扣件钢管架支模的安全性

1、扣件钢管架支模的安全性该帖被浏览了1392次 | 回复了10次2000年10月25日上午9：30分左右，南京市电视台新演播大厅在屋盖混凝土浇筑中发生了模板支撑整体倒塌重大事故，造成6人死亡，11人重伤，24人轻伤，这是一起典型的用扣件钢管架搭设排架支模的倒塌事故。这起事故给我们很多警示与启示，江苏省乃至全国仍有相当多的工程采用扣件钢管架作为模板支撑架，这就需要项目经理和技术人员以及搭设架子的作业人员排除一些认识上的误区，对扣件钢管架支模的安全性引起足够的重视。   1 搭设材料及存在的不安全因素    11 钢管  

2、0; 模板支架用普碳钢钢管采用带钢卷制，拼缝处用高频电焊焊接，亦称电焊钢管，它比无缝钢管成本低，Q235钢管的延伸率18%，比低硬钢管的延伸率（10%）高8%。最新发展和正准备推广的钢管为低合金钢管，规格为?48mm×2.5mm。低合金钢管管壁较薄，当模板支架的尺寸由挠度控制或稳定性控制时，需要注意应比常规普碳钢钢管的尺寸小10%。    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GB700-89中Q235A钢的规定。在模板支架倒塌事故发生后，地方技术监督局通常对现场所用的钢

3、管会作抽样检测。    模板支架钢管存在的不安全因素为：普碳钢管易锈蚀，严重的出现麻坑，影响其承载力；租赁的钢管来路不同，钢管管壁厚度严重不均，从2.64.0mm不等，一般为3.0mm，设计时必须考虑这一因素，用钢管规格?48mm×3.0mm进行计算复核是可靠的；钢管的管端经多次气割或电焊割，端面严重不平整，用作立杆时，在对接扣件部位出现初弯曲，严重影响立柱的承载力，易失稳。    12 扣件    扣件有钢板冲压的和可锻铸铁的。用于搭设模板支撑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

4、能：抗拉强度330N/mmsup2/sup，延伸率8%，硬度HB120163。可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成，比灰口铸铁具有较高的韧性，多用于制造成承受冲击荷载的铸件。    扣件检测的基本要求如下：新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；扣件螺栓拧紧力矩达70N·m时，可锻铸件扣件不得破坏。    扣件使用中存在的不安全因素为：扣件来源杂乱，质量不均，特别是有价格很低的劣质扣件进入施工现场（价格为2.5元/个）；旧扣件的螺栓有滑丝，但仍勉强使用。    2 扣件钢管搭设模板支撑架的基

5、本受力特性    21 排架支撑立杆两种不同受力状态的承载力    211 钢管排架立杆顶端设可调托座传力支模 在钢管顶端插入可调托座，这种支模方法在高架桥或其他连续梁桥施工中应用较多，属典型的轴心受压，因此，减小步高h能显著提高其承载能力。经计算，在相同条件下，因管壁减薄至3.0mm，其承载力降低12%左右。    212 钢管排架顶部水平钢管传力支模 这种支模方式为一般施工单位典型的支模方式。梁或板等水平混凝土构件的自重和施工荷载通过底模下的木枋将荷载传至支架的水平钢管，水平钢管又通过与立杆扣接的直角扣件将荷载传至立杆。立杆所受的

6、力为偏心力，偏心距为53mm。模板支架系统的承载力由2个因素决定：立杆在偏心荷载下的稳定承载力，经计算，支架步高1.8m时，稳定承载力设计值为13.3kN；支架顶部水平钢管与立杆扣接的直角扣件的抗滑力。当直角扣件的拧紧力矩达4065N·m时，试验表明：单扣件在12kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.5kN；双扣件在20kN荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12kN。对比可知，扣件的抗滑承载力小于偏心受压状态下的稳定承载力，尤其是当扣件拧紧力矩没有确切保证时更是如此。1986年中国建筑机械化研究所曾对北京、上海、广州和深圳4个城市的14个高层扣件钢管脚手架的1230个扣件螺栓扭力矩作了

7、抽查，抽查表明拧紧力矩在4070N·m间的仅达43.7%，扣件式钢管排架支模的扣件拧紧状况不会好于外脚手架。因此，用扣件式钢管排架支模架时，该支模方式的承载力主要由支架顶部水平钢管与立杆的扣件抗滑力决定，此点有别于扣件式钢管脚手架用作外脚手架的情况。    22 支架立杆用对接扣件作钢管接长的承载力    在斜梁支模或支模高度与钢管长度不相符时，木工通常用2只旋转扣件作钢管搭接接长。根据青岛建工学院的试验，用2只旋转扣件作钢管搭接接长后的最大承载力为26.3kN。在相同试验条件下，用对接扣件作对接接长的最大承载力为82.7kN，为搭接接长的3.

