大跨度钢筋混凝土连廊高大模板支撑体系施工技术研究与应用

1. 工程概况

本本项目地块位于海南省海口市江东新区 JDQB-A05-03、04、05 地块，拟建办公楼地下两层，主要功能为车库和设备用房（ 局部人防地下室 ），地下二层层高 4m ，地下一层层高 6.07m; 地上平面基本呈U字型，两侧区域主要功能为办公，地上7层，首层层高4.78m，其它层层高 4.1m，建筑高度 32.35m。项目规划总用地面积 11424平方米，本次拟建一栋高层办公楼，总建筑面积约42955.55 平方米，地上建筑面积24618.83 平方米，地下建筑面积为18336.72 平方米。本项目东西塔楼通过连廊连接，连廊总层数为 4 层，连廊位于三层至七层，其存在以下特点：

（1）核心难点：每层均存在高大模板施工区域。

（2）跨度大：连廊单跨跨度达 27.9 米，且每层均存在此大跨度结构。

（3）高度高：连廊首层支模高度 10.45m ；三层底板至屋面板的架空层，支模高度达到惊人的16.4m。

（4）荷载大：最大梁截面尺寸为 1200mm×1200mm ，线性荷 载极大，对支撑体系承载力、刚度和稳定性要求极高。

（5）模板体系：采用扣件式钢管脚手架 + 木方（胶合板）作为主要支撑和面板体系。

2. 高大模板支撑体系专项设计

2.1 设计依据

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162、《混凝土结构工程施工规范》GB50666、《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》37 号令及31 号文、建办质〔2021〕48 号文等）、施工图纸、地质勘察报告。

2.2 荷载分析与计算（以连廊屋面板为例）

施工荷载标准值2.5KN/ ㎡，模板及支架自重标准值0.9KN/ ㎡，新浇筑混凝土自重标准值 24KN/m³ ，钢筋自重标准值楼板 1.1KN/m³ ，梁 1.5KN/m³。

（1） 模板支架搭设高度 H： 16.4m⩾8m （2） 模板支架搭设跨度 B： 27.9m⩾18m

（3） 施工总荷载：

S=1.3×（G1k+G2k×a+G3k×a）+1.5×γL×Q1k =12.703 kN/m2 < 15 kN/m2

（4） 集中线荷载：

S=b[1.3×（G1k+G2k×h+G3k×h）+1.5×γL×Q1k] =1.2×[1.3×（0.9+24×1.2+1.5×1.2）+1.5×0.9×2.5] =53.19kN/m⩾20kN/m

综上可知，根据住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知 建办质 （2018） 31号，此模板工程属 " 超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围 "，条文规定：施工单位应当组织专家对专项方案进行论证。施工单位应当根据论证报告修改完善专项方案，专项施工方案应当由施工单位技术负责人审核签字、加盖单位公章，并由总监理工程师审查签字、加盖执业印章后方可实施。

图 1 JDQB-A05-03、04、05 地块项目连廊屋面设计2.3 稳定性验算（以连廊屋面板为例）

表一 连廊屋面板支撑体系参数

（1） 长细比验算

顶部立杆段：

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术标准》T/CECS699-2020 第 5.4.9 条 ， 当 0.2m

假设 a=200mm 时， 101=kμ 1（hd+2a）=1×2.284×（600+2×200）=2 284mm （验算立杆容许长细比时，取 k=1 ）

假设 a=500mm 时， 101=kμ1（hd+2a）=1×1.477×（600+2×500）=2 363mm （验算立杆容许长细比时，取 k=1 ）

根据插值法，则实际 a=200mm 时， 101=2284mm

非顶部立杆段： 10=kμ2h=1×2.062×1200=2474mm （验算立杆容许长细比时，取 k=1 ）

λ=max[l01， 10]/i=2474/15.9=155.597⩽[λ]=210

满足要求！

（2）立杆稳定性验算

考虑风荷载：

验算立杆稳定性时，取 k=1.217 ，同长细比验算章节的计算方法，得计算长度为

顶部立杆段： 101=2780mm

非顶部立杆段： _10=3011mm

λ=max|l01 ， 10]/i=3011/15.9=189.371

查表得， Φ1=0.201

Mwd=γ0×ϕw×γQMwk=γ0×Φw×γQ（wklah2/10）=1.1×0.6 ×1.5×（0.083×1×1.22/10）=0.012kN·m

N 3 2kN

Δtd=Nd/（ϕ1A）+Mwd/W=12.732×103/（0.201×424）+0.012×106 / 44 90=152.029N/mm2⩽[f]=205N/mm2

