高大模板及钢管支撑体系安全技术讲义PPT通用PPT课件

1、高大模板及钢管支撑体系安全技术讲义主要内容:(1)设计计算要点(2)破坏分析(3)构造要求及施工(4)坍蹋案例分析关于印发福建省建筑模板技术政策公告的通知（闽建科20029号）淘汰松木小模板，禁止使用弯曲的小直径杂木支撑，限制使用木支撑 建筑工程预防高空坠落、坍塌事故若干规定(建质200382号)福建省建设厅关于加强模板工程安全生产管理的通知（闽建建200347号）木支撑不超过3.5米，门式架支撑高度不超过8米 福建省建设厅关于加强建筑模板工程钢管支撑体系施工安全管理的通知（闽建建200435号）针对师大图书馆坍塌，加强对高大模板的监控及方案审核 福建省建设厅关于印发高大模板扣件式钢管支撑体系

2、施工安全管理规定（闽建建200732号）的通知危险性较大的分部分项工程安全管理办法(建质200987号)建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则（建质2009254号）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范(JGJ166-2008）建筑施工模板安全技术规范（JGJ1622008）一、模板行政文件、规范 高大模板工程属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，指水平混凝土构件模板支撑系统满足以下四条件之一：（1）高度超过8m（2）跨度超过18m（3）施工总荷载大于15kN/m2（4）集中线荷载大于20kN/m的模板支撑体系。 上述条

3、件是根据建设部印发危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质200987号）中规定的超过一定规模的危险性较大的混凝土模板支撑工程（需专家论证的）。二、高大模板范围荷载应为荷载设计值 由可变荷载效应控制的组合 由永久荷载效应控制的组合二、高大模板范围 1、钢管 钢管应采用Q235-A焊接钢管。目前大部分工地使用的钢管只能达到483.0，计算时以此截面尺寸作为计算依据。 钢管应有产品合格证、质量检验报告，钢管表面应平直光滑，弯曲、压扁、锈蚀严重及打孔的钢管不得使用。钢管必须涂防锈漆。三、材料要求2、扣件 扣件应采用可锻铸铁制作的扣件，不推荐采用钢板冲压扣件。其材质应符合现行国家标准钢管脚手架扣件（

4、GB 15831）的规定。扣件螺栓拧紧扭力矩达65Nm时，不得破坏。 应有生产许可证、产品质量合格证、法定检测单位的测试报告和产品标识，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。扣件应进行防锈处理。三、材料要求3、碗扣 上碗扣应采用可锻铸铁或铸钢制造。下碗扣、横杆接头、斜杆接头应采用碳素铸钢制造。 采用钢板热冲压整体成形的下碗扣，钢板应符合GB/T700标准中Q235A级钢的要求，板材厚度不得小于6mm。并经600650C的时效处理。严禁利用废旧锈蚀钢板改制（小于5mm）。 立杆连接外套管与立杆间隙应小于或等于2mm， 外套管长度不得小于160mm，外伸长度不小于110mm。 杆件的焊接

5、应在专用工装上进行，各焊接部位应牢固可靠，焊缝高度不小于3.5mm，三、材料要求三、材料要求三、材料要求碗扣节点构成图4、盘扣、轮扣 国家尚无相关标准，可参考建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程（征求意见稿），并进行相关试验、论证。三、材料要求三、材料要求5、木材、胶合板 市场上提供方木基本上达不到50100，100100，计算时应按实际截面尺寸（如4595,9090）。三、材料要求6、可调底座、顶托 可调底座及可调顶托螺母应采用可锻铸铁或铸钢制造,可调底座钢板厚度不得小于6mm(省规为8mm），可调顶托不小于5mm。可调底座及顶托丝杆与调节螺母啮合长度不得小于6扣，插入立杆内长度不得小于

6、150mm。丝杆直径与钢管的内径相差不得超过3mm。1、永久荷载（1）模板及其支架自重标准值G1k；（2）新浇筑混凝土自重标准值G2k；（3）钢筋自重标准值G3k；（4）新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力标准值G4k；2、可变荷载（1）施工人员及设备荷载标准值Q1k（2）振捣混凝土时产生的荷载标准值Q2k（3）倾倒混凝土时，对垂直面模板产生的水平荷载标准值Q3k （4）风荷载标准值Wk（5）施工水平荷载 四、荷载及变形值的规定四、荷载及变形值的规定泵送混凝土对水平模板的冲击作用 当管径125， Qo=60-100m3/h，Vo=1.47-2.46m/s时，F随 Vo 减小而增大，随Qo增大而

