高大模板支撑体系专项施工设计

高大模板支撑体系专项施工设计

一、编制依据

本高大模板支撑体系专项施工设计编制依据主要包括国家及地方现行法律法规、行业标准规范、工程设计文件、施工合同及相关技术资料，具体内容如下：

（一）法律法规及政策文件

1.《中华人民共和国建筑法》（2019修正）；

2.《中华人民共和国安全生产法》（2021修正）；

3.《建设工程质量管理条例》（2019修订）；

4.《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部令第37号）；

5.《建设工程高大模板支撑系统施工安全监督管理导则》（建质〔2009〕254号）；

6.地方政府关于高大模板工程管理的相关规定（如所在省、市建设行政主管部门发布的文件）。

（二）行业标准及规范

1.《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）；

2.《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）；

3.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；

4.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；

5.《钢结构设计标准》（GB50017-2017）；

6.《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）；

7.《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-2016）；

8.《建筑施工脚手架安全技术统一标准》（GB51210-2016）。

（三）工程设计文件

1.项目施工图纸（建筑、结构、水电等专业图纸）；

2.结构计算书及相关设计说明；

3.地质勘察报告及场地周边环境资料；

4.建设单位对高大模板工程的技术要求及书面指令。

（四）施工合同及文件

1.施工总承包合同及补充协议；

2.施工组织设计及总体施工方案；

3.高大模板支撑体系专项施工方案专家论证意见（如需）；

4.企业技术标准及内部管理制度。

（五）其他参考资料

1.类似高大模板支撑工程的成功施工经验；

2.支撑体系材料供应商提供的产品技术参数及使用说明书；

3.现场施工条件及周边环境调研数据。

二、工程概况

2.1项目基本信息

2.1.1工程名称与建设地点

本工程为“XX市文化中心改扩建项目”，位于XX市主城区核心地段，东临城市主干道XX路，南邻XX公园，西靠既有建筑群，北接规划商业用地。项目总建筑面积8.5万平方米，其中地上6.2万平方米，地下2.3万平方米，建筑主体由地上5层（局部8层）的演艺大厅、多功能厅及办公裙楼组成，结构形式为型钢混凝土框架-剪力墙结构，建筑总高度42.6米。

2.1.2参建单位与合同范围

建设单位为XX市文化事业发展中心，设计单位为XX建筑设计研究院，施工单位为XX建设集团有限公司，监理单位为XX工程咨询有限公司。本次高大模板支撑体系专项施工设计范围涵盖演艺大厅舞台区域（高度18.3米，跨度24米）、多功能厅共享空间（高度16.8米，跨度18米）及局部转换层（高度12.5米）的模板支撑体系设计与施工。

2.1.3结构类型与模板支撑规模

主体结构采用型钢混凝土柱-梁板体系，其中演艺大厅舞台区域为无柱大空间，最大梁截面尺寸为1200mm×2000mm，板厚180mm；多功能厅共享区域设有3根型钢混凝土转换梁，截面尺寸为1000mm×1800mm，支撑楼板为预应力混凝土空心板，厚度250mm。模板支撑总面积约3200平方米，最大支撑高度18.3米，属超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。

2.2模板支撑区域概况

2.2.1演艺大厅舞台区域

舞台区域位于主楼东侧，平面尺寸为48m×24m，地面标高±0.000，舞台面标高+18.300米，采用下沉式舞台设计，台口处设有2道高度为3米的灯光音响设备层。该区域需支撑的最大梁为舞台主梁，截面1200mm×2000mm，跨度24米，次梁截面600mm×1200mm，间距3米，板厚180mm。支撑体系需承受的线荷载达45kN/m，施工荷载标准值取3kN/m²。

2.2.2多功能厅共享空间

多功能厅位于裙楼南侧，三层至五层通高，共享空间高度16.8米，平面尺寸为36m×18m。核心区域为3根型钢混凝土转换梁，截面1000mm×1800mm，支撑上部4层框架结构，转换梁间距6米，上部楼板为预应力混凝土空心板，厚度250mm，空心管直径150mm，间距400mm。该区域支撑体系需考虑预应力张拉阶段的荷载传递，施工荷载叠加系数取1.35。