满足要求！

2.4 支撑体系选型与参数设计（以连廊屋面板 16.4m 高度为例）

立杆：大梁底下增加立杆根数 3 根，梁跨度方向立杆间距500mm ，板下立杆间距 。

水平杆步距：严格控制，不宜大于 1.5m ，在 16.4m 高区域下部加密（如首步 1.2m ）。顶部自由端高度严格 ⩽500mm 。

扫地杆：距地面 ⩽200mm 处设置纵横向扫地杆。

剪刀撑：

竖向剪刀撑：满堂架四周及中间每隔 ⩽6 跨设置一道连续竖向剪刀撑。剪刀撑由底至顶连续设置，角度 45^∘  -60^∘ 。

水平剪刀撑：在架体底部、顶部及中间（如每隔≤ 6m 高度）设置连续水平剪刀撑。 16.4m 高区域至少设置3 道水平剪刀撑（底、中、顶）。

连墙件 / 抱柱：充分利用连廊两侧或内部的混凝土柱，采用钢管抱柱进行刚性拉结，水平间距 ⩽3 跨，竖向间距 ⩽2 步。确保架体有可靠的侧向约束。

顶托：顶部使用可调U 型顶托，伸出长度 ⩽300mm 。

木方布置：根据面板厚度和荷载确定木方间距。

3. 高大模板支撑体系施工关键技术

3.1 施工准备

材料进场验收：钢管（壁厚、外径、锈蚀）、扣件（重量、灵活性、无裂纹）、顶托、木方、胶合板、安全网等严格按规范和方案要求验收，不合格材料严禁使用。

测量放线：精确定位立杆、梁、柱位置，弹设控制线。

基础处理：按设计要求完成地基处理或地下室顶板加固验收

技术交底：对管理人员和操作工人进行详细的安全技术交底，强调关键控制点和安全要求。

3.2 支撑架体搭设

工艺流程：定位放线 $$ 铺设垫 + 板 $$ 摆放扫地杆 $$ 竖立杆（先里后外） $$ 安装第一步纵横水平杆 $$ 安装第二步纵横水平杆$$ 安装剪刀撑 $$ 随搭设高度安装抱柱→ 重复以上步骤 $$ 安装顶部水平杆、剪刀撑 $$ 安装顶托 $$ 调整顶托标高 $$ 铺设主次龙骨（木方） $$ 铺设模板 $$ 检查验收。