7、增大，随1增大而减小 1=15o，F=491-1162N可产生1.96-4.65KN/m2冲击力 1=30o，F=299-638N可产生1.2-2.56KN/m2冲击力 F随h增大而增大，随Vo增大而增大，随Qo增大而增大 h=0.75m，F=98-189N 可产生0.39-0.76KN/m2冲击力 h=0.9m，F=103-196N 可产生0.41-0.78KN/m2冲击力 F随Vo增大而增大,随Qo增大而增大 h=0.75m，F=72-230N 可产生0.29-0.92KN/m2冲击力 h=0.9m，F=72-215N 可产生o.29-0.86KN/m2冲击力3、荷载组合 参与计算模板及其

8、支架荷载效应组合的各项荷载的标准值组合应符合表4.3.2 的规定。 四、荷载及变形值的规定4、变形值规定 当验算模板及其支架的刚度时，其最大变形值不得超过下列容许值： （1）对结构表面外露的模板，为模板构件计算跨度的1/400； （2）对结构表面隐蔽的模板，为模板构件计算跨度的1/250； （3）支架的压缩变形或弹性挠度，为相应的结构计算跨度的1/1000。 四、荷载及变形值的规定五、设计计算模板设计计算包括：1、模板、次楞、主楞2、扣件、穿梁螺栓3、立杆4、地基基础5、支承楼板验算6、抗倾覆五、设计计算1、模板、次楞、主楞抗弯验算：M/Wf 抗剪验算： =VS0/(Ib)fv挠度验算：=qg

9、L4/(100EI)+PL3/(100EI)v其中：木材强度可取fm=1113MPa， fv=1.31.5Mpa； 胶合板fjm=12.5MPa五、设计计算2、扣件、穿梁螺栓（1）扣件承载力R Rc单扣件 Rc=8kN ，双扣件 Rc=12kN（2）穿梁螺栓验算公式如下:NH Loh六、高大模板支架破坏形式立杆失稳影响因素9：接头形式六、高大模板支架破坏形式立杆失稳影响因素10：扣件拧紧扭力矩 模板支架立杆与水平杆连接采作直角扣件，这种连接并不是完全铰接，而是有一定刚度，属于半刚接。扣件拧紧程度对于发挥连接刚性有重要作用。试验表明：当扣件拧紧扭力30Nm时，立杆承载力比拧紧扭力为50Nm低20

10、%。当拧紧力继续增加至70Nm，立杆承载力增加已不明显，说明拧紧扭力达50Nm时，节点已有比较稳定的刚性，在增加拧紧扭力对支架的稳定性影响已不大了 。因此规范要求扣件拧紧扭力控制在4560Nm之间是合适的。六、高大模板支架破坏形式倾覆5、倾覆架体沿某支点整体翻倒。影响因素1:架体高宽比影响因素2:周边外挑七、构造及施工要求 综合上面分析，模板支架倒塌主要原因可归纳为以下几方面：地基承载力不足；局部超载，水平荷载过大；扣件未拧紧；立杆偏心受荷，安装倾斜；立杆接头形式及位置设置不当；水平拉杆设置不足，立杆步距偏大；水平杆未与结构拉结；垂直及水平剪刀撑不足。 规范针对这些原因在构造上提出具体要求。七

11、、构造及施工要求1、地基基础（1）当支撑体系落在地面时，地基承载力设计值取值应经施工单位技术负责人、监理单位总监理工程师确认，必要时应通过试验确定(高模规定)。（2）当支撑体系落在楼面时，应对楼面承载力进行验算。楼面下应采取可靠的支顶措施,并保证上下层立柱对准。 （3）支撑架体搭设场地应平整无杂物，确保排水畅通，不得出现地基积水现象。（4）当满堂或共享空间模板支架立柱高度超过8m时，若地基土达不到承载要求，无法防止立柱下沉，则应先施工地面下的工程，再分层回填夯实基土，浇筑地面混凝土垫层，达到强度后方可支模。（5）每根立杆底部应设置底座，厚度不小于50mm的木垫板。七、构造及施工要求各规范地基基