8、14倍。该试验结果对钢管排架支模有启示，在可能的条件下，特别是重荷载支模时，应优先采用立杆钢管对接接长的方式。若顶部立杆用单直角扣件扣接在下一部水平钢管上作高度调整时，此时该顶部立杆的承载力决定于单扣件的抗滑力，以小于8kN考虑为宜。若顶部立杆用双旋转扣件搭接接长时，每根立杆的允许荷载以小于8kN为宜，两旋转扣件的间距应在800mm以上。    23 高空支模采用双立柱的承载力    当外脚手架搭设高度超过50m时，上海、南京等地80年代曾用双立柱搭设，以增加立柱的稳定性。对双立柱的脚手架，中国建筑机械化研究所做过试验，其承载力比单立柱高16.5%，其破

9、坏形态表现为上部的单立柱失稳。双立柱中，荷载作用在其中的1根主立柱上，通过试验表明，双立柱的主立柱的荷载分配规律为由上而下递减，副立柱为由上而下递增。向下传至第3步时，主立柱承受的荷载降为60%，经7步传递后，主副立柱各承受50%。    外脚手架的双立柱搭法也可移植于高空支模，在满足顶部扣件抗滑的条件下，为增加高度达30m左右的支架的稳定性，在支架下部可搭设成双立柱形式。南京太阳宫工程的大混凝土拱肋施工，其支模高度达40m的支架采用4根钢管组成的加强组合立柱形式。南京国际展览中心工程1000mm×2650mm的大梁；支模高度达8m，工程项目部技术员也曾提出过梁底

10、支架双立柱的支模主案。    24 扫地杆和梁下横向水平杆的设置对立柱承载力的影响    由于没有这方面的专门试验，但在施工现场这又是排架支模搭设的通病。参照脚手架的试验，其结果为：设置纵、横向扫地杆的可使脚手架的承载力提高5.24%；在立柱与纵向水平杆的相交处间隔设置横向水平杆和不设扫地杆，使立柱的极限承载能力降低11.1%。由此可见，大梁下的支架的每步横向水平钢管和底部的扫地杆都是必须设置的。   高支模架施工方案一、编制说明：      本施工方案是在总体施工方案，模板工程施工方案的基础上

11、，超过4m标高部分的支模施工方案。 二、编制依椐：   a）中山市火炬开发区商业步行街工程施工图； b）钢筋砼施工及验收规范；   c）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ）130-2001。 三、工程概况：     中山市火炬开发区商业步行街分B、C区，商业一条街。一至二层为裙楼，B区东西240m、南北30多米；C区东西150m、南北30m。 四、施工准备：     一层部分6m高，二层4.2m高，三层3m高。由于裙楼部分层高已超4m，加上平面变化大，部分特作高支模施工方案。    a

12、、材料：      高支模采用48×3.5钢管，质量应符合现行国家标准碳素结构钢（GB/T700）中Q235A级钢的规定。扣件式钢管支模架应采用可锻铸铁制作的扣件，等材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）的规定。支模架采用的扣件，在螺栓拧紧扭力短达65N.m时，不得发生破坏。     60×80木方进场必须进行材质的验收。弯曲大的、变形严重的不能使用，尤其是有节和断裂的不能用于高支模中的梁底和板底。     b、作业条件：    

13、 在高支模时，作业层必须满铺竹板做好防护，方可上人操作。 五、模板支架计算：     本工程支模架最高为6m，其余为4.2m，在支模架计算中只作6m支模架的计算。             计算立杆的稳定性：                      

14、  f             N计算立杆段的轴向力设计值（查规范自重为0.116KN/m，模板重00.45KN，砼重4. 5KN）             轴心管压构件的稳定系数根据长细比入查规范取0.193 A立杆的载面面积，按规范取4.89cm²         &

15、#160;   立杆的轴向力设计值N按下列公式计算：             组合风荷载时             NG1K=6m×0.1161KN/m+4.54KN=5.236KN             NG2K=0.86KN （构配件

