可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法

可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法适用范围

《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》适用跨度大、高度高、承载力大的盘扣架拆除及模板快拆体系中，尤其是适用工期紧，楼层高的工业建筑。

可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法技术理论

《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》的工艺原理是：

一、本工法架体拆除均在已浇筑完成后的筏板基础以及钢筋混凝土楼板上进行拆除，其承载力根据支模架体系验算满足架体拆除条件。

二、本工法在高支模高宽比不大于3的情况下，采用横向与竖向后浇带分区段可调底座法拆除超高大跨支模架及柱模板与作业区段支架通过钢管扣件进行固定，从而增强拆架时架体的稳定性。

三、本工法采用大间距大步距布置6.0壁厚的盘扣架，减少拆架频率以及采用手动葫芦吊运模板及盘扣架构件，随装随运。

四、建立有限元模型分析保证本工法盘扣架受力合理。

（一）、计算模型：轮盘节点

1.连接盘（材质Q345B，厚度9.5毫米）抗剪切承载，计算结果满足单个轮盘抗剪切受力不大于40千牛，其等效应力和剪切应力均小于材料的许用应力值，得出来的结果如图1：

计算结果表面：节点抗剪及抗拉满足设计要求

2.盘扣支架节点的可靠性是保证支架承载力的关键；盘扣连接盘厚度9.5毫米，材质为Q345B，其横杆铸钢头为35钢，采用蜡模精铸，参照biljax公司产品承载实验，给铸钢头施加25千牛拉伸载荷，其各部件危险截面处应力如图2：

（二）、计算模型：盘扣式脚手架

钢材弹性模量为2.06×105牛/平方毫米,密度为7850千克/立方米,泊松比采用0.3，材料屈服强度为345兆帕。钢管采用beam188单元模拟，立杆截面尺寸取为D60.3×3.2毫米，横杆截面尺寸取为D48.3×2.5毫米。立杆底部铰接约束，结果计算模型如图3

通过位移加载控制，模拟实际拆除过程中杆件的下降，分析结果表明：当释放三根立杆的竖向约束后，施加70毫米竖向位移时（图3），各杆件内力最大值约为287兆帕，位于与未下降立杆相连的横杆杆端，如图4、5所示，结构性能满足要求。

在区段界限处无斜杆拉结，Ansys考虑单个盘扣架的杆件连接为刚性连接和盘扣架柱的节点竖向位移分析，以最不利因素考虑其竖向位移值达到70毫米其最大内力值约287兆帕；荷载传递的单个连接盘抗剪切受力不大40千牛；横杆铸钢头在允许拉伸范围内。区段的整体支模架在垂直降落的过程，随着可调底座的降低会有小倾降落，经过最不利条件验算，横杆能承受70毫米竖向位移，可以将区段整体支模架看作整体垂直降落。现场盘扣架连接为半刚性连接，加强管控、盘扣架保养、拆除材料及时运至地面、架子工数量等人为因素可使盘扣架降至100毫米。

五、本工法能有效的减少拆架频率，缩短工期及模板周期，带来了经济、工期和社会效益。

可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法施工工艺

《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》的工艺流程及操作要点如下：

• 工艺流程

拆除区段与区段外连接的横杆→降低可调底座50~100毫米→拆除梁板模板及木枋→拆除可调顶托→拆除立杆、斜杆、区段内的横杆→依次逐层向下进行。

• 操作要点

一、间距布置

1.壁厚的盘扣架立杆较传统的支模架，空间性大，安全性好，承载力强（单只立杆的允许承载力可以达到8到9吨，极限破坏取二倍值）。根据承载力计算软件，立杆间距一般情况下，立杆的间距为1.5米、1.8米，横杆的步距为1.5米，最大间距可以达到3米，步距达到2米，相对传统支模架小间距小步距，拆架体时可减少拆架的频率，加快拆架速度，为工程建设赢得宝贵时间。