12、础构造比较扣件式（JGJ130）碗扣式（JGJ166）模板安全技术规范（JGJ162）省高模规定 底部应设置底座或垫板 底部应设置底座或垫板 底部应设底座及垫板，垫板厚度50mm。 高度超过8m时，若地基土达不到承载要求，无法防止下沉，则应先施工地面下的工程，再分层回填夯实基土，浇筑地面混凝土垫层。 底部应设底座及垫板，底座规格不小于1501508钢板和钢管套管焊接组成。垫板不少于2跨、宽度不小于150、厚度不小于50或仰铺1216号槽钢。 超重高大模板当立杆落在地面时，须增设强度不低于C10、厚度不少于100mm的砼垫层。七、构造及施工要求2、施工荷载（1）施工时，在已安装好的模板上的实际荷

13、载不得超过设计值。已承受荷载的支架和附件，不得随意拆除或移动。所有的节点必须都有扣件连接，不得遗漏。（2）混凝土梁的施工应采用从跨中向两端对称进行分层浇筑，每层厚度不得大于400mm。3、扣件（1）扣件的拧紧扭力矩应控制在4560Nm之间。（2）支撑体系搭设过程和完毕后，施工单位应采用扭力扳手对扣件螺栓拧紧扭力矩进行检查并形成书面记录，监理单位应实施旁站监理。抽检的数量为扣件数量的10。七、构造及施工要求4、立杆（1）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；钢管的初始弯曲率不得大于 1/1000，其壁厚应按实际检查结果计算；（2）立杆垂直度偏差

14、应不大于1/500H（H为架体总高度），且最大偏差应不大于50mm。 （省高模规定）（3）立杆接长必须对接，严禁搭接。（4）严禁将上段的钢管立柱与下段钢管立柱错开固定于水平拉杆上。（5）梁和板的立柱，纵横向间距应相等或成倍数。 七、构造及施工要求（6）钢管立柱顶部应设可调支托，U 型支托与楞梁两侧间如有间隙，必须楔紧，其螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm，螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同心。 七、构造及施工要求（7）立杆、水平杆、剪刀撑斜杆的接头应错开在不同的框格层中设置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不小于

15、500mm；各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3；模板支撑体系杆件不得与外脚手架、卸料平台等连接。七、构造及施工要求各规范立杆主要构造比较：扣件式（JGJ130）碗扣式（JGJ166）模板安全技术规范（JGJ162）省高模规定 上端伸出没有规定 可调底座伸出长度300时，应采取可靠措施固定 应竖直设置，2m高度的垂直允许偏差为15mm上端应采用U形托撑，支撑在主楞（梁）底部。上端包括可调螺杆伸出顶层水平杆的长度0.7m 顶部应设可调支托，U形支托与楞梁两侧间如有间隙必须楔紧，其螺杆伸出钢管顶部200mm，螺杆外径与主杆钢管内径的间隙3mm，安装时应保证上下同心 接长严禁搭接；必须采用对接

16、扣件连接，严禁上段与下段错开固定在水平杆上 纵横间距应相等或成倍数立杆顶部应采用可调顶托受力，不得采用横杆受力，且顶托距离最上面一道水平杆不宜超过300mm。当超过300mm时，应采取可靠措施固定。 立杆接长必须对接，严禁搭接。立杆垂直度偏差应不大于1/500H，且最大偏差应不大于50mm。七、构造及施工要求5、扫地杆（1）在立柱底距地面200mm 高处，沿纵横水平方向应按纵下横上的程序设扫地杆。 （2）当立柱底部不在同一高度时，高处的纵向扫地杆应向低处延长不少于两跨，高低差不得大于1m，立柱距边坡上方边缘不得小于0.5m。七、构造及施工要求各规范扫地杆构造比较：扣件式（JGJ130）碗扣式（

17、JGJ166）模板安全技术规范（JGJ162）省高模规定纵向应采用直角扣件固定在距底座上皮200mm处的立杆上；横向固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上距地面高度应350mm在立柱底距地面200mm高处，沿纵横水平方向应按纵下横上的程序设置同JGJ130七、构造及施工要求6、水平杆 可调支托底部的立柱顶端应沿纵横向设置一道水平拉杆。扫地杆与顶部水平拉杆之间的间距，在满足模板设计所确定的水平拉杆步距要求条件下，进行平均分配确定步距后，在每一步距处纵横向应各设一道水平拉杆。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，在最顶两步距水平拉杆中间应分别增加一道水平