3.3 关键控制点

（1）立杆垂直度：使用经纬仪控制，偏差 ⩽H/500 且≤ 50mm。

（2）水平杆水平度：拉线控制，偏差≤ 1/250 且 ⩽50mm

（3） 扣 件 拧 紧 力 矩： 使 用 扭 力 扳 手 检 查， 确 保 达 到40～65N·m。

（4）剪刀撑同步搭设：随架体搭设高度同步安装竖向和水平剪刀撑，确保其连续性、角度和搭接长度。

（5）抱柱及时可靠：随架体升高及时、牢固地设置抱柱，尤其是 16.4m 高区域和跨度方向两端，确保架体整体稳定，抵抗水平力（风荷载、浇筑冲击）。

（6）顶部自由端高度：严格控制 ⩽500mm 。

（7）顶托调节：顶托插入立杆长度 ⩾150mm ，伸出长度≤ 300mm。

（8）木方铺设：确保平整、稳固，接头错开。

3.4 模板安装

梁、板模板按设计拼装，接缝严密，防止漏浆。

大梁侧模加固：除木方背楞外，采用对拉螺杆（间距、直径经计算确定）配合钢管、山型卡加固，确保侧模刚度和抗爆模能力。

起拱：对于 27.9m 大跨度梁板，按设计要求起拱 50mm 。

3.5 架体验收

严格按照相关法律法规及规范要求组织验收。

重点检查：立杆间距、步距、垂直度、水平度、剪刀撑设置、抱柱、扣件拧紧力矩、顶托、基础、模板拼缝与加固等。验收合格并履行签字手续后方可进入下道工序（钢筋绑扎）。

4. 混凝土浇筑过程控制与监测

4.1 混凝土浇筑方案

浇筑顺序：遵循“对称、均衡、分层、连续”原则。混凝土浇 筑遵循“先梁后板，梁分层浇筑”原则，从中间向两端对称浇筑， 避免偏载，同时应严格分层浇筑，每层厚度≤ 500mm，待下层混凝土初凝前完成上一层浇筑。

浇筑速度控制：严格控制混凝土供应速度和浇筑速度，避免对支撑体系造成过大冲击荷载。大梁区域尤其要缓慢、均匀下料。

振捣：避免过振和漏振，严禁振动棒触碰支撑架体和模板支撑点。

4.2 施工过程监测

监测目的：实时掌握支撑体系在荷载作用下的变形和受力状态，发现异常及时预警处理。

监测内容：

模板沉降监测：在关键部位（如大梁跨中、支座附近、立杆顶部、支撑基础附近）设置沉降观测点。使用精密水准仪或电子位移计监测。

架体水平位移监测：在架体顶部和中部设置水平位移观测点（如贴反光片），使用全站仪监测。

立杆轴力监测（可选）：在关键立杆上安装轴力计，监测实际受力情况。

监测频率：浇筑前初始值 $$ 浇筑过程中（每30-60 分钟一次）$$ 浇筑完成后（前 8 小时每 2 小时一次，之后适当延长） $$ 混凝土终凝后至达到设计强度前（每天 1-2 次）。出现异常情况（如沉降速率突然增大、位移超标、异响）时加密监测。

预警值与控制值：根据计算和规范设定沉降、位移的预警值和控制值。达到预警值立即报告，分析原因；达到控制值立即停止浇筑，疏散人员，采取应急措施。

专人负责：配备专职监测人员，实时记录分析数据。

5. 实施效果与经验总结

5.1 实施效果

安全：整个高大模板支撑体系施工及混凝土浇筑过程中，支撑体系稳定可靠，未发生任何失稳、坍塌或重大安全事故。监测数据均在预警值内。

质量：连廊混凝土结构成型质量良好，标高、尺寸、平整度符合规范要求，无严重裂缝、漏浆、下沉等质量缺陷。实体检测合格。效率：通过精细组织和过程控制，按计划工期完成了连廊主体结构施工。

5.2 经验总结

设计是根本：科学严谨的设计计算（特别是稳定性验算和节点设计）是安全的前提。专家论证不可或缺。

构造是关键：剪刀撑、抱柱的设置数量、位置、质量是保证整体稳定性的核心构造措施，必须严格按方案执行。扣件拧紧力矩是节点刚度的保证。

基础是保障：基础（特别是 16.4m 高区域和大梁下）的承载力必须满足要求，并做好排水。

过程控制是核心：精细的搭设操作（垂直度、水平度）、严格的材料验收、认真的架体验收是质量基础。

监测预警是眼睛：实时监测是发现隐患、及时处置的重要手段。

安全管理是红线：必须贯穿始终，落实责任制，加强巡查，杜绝违章。

扣件式脚手架的适用性：本工程证明，在严格设计、精细施工、强化构造、全程监控的前提下，扣件式钢管脚手架体系能够安全应用于跨度 27.9m、支模高度 16.4m、荷载巨大的钢筋混凝土连廊高大模板工程，具有较好的经济性和适应性。

第一作者：龙彦文 1989 年08 月 男 江西省吉安市 汉族 大学本科 工程师 土木工程

第二作者：王会斌（1998.11.09），男，河南省安阳市人，汉族，大学本科学历，上海宝冶集团有限公司，土木工程方向

第三作者：陈豪（1998.03.28），男，湖北省大冶市人，汉族，大专学历，上海宝冶集团有限公司，工程造价方向

第四作者：郑元恩（1994.05.06），男，海南儋州人，汉族，大学本科学历，上海宝冶集团有限公司，土木工程方向