16、自重标准值按规范）             NQK=3KN   （施工荷载标准值按规范）             N=1.2（NG1K+NG1K）+0.85×1.4NQK=1.2（5.236+0.86）+0.85×1.4×3.6         &#

17、160;   =11.60KN             N           11.60×1000                      

18、60;  f=                 =122.9205             A         0.193×489支模架立杆的计算长度:       &#

19、160;         L0 =h+2a             h支架立杆的步距为1.8m             a模板支架立杆伸出顶层横向水平杆中心线至模板支撑点的长度为0.9m          &#

20、160;  L0 =1.8+2×0.9 =3.6m 1.8m（安全） 六、构造要求      梁及楼板采用散拼模板，钢管支撑体系为：立管间距1200×1200，水平管间距1800。从楼板面起200设扫地杆一道，立杆底垫500×500木垫板，增加单杆的承压面积。每6m间距设剪刀撑一道，支撑梁底部的水平杆在中间1/3部位，用双扣件扣紧。梁高超过900的在梁中间应加工一道立杆，以增强对梁的支撑。     高支模架应按脚手架的要求施工，按规定在一定的位置用连墙杆拉结起来，不好埋拉结点的地方和混

21、凝土柱拉结起来。     立杆的接头必须采用对接扣件连接，应符合下列规定： 1）、立杆上的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，相邻接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于1/3步距。 2）、水平杆的立杆在支模顶层杆的搭接长度不应小于1000mm，应采用不小于2个旋转扣件固定。端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。 3）、纵横向水平杆应按满堂架的要求搭设，两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm。 4）、支模架不能和外架连按在一起，更不能以外架作为支模架使用，支模架应有独立的整体性和稳定性。

22、 5）、高支模架的施工和验收，按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范进行施工和验收（JGJ）1302001。 6）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25mm。 7）满堂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。 8）高于4m的模板支架，其两端与中间，每4排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。 七、安全措施及要求 1、 所有操作人员应进入现场后，应做好进场*教育，并做好会议记录，进行详细的安全技术交底。 2、 架子工作业时，必须佩带好安全帽、系好安全带，严禁穿高跟鞋、拖鞋或硬底带钉易滑鞋作业，工具及零件应放在工具包内，

23、服从指挥，集中思想、相互配合，拆除下来的材料不乱抛、乱扔。支模架作业下方不准站人，架子工不准在架子上打闹、嬉笑。 3、 每一楼层支模架搭设完毕后，必须验收合格后方可使用。4、 高空作业遇六级以上大风时，应停止高空作业。 5、 及时收集气象资料，并通知全体施工人员，便于安排工作和进一步采取措施。 在承重架的杆件应力测试中，笔者认为水平牵杠和扫地杆在承重架中的作用非常之大，可在小部分立杆承载力不足的情况下，在承重架内部进行应力重分布，确保承重架的整体稳定。 关键词：支模承重架 结构 应力 一、工程概况西湖文化广场电影城、剧场与文化交流中心(C区)上部结构建筑面积36476m2，层数为五层，总高度为

24、36.650m。内设大小电影厅共15个，可同时容纳2500人就座，另还配有设施一流的中心剧场、儿童剧场、电声音乐厅、古戏台、黑匣子剧场和配套附属用房等。本工程轴网为二圆心控制的圆弧轴网，轴网间距基本为9000mm（径向）×（7121mm-13680mm）（环向），层高基本为5m。由于使用功能的需要，有较多跃层区域，相应层高也较高，如儿童剧场、电影厅、古戏台等层高10m左右；儿童活动区、黑匣子剧场、侧台、排练厅等层高15m左右；剧场门厅层高23m左右。二、支模承重架方案选择C区上部结构轴线复杂、标高繁多、大跨度高空区域较多，不利于支模承重体系的工具化。钢结构支撑承重体系，内力计算复杂，

25、制作加工周期长，自重大，成本高。经过慎重考虑，确定C区上部结构模承重架采用扣件式钢管支模承重体系。在方案编制中，做到设计荷载考虑全面、计算模型接近实际、立杆分布合理经济、综合考虑钢管锈蚀和强度高度降低系数、构造措施符合规范，并对承重架的杆件进行应力监测。C区上部结构钢筋砼结构在短短五个月全部快速安全完成，扣件式钢管支模承重架在大跨度高空结构中得到成功运用。三、五层楼面15轴-18轴/F轴-H轴线区域结构详况本文以五层楼面15轴-18轴/F轴-H轴线区域的支模承重架为例进行介绍。该区域位于中心剧场观众席上空，承重架塔设高度随观众坐席标高渐变，搭设高度最高达29.8m，并且两根梁（截面尺寸600&