工人在技术交底后，按交底情况在混凝土面上放线放点，按点位摆放底座，树立杆，横杆插销连接，固定立杆间距，允许放大支模架步距和间距，扩大了工人的施工空间。

二、区段划分

保证高宽比不大于3的情况下，本工法拆除区段与区段外的连接横杆，以横向及竖向后浇带组成一个矩形的区域，每个区域形成一个独立的整体。具体如下图7、8所示：

三、软件分析

采用CAD和Ansys软件对盘扣架进行平面和三维建模，采用可视的形式进行结构分析，确定计算参数，并以此作为现场施工的交底和参考。

四、降低底座

以受力分析为依据，架子工用铁锤将该区段可调底座敲低至50~100毫米，使盘扣架整体垂直降低，则与梁板模板间有50~100毫米空隙，其高支模上中下布置3道水平网，在垂直降低过程中，防止坠物的可能性（如图9所示）。

五、拆除模板

架子工经过专业培训且有特种作业证，带上安全三宝爬至架子顶部，无需敲低顶托，就能利用50~100毫米的间隙拆除模板，加快模板周转速度，降低作业难度（如图10所示）。

六、运送材料

梁板模板拆除完毕，经验算合格，将手动葫芦挂在采用化学锚栓锚入框架梁内的铁板上。架子工将由上至下拆除盘扣架，将盘扣架材料放置手动葫芦吊运的料斗内，随装随运，不得高于手动葫芦的限载，严禁抛掷，可减少架体上的荷载，保证安全性（如图11所示）。

七、设置固结点

柱模板应与作业区段支架通过钢管扣件进行固定，从而在拆架时增强架体的稳定性。架体周圈外侧和中间有结构柱的部位，每个框架柱按水平方向上3米间距与支模架体设置一个柱模固结点（如图12所示）。

八、后浇带处预留

拆除支架时，后浇带处架体须预留，为保证架体稳定性，预留架体高宽比不大于3，具体如下图13所示：

《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》的材料设备要求如下表所示：

一、工具设备

应备好手动葫芦、吊兰、安全带、安全帽、安全衣、撬棍、双轮车、铁锤、木工手锯、对讲机、指挥旗、哨子、编织袋、创可贴等。

《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》的特点有：

1.保证支模架高宽比不大于3的情况下，工法可采取分区段划分，依次拆除，保证拆除有序、拆除合理。

2.工法设置临时柱模固结点，按照柱子竖向间距3米布置一个的原则，增加拆架的稳定性。

3.工法大间距大步距布置盘扣架，相对传统支模架小间距小步距，提高拆除功效。

4.工法实施灵活，只需作业人员用铁锤敲打可调底座，使其区段整体降至50~100毫米，便可拆除梁板模板。无需降低可调顶托，抽出矩管、托梁，再拆除梁板模板，最后由上往下依次拆除架体，提高作业效率。

5.梁板模板拆除完毕，将手动葫芦挂在采用化学锚栓锚入框架梁内的铁板上，利用其吊运盘扣架材料，避免空中抛投。

6.采用本工法可大大缩短工期和加快模板的周转速度，节省材料和时间成本。

常规下，混凝土浇筑完毕，其强度等级达到规定值，盘扣架即可拆除，一般遵循先搭后拆，后搭先拆的原则，从顶层开始，逐层向下进行，由上而下的拆除法已应用普遍。这样即可保证模板拆除的顺利进行，也可确保架体拆除的安全性，但是不足以满足如今实际工程中的需要，工人拆除梁板模板及顶托难度较大，拆模速度较慢，使其模板因拆模问题，影响模板的周转使用，造成不必要的经济及工期损失。

在实际工程中，因工期紧、跨度大、层高高，若采取先从可调托座拆除，然后拆除梁板模板，再逐层拆除盘扣架，将会降低模板的周转使用，增加施工作业的难度，导致工期延长。中国建筑第五工程局在传统的拆除体系中进行了创新且不违背规范规定，在超高大跨盘扣架体系中，采用可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架，即在高支模高宽比不大于3的情况下，先将区段与区段外的连接横杆拆除，使其具有独立性，将盘扣架可调底座降至50~100毫米，整个支模架与模板具有50~100毫米空隙，再拆除梁板模板，最后由上而下拆除盘扣架，增加拆除支模架及模板的安全性。