2.2.3局部转换层区域

转换层位于主楼四层，标高+22.500米，主要为解决上部办公楼层与下部演艺大厅的结构转换，设有型钢混凝土转换柱（截面1200mm×1200mm）及转换梁（截面800mm×1600mm），最大跨度9米。转换层板厚150mm，支撑体系需承受混凝土自重、施工荷载及型钢梁吊装时的临时冲击荷载，冲击系数取1.2。

2.3工程特点与难点分析

2.3.1结构复杂度高

本工程存在大跨度、大截面梁与型钢混凝土组合结构，演艺大厅舞台区域24米跨度主梁为国内同类工程中较大跨度，型钢混凝土梁内含H型钢（截面HW400×200×8×12），钢筋排布密集，模板支撑体系需与型钢梁安装交叉作业，对支撑精度与稳定性要求极高。

2.3.2荷载分布不均匀

多功能厅共享空间预应力空心板施工时，空心管布置导致板底荷载局部集中，支撑立杆间距需根据空心管位置加密；转换层区域型钢梁自重较大（单根约12吨），吊装时支撑体系需承受额外动荷载，易引发立杆失稳。

2.3.3安全风险突出

最大支撑高度18.3米超过规范规定的8米临界值，属于超高风险项目；舞台区域下方为观众厅，模板支撑体系一旦失稳，将造成严重人员伤亡及财产损失；同时，施工期间场地狭小，材料堆放与运输通道受限，支撑体系搭设需与周边既有建筑保持安全距离（东侧距住宅楼15米，需控制振动影响）。

2.3.4工期与质量要求严

项目总工期18个月，演艺大厅与多功能厅为关键线路，模板支撑体系搭设与拆除直接影响后续装修工序，需在45天内完成3200平方米高支撑体系施工；同时，舞台区域为声学设计重点，模板接缝平整度要求控制在2mm以内，支撑体系的沉降变形需≤3mm。

2.4周边环境与施工条件

2.4.1场地环境特征

施工现场呈不规则梯形，东西长120米，南北宽80米，场地标高-3.500米~+0.000米，表层为杂填土，厚度2~5米，下层为粉质黏土，地基承载力特征值120kPa。场地内原有废弃管线需迁改，地下水位-5.200米，降水施工需采用管井降水。

2.4.2周边建筑物分布

东侧距XX路15米为市政综合管廊，埋有电力、燃气管道，需严格控制施工振动；南侧XX公园内古树名木（树龄约80年），树冠边缘距施工边界不足5米，模板支撑材料运输需避让树冠范围；西侧既有建筑为3层砖混结构，距离施工边界8米，基础埋深1.5米，需防止施工降水引发不均匀沉降。

2.4.3施工资源条件

材料方面，模板采用18mm厚酚醛覆膜胶合板，主龙骨为100mm×100mm方木，次龙骨50mm×100mm方木；支撑立杆采用Φ48×3.6mm钢管，顶托可调范围300mm，扣件采用玛钢扣件（抗滑移承载力≥8kN/个）；劳动力方面，配备架子工30人、木工50人、钢筋工40人，实行两班倒作业；机械设备包括塔吊2台（QTZ80，臂长50米）、混凝土输送泵2台（HBT80，最大输送高度80米）。

2.4.4季节性施工影响

项目施工周期跨越夏季（6~8月）与雨季（7~9月），夏季最高气温达38℃，混凝土浇筑需采取降温措施（如骨料喷水、夜间浇筑）；雨季降水量集中，需做好支撑体系基础排水（设置300mm×300mm排水沟，间距10米），并准备防风缆绳（风荷载≥0.5kN/m²时使用），防止高大支撑体系倾覆。

三、模板支撑体系技术方案

3.1总体技术路线

3.1.1支撑体系选型原则

根据工程结构特点及荷载分布情况，采用盘扣式钢管脚手架与扣件式钢管脚手架组合的支撑体系。盘扣架用于承受核心荷载区域（如舞台主梁、转换梁），其立杆间距控制在0.9米×0.9米，步距1.5米；扣件架用于辅助区域及荷载较小部位，立杆间距1.2米×1.2米，步距1.8米。两种体系通过水平杆与剪刀撑刚性连接，形成整体稳定结构。

3.1.2材料性能标准

立杆采用Q355低合金钢管，壁厚3.2mm，抗拉强度≥470MPa；水平杆及斜杆选用Q235B钢管，壁厚2.8mm；顶托采用可调螺杆式，调节范围300mm，承载力≥40kN；模板选用18mm酚醛覆膜胶合板，静曲强度≥50MPa，弹性模量≥6000MPa；主次龙骨分别采用100mm×100mm和50mm×100mm东北落叶松方木，含水率≤12%。