26、#215;2200）跨度达35m。四、承重架搭设1、立杆布置详见立杆平面布置图。梁侧立杆距梁边300mm，其中600×2200的梁底设双根支顶立杆(支顶立杆在梁宽方向间距为400，在梁长方向间距为梁侧立杆间距的一半)，500×1000的梁底设一根支顶立杆。2、承重架步距为1600mm，水平牵杠纵横拉通；扫地杆距楼地面200mm，纵横拉通。3、水平剪刀撑沿高度方向每隔二排水平牵杠设置一道，剪刀撑在水平面连续设置。4、承重架四周外侧立面连续设置垂直剪刀撑。5、承重架内600×2200、250×500、350×1000梁两侧立杆处设置垂直剪刀撑，剪刀

27、撑在立面上连续设置。6、将承重架与已所有完成的结构柱用短钢管连接，设置原则同水平剪刀撑。五、立杆稳定性验算要点1、设计荷载取值梁板砼自重按24KN/M3取值，梁板内钢筋自重按实际配筋取值（梁板分算）。模板及支架自重按实际情况取值。施工人员及施工设备荷载按1KN/M2取值。振捣混凝土时产生荷载按2KN/M2取值。2、立杆内力计算根据初步验算，只需验算600×2200梁下立杆的稳定性，利用PKPM软件按下节点图计算。3、立杆稳定性验算参数考虑钢管的锈蚀，钢管壁厚按3mm取值钢管截面积A=424mm2，钢管回转半径i=15.9mm为保证承重架安全系数K>2,2a=h立杆计算长度L0=

28、h+2a=2h且= L0/I<=210高度降低系数=1/1+0.005(H-4)（H为搭设高度）f=f六、施工要点1、承重架所用钢管和扣件必须有租赁方或生产厂家的质量证明合格证。搭设现场派专人检验钢管和扣件质量，不合格不使用，特别注意钢管壁厚少于3mm的禁止使用。2、根据立杆平面布置图在实地进行放样，确保每一根立杆位置准确。在承重架搭设过程中随时检查立杆的垂直度，确保立杆垂直度偏差控制在5以内。3、扫地杆和水平牵杠必须严格按方案要求设置，不得漏设。在承重架搭设时拉通线，确保扫地杆和水平牵杠纵横通顺、方正，同时注意水平牵杠的间距（步距）不得超过方案要求。4、在承重架搭设过程中派专人用力矩板

29、手检查扣件的紧固度，以保证每个扣件连接可靠。在砼浇捣前，再随机抽取5%扣件进行检查。要求扣件螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.M，且不应大于65N.M。5、立杆的连接采取对接，不得搭接。相邻两根立杆的接头不得在同步内，接头在高度方向错开的距离大于500mm，接头中心至主节点的距离大于步距的1/3。6、扫地杆和水平牵杠的连接采取对接。相邻两根杆件的接头不得在同跨或同步内，接头在水平方向错开的距离大于500mm，接头中心至最近主节点的距离大于立杆间距的1/3。7、剪刀撑的连接采用搭接，搭接长度1m，用三只旋转扣件确保连接可靠。剪刀撑角度不大于450，与立杆连接最多根数为7根。8、该区域承重架下各层楼面

30、的承重架均保留不拆除，确保楼面不受损坏。9、砼浇捣，布置两路泵管，由600×2200大梁跨中向两端对称浇捣。浇捣时，两路泵管先从跨中向两端将600×2200梁浇捣1200高，然后再从跨中向两端浇至梁顶。注意楼板上砼不可堆积过高。七、承重架杆件应力监测1、监测方法在砼浇捣过程中，测试承重架杆件的应力，可及时采取必要的补救措施，防止恶性安全事故的发生，同时也可为扣件式钢管承重架的理论分析提供实测数据。由于现场监测条件恶劣，采用适应性好、安装简单的钢弦式应力计进行承重架杆件应力监测。设备：应力计采用钢弦式；频率仪采用JD-10型钢弦式传感器测定仪；频率仪测得的数据由电脑现场处理。应力计安装：应力计按