施工企业采用《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》施工时，应采取的质量控制要求如下：

一、严格执行

《建筑施工盘扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ80-2011

二、质量控制

1.作好施工技术交底和工人培训工作，工人进场由技术员组织施工方案技术交底会，让每一位班组长和工人同志熟悉架子拆除工艺和质量要求，对工人进行培训。

2.在作业过程中，施工技术人员和质检员必须坚守现场，对工程施工过程进行全过程监督和指导，发现问题及时进行整改处理，把好技术和质量关。

3.模板、木枋、盘扣架构件的进场必须严格把关，符合模板工程和盘扣架的使用要求，以免拆架子及模板时，出现不必要的质量问题。

4.从严要求，严格检查验收。每个班组必须设定班组质检员，必须由班组自检，符合要求后，再由施工员进行逐个构件的全面复检，最后通知专职质检员进行架子工程验收，并作好自检记录。质量检查必须严格按照现行施工规范的要求进行。

5.严格管理制度，对施工过程中违章作业，不按技术交底要求作业的班组，将予以重罚，对架子工程在拆除过程中出现大锤敲击、撬棍硬撬等较为严重的质量问题将处以伍佰元以上的罚款。

一、经济效益

采用盘扣支架，构造简单，装拆便捷，在装拆过程中很少有螺栓作业和零散扣件的丢损，故装拆效率高，损耗小，经济效益明显。

本工法中盘扣架采用的是Q345B杆件，轻质高强，外观形象好且耐腐蚀，经碰耐磕，其使用寿命比传统的普通钢管高很多，既节约成本，降低损耗，又对周边环境无污染，具有较好的经济效益。

本工法中使用的Q345B杆件，具有安全、牢固、防火性好、使用寿命高等特点，同样具有较高的经济效益。

二、工期效益

本工法相比传统方法加快拆模速度，及时利用模板，无需购置新模板，缩短模板周期，一定程度上节约工期，赢得建设时间。

大间距大步距的布置盘扣架，减少拆架工序，提高拆除功效，节约工期。

三、社会效益

本工法通过长沙伟创力101#生产厂房施工中的应用，证明采用Ansys软件建立轮盘节点、盘扣式脚手架进行受力分析，CAD软件平面图布局等一系列技术措施是成功的，解决了超高大跨盘扣式架整体降落的难题，减少了施工难度，相比传统的施工方法，节约了人工费、实体材料的投入，提高了安全系数及施工功效，为今后更便利的架体拆除提供一个参照，具有较大的社会效益。

注：施工费用以2017—2021年施工材料价格计算

施工企业采用《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.支架的搭设和拆除必须由经过培训的专业架子工担任，持证上岗；非特种作业人员不得从事搭设操作。

2.架子工进入施工现场必须正确戴好安全帽、系好安全带，每个架上作业人员要配备防滑手套、防滑鞋和工具安全钩或袋，作业工具要挂在安全钩上或放入袋内。

3.作业人员必须严格执行安全技术交底和上岗前的工作安排的规定。

4.支架在拆除时，严禁在安全禁区内穿行和进行交叉作业。

5.在高处装拆模板时，周围应设安全网或搭脚手架，并应加设防护栏杆，应设警示牌，派专人看管。

6.严禁作业人员在支架上奔跑、退行、嬉闹和坐在杆件上，避免发生碰撞、闪失、脱手、滑跌、落物等不安全作业；严禁酒后作业。

7.支架必须随施工进度拆除，未搭设完的材料，操作人员在离开作业岗位时，不得留有待固定的杆件和不安全隐患，确保支架的稳定性。不得将盘扣架作为卸料平台，严禁在支架上堆放物料。