18、拉杆。所有水平拉杆的端部均应与四周建筑物顶紧顶牢。无处可顶时，应在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑。六、高大模板支架破坏形式及构造要求七、构造及施工要求七、构造及施工要求七、构造及施工要求各规范水平杆构造比较：扣件式（JGJ130）碗扣式（JGJ166）模板安全技术规范（JGJ162）省高模规定按设计步距搭设 按设计步距搭设 扫地杆与顶部水平拉杆之间，在满足设计步距要求下，进行平均分配确定步距，在每一步距处纵横向各可设一道水平拉杆 所有水平拉杆端部均应与四周建筑物顶紧顶牢。无处可顶时，应在水平拉杆端部和中部沿竖向设置连续式剪刀撑 层高820m，在最顶步距两水平拉杆中间增设一道水平拉杆

19、层高20m，在最顶两步距水平拉杆中间应分别增设一道水平拉杆立杆步距不应超过1.5m七、构造及施工要求7、连墙件 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。七、构造及施工要求七、构造及施工要求各规范连墙件构造比较：扣件式（JGJ130）碗扣式（JGJ166）模板安全技术规范（JGJ162）省高模规定没有要求当周围有主体结构时，应设置连墙件水平连接当支架立杆高度5m时，应在立杆周围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定点。架体四周与建筑物应形成可靠连接，竖直方向按每层楼面或沿

20、柱高不大于4m设置一道连墙件，水平方向按每3跨设置一道连墙件。如周边无既有建筑物或构件，可采用格构柱法或其他有效方法以提高整个支撑体系的稳定性。七、构造及施工要求8、剪刀撑（1）满堂模板和共享空间模板支架立柱，在外侧周圈应设由下至上的竖向连续式剪刀撑；中间在纵横向应每隔10m 左右设由下至上的竖向连续式的剪刀撑，其宽度宜为46m，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，夹角宜为4560。 （1.5m时，应在拐角处设置通高专用斜杆，中间每排每列应设置通高八字形斜杆或剪刀撑 立杆间距1.5m，模板支架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑；中间纵横向由底至顶连续设置竖向

21、剪刀撑，其间距应4.5m 满堂模板和共享空间模板支架在外侧周围应设由下至上的竖向连续式剪刀撑，中间在纵横向应每隔10m左右设由下至上的竖向连续式剪刀撑，其宽度宜为46m（隔10布4-6）。 当层高820m时，还应在纵横向相邻的两竖向连续式剪刀撑三间增加之字斜撑。 当层高 20m时，之字斜杆全部改为连续式剪刀撑架体四边与中间沿纵、横向全高全长从两端开始每隔四排立杆应设置一道剪刀撑。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m。七、构造及施工要求各规范水平剪刀撑比较：扣件式（JGJ130）碗扣式（JGJ166）模板安全技术规范（JGJ162）省高模规定高于4m的模板支架，其两端与中间每隔4排立杆从顶

22、层水平拉杆位置开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑当模板支架高度4.8m时，顶端和底部必须设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑间距4.8m 在竖向剪刀撑的顶部、扫地杆处设置水平剪刀撑。 当层高8m时，在原水平剪刀撑间增设一道水平剪刀撑架体两端与中间沿水平方向全平面每隔四排立杆从顶层开始向下每隔2步应设置一道水平剪刀撑。水平、竖向剪刀撑平面布置图 水平、竖向剪刀撑立面布置图 七、构造及施工要求9、高宽比 当露天支架立柱为群柱架时，高宽比不应大于5；当高宽比大于5时，必须加设抛撑或缆风绳，保证宽度方向的稳定。（碗扣规范：模板支撑架高宽比应小于或等于2，当高宽比大于2时可采取扩大下部架体尺寸或采取其他构造措

23、施。）七、构造及施工要求 扩大底部架的构造七、构造及施工要求10、其它构造要求（1）模板结构构件的长细比应符合： a. 受压构件长细比：支架立柱及桁架不应大于150（钢管2.4米)；拉条、缀条、斜撑等联系构件不应大于200； b. 受拉构件长细比：钢杆件不应大于350：木杆件不应大于250。（2）高大模板可采用各种加强措施增加架体稳定性。10、其它构造要求（2）模 梁底斜杆的构造 单水平加强层的构造 双水平加强层的构造 纵向加强带(加强柱)的构造 横向加强带与纵向加强带(钢柱)的构造网架式加强带的构造七、构造及施工要求八、模板支撑体系倒塌典型实例分析1、福州师大图书馆附楼坍塌事故 2004年0

