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郭正兴教授讲授《高大模板支撑系统安全技术》

  • 引言
  •   我现在在一家建筑工程安全监督站做派遣工,担任文书写作和大型机械设备台帐管理工作。11月下旬参加了江苏省建筑管理局组织的全省新晋安全监督员培训,有幸聆听了东南大学郭正兴教授讲授的《高大模板支撑系统安全技术》。郭教授着重讲了他主编的《混凝土结构工程施工规范》和即将实施的《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ 130-2011),以及作为一名建筑工程安监人员,在日常工作中、如何对高大模板支撑架的搭设情况进行检查。我在此写一点听课笔记,希望对各位读者有帮助。

  • 讲座要点
    1. 扣件式钢管脚手架作为模板支撑架使用
    2.   JGJ 130-2011除了普通提供建筑工人操作平台的脚手架的技术规范之外,还涵盖了满堂脚手架和满堂支撑架这两项模板工程中使用的架体。由于高大模板工程有极大的危险性,容易造成群死群伤事故,所以郭先生对于两类满堂架的架设要点进行了详细讲解。

        满堂脚手架和满堂支撑架的区别在于传力路径不同。满堂脚手架的传力路径是以新浇混凝土和模板为代表的荷载以顶部水平杆为梁,通过扣件传递给立杆,立杆顶部处于偏心受压状态。而满堂支撑架将施工荷载通过可调坨撑轴心传力给立杆,立杆顶部处于轴心受压状态。至于这两种受力状态下的钢管稳定计算和极限承载力的区别,在此略去不述。

        使我有所疑惑的是,受力模型中各立杆始终被视为独立构件,各种竖向剪刀撑、水平剪刀撑、连墙件和水平杆都只是起到构成约束、减少计算长度的作用。郭先生生动形象地向听众解释 "只要先看一下步距(上下水平杆轴线间的距离)保证在1.8以下,然后根据预浇筑板厚计算一下均布荷载,各根杆件均分,每根10kN以下,大体就没问题了"。自然很好。这个模型当然是行之有效的,工程实践也证明了这一点。可是混凝土浇筑并不是一层一层在整块区域浇筑的,为了防止水化热,一般都是分块浇筑的。这种工况下,各杆件的受力到底如何?而且架体坍塌往往是由一个集中荷载(布料杆)浇筑混凝土导致连续性倒塌的,比如著名的北京西西中心支撑架倒塌就是这样。这个倒塌过程到底是怎么样的?什么样的模型更为符合实际?

        作为一本施工规范最主要的就是方法简单易行,结果贴近实际。比如在5.4.6中对满堂支撑架立杆的计算长度设计中,顶部立杆段规定为l0=kμ 1(h+2a)。其中h+2a中h为步距、a为立杆伸出顶层水平杆中心线支支撑点的长度。在此公式中,悬挑出水平杆的立杆视为一段悬臂构件,计算长度定为实际长度的两倍;而下面一段两层水平杆之间的视为两端简支,计算长度为实际长度,则计算这一段杆件的稳定计算长度就是将它们相加、再根据剪刀撑的设置情况调整——μ1和支撑架体的高度调整——k。我觉得这个方法挺符合实际操作需要的。

    3. 水平模板施工荷载的传递及扩散影响度的测试
    4.   由于我现在没有查找文献的条件,这一段关于施工荷载新计算标准的引述可能是错的,非常抱歉,也希望读者帮助指出,郭教授是在哪篇论文中提出这一计算方式的。由于即将出版的《混凝土结构工程施工规范》中采用的这一计算方法,它的出处挺重要。

        对于施工人员及设备在模板上形成的荷载,原先的规范《混凝土结构施工及验收规范》GB 50204-92是采用计算模板和直接支撑模板的小梁,均布荷载可取2.5kPa,计算主梁取1.5kPa,计算支架立柱和其他支承结构构件取1.0kPa。郭先生认为这个不合理,于是在仙林大学城南京大学新校区建设工地上,找施工单位搭设了一个六米高的操作平台,让他四名研究生站在上面,四处跑动,做"施工活载传递与影响范围测试"。(我觉得没有混凝土布料杆的参与不合适)得到如下实验结论:"在局部荷载作用的区域内的立杆承受了约90%的荷载,两个柱距之外的杆件几乎不受影响"。于是在《混凝土结构工程施工规范》中规定计算模板、小楞、支撑小楞构件和立杆是施工荷载都取2.5kPa。

    5. 新浇筑混凝土的新的侧压力计算公式
    6.   新的侧压力计算公式源于两点实际情况,一是现用混凝土的塌落度有极大增加、二是混凝土浇筑速度有极大提高,所以侧压力的计算数值增大了。郭教授组织学生在仙林大学城南京大学新校区和南京十四所研发大楼的浇筑中做了现场实验,还统计了青岛建工和中建八局等单位的浇筑速度。同样希望能看到详细论文。

    7. 推广使用承插盘扣式钢管脚手架
    8.   对于扣件式、碗扣式、门式脚手架这三种,郭教授认为主要问题是租赁市场管理无序、扣件损坏严重、钢管壁单薄无法满足新规范Φ48.3×3.6mm的要求,所以他认为承插盘扣式脚手架应作为推广使用的发展对象。


        此外郭教授还向听众讲解了几个扣件式钢管支撑架倒塌事故分析,各位可查阅陈安英、郭正兴《扣件式钢管高大支模架坍塌事故分析》,建筑技术,2008年12期。

  • 结语
  •   出了校门才知道学习环境的珍贵,这讲座我有颇多疑惑、可不知该向谁请教。

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