8.严格按照施工方案及相应的安全技术规范、标准施工，施工时要控制好立杆的垂直度、水平杆的水平度，并确保节点、卸载点位置符合要求。

9.遇到大雨、雾、雪或6级以上大风时，禁止使用盘扣架。雨雪停后，需将盘扣架清理干净，方可上架施工。

10.拆架子时应设专人负责安全检查，发现问题应报告有关人员处理，当遇险情时，应立即停工和采取应急措施；待修复或排除险情后，方可继续施工。

采用《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》的应用实例如下：

本工法在长沙智能终端产业双创孵化基地（一期）项目、桃花源大桥北端片区棚户区改造配套基础设施建设PPP项目中应用。

1.长沙智能终端产业双创孵化基地（一期）项目

长沙智能终端产业双创孵化基地项目（一期）位于长沙市望城经济开发区，内含数个建筑单体，其中生产厂房127748.75平方米。根据生产厂房设计施工图纸，一层夹层、二层、三层和屋面（一）模架搭设高度分别为5.7米、10.2米、6.0米、5.85米、3.5米、6.0米，最板厚为160毫米，最大截面梁为400×1100、500×1300、500×1300、400×1300。其中高大支模区域为二层局部梁板支模架。

2桃花源大桥北端片区棚户区改造配套基础设施建设PPP项目

常德棚改是桃花源大桥北端片区棚户区改造配套基础设施建设PPP项目。本项目包括新建道路、新建公共绿地、规划新建水系和配套商业及停车场、新建市政公用设施、新建公共服务设施等5部分内容。其中展示中心为框架结构，中部空洞区域及四周悬挑部分且四周长度较大的区域为高支模区，高支模支撑基础为-0.05米层的120厚的钢筋混凝土楼板（有地梁），支模架搭设高度为10.15米。

1.积极主动地与当地环保部门联系，定期向他们汇报工作，取得当地环保部门的支持和对我们工作的指导，加强对全体职工、民工的环保思想教育，重视环境保护的文明施工。

2.设立一名环保负责人，经常对所属工地进行检查、评比、奖优罚劣，把环保工作当作一项重要的、经常性的工作来抓。

3.制定和实施废水、废碴处理措施。

4.防止空气污染和扬尘措施，对工程材料存放场地、施工便道和生产、生活区道路采取硬化处理，施工过程中经常洒水，防止扬尘对施工人员造成危害和对周边农作物的影响。

5.对施工噪音控制措施，加强对机械设备的保养等。

6.施工水土保持，施工废水必须经沉淀处理，达标后排放。施工建筑垃圾按设计和建设单位要求堆放和运至指定位置，并采取防护工程措施。杜绝随意排放和倾倒。

2020年9月2日，湖南省住房和城乡建设厅以湘建科〔2020〕136号文件发布《关于公布2019年度省级工程建设工法的通知》，《可调底座分区段拆除超高大跨盘扣支模架施工工法》被评定为湖南省2019年度工程建设省级工法。

《超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法》的效益分析是：

1.采用了超高大跨度天棚包梁，藻井铝方筒锥体分层微调固定施工方法，免去全场的满堂红脚手架约160000立方米，以及脚手架3个月的费用，直接节约约400万满堂红脚手架的资金，减少了大量劳动力的投入，简化了现场施。工组织方案，降低了工程管理成本。

2.利用分层微调固定施工方法，采用工厂半成品定型加工及现场地面组装的方式，大大提高了生产效率及组装一次性安装精度，加速了工程的同步进程。

3.利用分层微调固定施工方法，改变了原设计结构，节约了冲孔铝板面积1440平方米，并提高椎体自身的刚度及结合性能，具有明显的社会效益和经济效益。

注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算

《超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法》的应用实例如下：

国家博物馆大厅天棚藻井饰面工程，近20000平方米、359个锥形铝方筒组合式透空藻井装饰采用了超高大跨度天棚包梁，藻井铝方筒锥体分层微调固定施工方法，在整个施工过程中，形成了一套完整的工厂加工制做、现场地面组装、整体吊装、校正测量以及管理的施工工艺，整体效果不错，观感良好，并得到德国设计师以及各方的认可。