24、8月16日上午8时30分左右，某局三公司开始用泵送混凝土浇捣附楼报告厅屋面（尺寸25.2米38.39米），高度为17.65米，模板支撑系统为扣件式钢管满堂模板支架。于20时40分全部浇捣结束。屋面留3人对混凝土表面进行收光，木工班组长在补插钢筋，21时20分左右，模板支撑系统突然整体坍塌，4名工人随之坠落。木工班组长经抢救无效死亡。 直接原因1）模板支持系统钢管支架水平和竖向剪刀撑设置严重不足；2）经省中心检验所检测，扣件（旋转、垂直）抗滑和抗破坏性能不合格，钢管壁厚普遍偏薄。八、模板支撑体系倒塌典型实例分析八、模板支撑体系倒塌典型实例分析八、模板支撑体系倒塌典型实例分析2、厦门同安湾大桥引桥

25、坍塌事故直接原因1）模板专项方案未考虑高海潮水位对支架立杆基础的不利影响。该地段原为海堤外浅滩涂，施工单位使用袋装海砂在两侧码砌，中间回填海砂筑岛，填筑的高度45米作为满堂支架的基础。但是，在方案中未考虑筑岛回填砂基遇潮水浸渗对支架立杆基础的不利影响。2）扣件式钢管脚手架支撑体系搭设不符规范要求。水平向未设置剪刀撑，纵、横向剪刀撑设置不足，扫地杆设置高度偏高（70cm）；立杆对接接头未按规定错开，均在一个平面内；底托伸出钢管的长度超过300时未采取可靠措施固定；钢管壁厚不足，扣件重量偏轻。3）基础沉降量根据经验取值。模板满堂支架设计方案中未进行支架立杆基础沉降量计算，仅根据个人经验取值。 20

26、06年8 月 29 日15：40左右，位于厦门某在建大桥的引桥及部分接线工程，在浇筑箱梁（跨径40m）混凝土时，发生支架坍塌事故。事故发生时17位工人在箱梁模板上施工，均受伤。八、模板支撑体系倒塌典型实例分析八、模板支撑体系倒塌典型实例分析八、模板支撑体系倒塌典型实例分析3、厦门市福隆体育公园运动馆工程 2007年2月4日，厦门市福隆体育公园运动馆工程在浇注屋面板和预应力梁混凝土时发生整体垮塌，跨塌面积达1150平方米（梁跨度28-36m，层高15.7m） ，混凝土约250方，29个正在屋面施工作业的人员随之坠落，造成4名工人受伤，其中1人重伤。 事故主要原因：方案未按规定组织论证，模板满堂架

27、未严格按模板专项技术方案搭设，扫地杆、水平拉杆、剪刀撑及主梁顶托等漏设严重；混凝土浇注过程中，临时增加一台混凝土输送泵且单方向浇注，造成局部施工水平方向动荷载过大，模板支撑体系失稳。八、模板支撑体系倒塌典型实例分析八、模板支撑体系倒塌典型实例分析4、泉州某工地 2007年12月，泉州某工地工人正在浇注混凝土时，模板突然坍塌，3名工人同时从10米高处摔下，被杂物掩埋，造成1死2伤。八、模板支撑体系倒塌典型实例分析5、北京“西西”工程 2005.9.5 北京“西西”工程4#地中庭延连五层，总高21.8m，长38.4m，宽28.4m，楼盖面积423.36，浇筑中庭楼盖砼时，模板支撑体系突然坍塌，造成

28、8人死22伤。（1）主要原因：立杆顶端伸出长度1.21.5m未设牵杠，相当于自由长度1.21.5m，模板支架稳定的立杆计算长度为：L0= h + 2a =1.5+21.2=3.9m该工程使用的钢管48，壁厚=3.0mm，则截面积A=424mm2，回转半径i=1.595cm，则：= L0 /i = 390/1.595 = 244.5，查=0.122允许承载力N= A = 0.122205424 = 10604N = 10.6KN，远小于每根立杆的最大轴压力23.6KN，可能在顶端首先破坏八、模板支撑体系倒塌典型实例分析 （2）事故调查出的存在问题：支架方案未经审批就进行搭设，在报送二稿时，支架已搭设完毕属应组织专家组论证项目，但没有组织论证审查监理虽未在方案送审稿上签字，但也没有行文制止搭设和浇筑混凝土方案未对支架立杆上部的自由长度a作出限制，主管人员错误地按步距h=1.5m控制到1.21.5m，而邻跨支架