝土构件应达到100%设计强度方可张拉，张拉前不得拆除模板及支撑。张拉、灌浆完成后方可拆除梁底支撑。
6监测监控措施
6.1建立高大模板的监测制度
（1）施工前，编制监测方案，经施工单位、监理单位确认后，同高大模板专项方案一起报有关主管部门审查备案。监测方案应包括支架沉降、位移和变形，以及地基沉降观测，监测点布置、监测频率、监测时间、报警值及信息反馈系统等。
（2）施工过程中，由业主委托有相应资质的第三方监测单位监测，每次监测结果必须及时经监测人、项目经理、项目总监签字，提供给施工、监理、设计、业主等各方。
（3）监测结果报告包括监测项目及其允许值、报警值、监测数据处理分析、监测结果评述。
（4）当监测数据超过预警值时，应立即停止浇筑混凝土，疏散人员，并进行加固处理，处理完善后方可继续施工。
6.2高大模板监测项目、测点布置和监测要求
（1）监测项目：支架沉降、位移和变形，以及地基稳定性沉降观测。
（2）测点布设：根据支架规模确定，一般情况下每10～15m应布设一个监测剖面，每个监测剖面应布设不少于2个支架水平位移监测点、3个支架沉降观测点及3个地基稳定性沉降观测点。监测仪器精度应满足现场监测要求，并设变形监测报警值。
（3）监测频率：在浇筑混凝土过程中应实施实时监测，一般监测频率不宜超过20～30min一次；混凝土浇筑完成后每24h监测一次，至72h。
7结束语
通过对体育馆工程高大模板支撑架设计、施工，可以发现，经过周密的准备部署，各方专家论证，采用扣件式钢管满堂架支模方式，是能满足跨度大、空间大的建筑物施工质量安全要求的，强度、刚度和稳定性都是可以满足。施工监测过程，支撑系统在施工过程中整体变形未超预警值。混凝土构件棱角分明，线条横平竖直，观感质量较好，为工程创优打下良好基础。
参考文献：
[1]杜荣军；扣件式钢管模板高支撑架的设计和使用安全[J]]；施工技术；2002年03期
[2]JGJ162-2008，建筑施工模板安全技术规范