超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法适用范围

《超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法》适用于室内大跨度、高净空大厅藻井天棚施工。

超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法工艺原理

《超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法》的工艺原理叙述如下：

将单个藻井分为钢骨架结构及马道部分、反射透光张拉膜部分、铝方筒及小梁以外人口组成部分、完整性分格式铝板包梁部分等不同的结构层次，运用钢结构及马道顶部组装、藻井、铝板包梁地面分层组装、整体吊装技术安装天棚藻井，并通过设置在组件间微调机理，实现组件的三维微调，保证大空间天棚藻井平整度和线条的平顺。

超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法施工工艺

• 工艺流程

《超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法》的工艺流程参见图1。

• 操作要点

《超高大跨度天棚藻井系统分层施工工法》的操作要点如下：

1.大厅整体分格定位放线组织一支专业的测量放线队伍，建立施工测量控制网，根据先整体后局部、高精度控制低精度的施工测量工作原则，准确地施测和保护好天棚平面控制网和高程控制网，为整个天棚工程各细部定位和高程确定提供依据，为整个天棚工程施工测量精度与分区、分期施工相互衔接顺利进行工作提供基础。

2.顶部结构层安装吊顶钢结构安装分为两个部分进行，首先将马道钢构系统安装完毕后，再安装藻井钢构结合层骨架系统。

3.钢骨架牛腿支撑安装由于屋架钢结构不允许任何热源，影响屋架产生内应力与变形，故采用螺栓固定方式进行牛腿支撑的安装。（见图2）

4.组装马道及栏杆施工人员在操作平台上将马道钢梁安装就位后，根据定位线进行调整，校正后螺栓固定，随后铺设马道踏板，每组踏板中心部位留检修孔，然后将4组栏杆安装就位，与马道龙骨进行焊接，马道系统安装完毕，依次顺延安装。然后将地面线放置到马道部位，核线定位。（见图3）

5.制作铝方筒结合层骨架：将藻井钢结构分成4组，减轻了自重，便于人工搬运、调整及高空组装。将每组钢结构安装就位后，临时固定，根据定位线校正无误后螺栓固定，依次顺延安装。藻井钢结构安装完毕后，安装吊筋，将吊筋的上端与原预埋杆件搭接焊接，搭接长度大于10d，吊筋的下端与藻井钢构件栓接，便于调整紧固，并在张拉膜标高位置预留耳板，便于安装张拉膜。

6.铝包梁、藻井铝方筒锥体地面组装：

1）铝方筒组件制作：铝方筒组件是指叠成锥形铝方筒的方形铝框，为工厂化生产，现场拼装组合，在加工过程中，严格按照设计和现场安装的要求控制好成品的精度和生产进度。产品出厂前严格检查其质量，做好保护处理，做到不合格产品不进场。产品出厂时是半成品，在运输过程中应做好产品的保护措施，码放要合理，严禁碰撞或挤压，防止产品掉漆和变形。

2）制作胎模及地面组装铝方筒：在施工前清理好施工现场，制作产品拼装胎模。（见图4）调节好胎具，按步骤拼装，严格按规范操作，按照产品的设计要求，控制好产品尺寸的精度，保护好产品的表面，产品成品的质量必须达到优良标准。

7.喇叭口拼接工艺。（见图6）

8.喇叭口是由四个相同的三角体铝板组成，如图7所示。为了控制好接缝处的高低差、接缝平整度和直线度，使其符合设计要求，在拼角处采用8个以上的铆钉进行锚固连接，在组装喇叭口时，必须要对齐相邻的2个三角体铝板的接缝处，同时用大力钳进行紧固，然后用铆钉对拼接紧固处进行锚固。

9.椎体铝方筒造型拼装工艺。（见图8）

10.型材转角拼装节点，见图9。

11.椎体角度控制机分格分布控制节点。（见图10）型材的拼接采用现场组角的方式，型材到场后，首先用方头螺丝进行固定，再穿入角玛后用组角机进行挤压，挤压过程中要求角度精确，型材表面平整，对角线一致；其次用型材模具进行组装，组装后分别安装孔板、吸声棉、背筋等，最后进行检查检查验收。

12.包梁钢骨架制作采用40x40x3镀锌方管以及M12镀锌丝杆制作成可固定、调整的钢结构单体框架，组成与铝板框。架的连接体系。（见图11）

13.包梁工厂制作、独立方块定位安装。（图12）

14.纵横梁体地面组装：纵横梁体在现场进行M8镀锌丝杆的安装，通过对镀锌丝杆的起吊实现包梁以及独立方块点的整体吊装。

15.拼装灯槽：用16根40x3毫米的角钢把灯槽和组装好的型材连接起来，并用M8和M12的镀锌螺栓进行固定连接。然后对安装好的灯槽进行水平、垂直的调试，使其符合设计要求。组装完成后，公司施工队质检员和安全员先进行自检，然后请施工方和本单位人员进行互相检查，合格后再上交监理进行检查，检查合格后进行吊装。

16.成品的吊装

1）测量放线：测量工根据图纸所示位置，以下玄梁梁底标高为基点进行标高测量定位，以轴线为水平测量基点，测量完成复检无误后定位。

2）防护操作搭设：施工人员先在施工部位的两端上玄钢梁上搭设一道绳索，绳索两端用专用扣件锁紧，安装人员将安全带挂到绳索上，然后人员就位，方便安装操作。

17.吊装方案：

1）对藻井的重量进行计算，通过计算吊装的总重量约为500千克，采用两个220伏的卷扬机同时起吊的方式进行吊装，每个卷扬机的额定荷载为600千克。

2）安装吊装器材时，首先把卷扬机固定在马道的牛腿上，工字钢加固在吊点上方的工字钢梁上，然后把直径50的钢管穿在工字钢上，同时把卷扬机的一端固定在吊点正上方的钢管中央，然后采用两个导向轮，进行双绳起吊。

3）针对国家博物馆高低错落的格局，分别设计了垂吊与斜吊两种施工方案。对于现场无法采用垂直起吊的地方，则采用斜吊的方式进行，斜吊时，采用两个卷扬机固定在藻井吊装的正上方垂直进行吊装，下面工人用绳索进行横向牵移，待藻井型材过了障碍物后，再进行垂直起吊。

4）当藻井用卷扬机吊装到预定位置后，施工人员应快速把藻井的挂件挂到相应的钢结构上，再按图纸和甲方的设计交底要求，进行测试实验，再用挂件螺栓进行紧固，并把藻井用铆钉固定在钢结构上；安装完毕后首先进行自检，然后请主管技术人员和监理进行验收，合格后本次吊装工作完成。

5）纵横包梁吊装程序与藻井吊装方法相同。

18.微调结构层

1）对每个部分均可在安装过程中进行对角线较平的微调，确保各部分的安装准确性。

2）藻井微调校正：每个单体藻井共有16个构造节点可供上下、左右微调，每个节点通过在藻井背面设置L50x70x3.0毫米角钢，采用M14螺杆及钢制吊码共同形成。（见图13至图14）

3）包梁微调结构校正铝板包梁的微调原理与藻井的微调构造原理一样，每跟包梁通过M8螺杆与钢制吊码建立4个可调节构造节点进行上下调节。（见图15）

19.精度调整标准：1）水平高度精度校正后达到全长高差控制在2毫米以内。

2）水平左右方向校正后达到全长方向控制在1.5毫米以内。

3）确保纵横梁体与藻井同时达到十字对角线控制在2毫米以内。

20.灯具、透光张拉膜安装以及成品最终确认：在藻井与包梁吊装调整完成之后，采用灯具安装及调试、透光张拉膜安装交叉作业方法进行现场施工，同时通知机电、消防进行安装配置。安装及调整完成之后，对单个藻井及包梁的精度、质量进行确认。