3.1.3荷载组合策略

依据《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008，按最不利工况组合荷载：混凝土自重取25kN/m³，施工活荷载取3kN/m²，风荷载按0.5kN/m²计算。对于预应力张拉区域，荷载分项系数取1.35；型钢吊装时考虑1.2冲击系数。支撑体系承载力按极限状态法验算，安全系数取1.5。

3.2分区域支撑设计

3.2.1演艺大厅舞台区域

（1）基础处理

场地原土压实后浇筑200mm厚C20混凝土垫层，配筋Φ8@150双向，承载力≥150kPa。立杆底部设置200mm×200mm×10mm钢板垫板，分散荷载。

（2）架体搭设

舞台主梁下方采用盘扣架，立杆沿梁两侧0.6米内加密至0.6米×0.6米，横向水平杆步距1.2米，纵向水平杆步距1.5米。梁底设置3道承重立杆，顶托上方放置双100mm×100mm方木作为主龙骨。

（3）特殊措施

24米跨度主梁设置预起拱，起拱高度按跨度1/1000控制，即24mm。梁侧模对拉螺栓采用Φ16@400mm，双螺母紧固。舞台灯光设备层位置单独搭设操作平台，与支撑体系断开设置。

3.2.2多功能厅共享空间

（1）预应力荷载传递

转换梁下方采用盘扣架，立杆间距0.9米×0.9米，步距1.5米。在预应力张拉区域，立杆顶部增设临时钢支撑（HW200×100型钢），分散张拉反力。

（2）空心板支撑优化

预应力空心板区域采用扣件架，立杆间距1.0米×1.0米。在空心管正上方立杆位置增设100mm×100mm短方木，分散局部集中荷载。板底次龙骨沿空心管方向布置，间距200mm。

（3）变形控制

设置沉降观测点，每25平方米布置1个，浇筑混凝土期间每2小时监测1次。累计变形超过5mm时立即停止浇筑并加固支撑。

3.2.3局部转换层区域

（1）型钢梁吊装配合

转换梁吊装前，在梁底搭设临时承重排架，立杆间距0.6米×0.6米，顶部铺设20mm厚钢板。型钢梁就位后，通过焊接连接件与支撑体系临时固定。

（2）荷载叠加处理

考虑型钢自重（12吨/根）与混凝土荷载叠加，在型钢梁两侧各增设2根立杆，顶托承载力按50kN验算。梁侧模采用18mm胶合板，竖向背楞采用50mm×100mm方木@300mm。

（3）拆除顺序

先拆除型钢梁两侧非承重支撑，保留梁底立杆待混凝土强度达100%后拆除，拆除时从跨中向两端对称进行。

3.3关键构造措施

3.3.1节点连接设计

（1）立杆对接

盘扣架立杆连接采用楔形插销，插销抗剪承载力≥25kN；扣件架立杆采用对接扣件，严禁搭接。立杆垂直偏差控制在全高1/500内。

（2）水平杆连接

水平杆与立杆采用盘扣节点或旋转扣件固定，扣件扭矩值控制在40-65N·m。在梁底、板底等受力部位增加1个防滑扣件。

（3）剪刀撑布置

竖向剪刀撑连续设置，角度控制在45°-60°之间，由底至顶贯通。在架体四角及中部每6米设置1组，与地面夹角严格控制在50°±5°。

3.3.2安全防护构造

（1）操作平台

架体外围搭设1.2米高防护栏杆，满挂密目式安全网。作业层铺设脚手板，两端固定，严禁探头板。

（2）通道设置

在舞台区域设置专用钢斜梯，坡度≤1:3，踏步间距300mm，两侧设扶手。通道宽度≥1米，与支撑体系独立搭设。

（3）防雷措施

架体四角设置Φ12镀锌圆钢引下线，与建筑接地系统连接，接地电阻≤10Ω。雷雨天气停止高空作业。

3.3.3特殊部位处理

（1）与既有建筑衔接

西侧距既有建筑8米处，采用双层防护架体，外层设置防冲击挡板（18mm胶合板+50mm缓冲层），内层设置安全隔离网。

（2）管线穿越处理

（3）季节性施工保障

雨季施工时，在架体基础周边设置300mm×300mm排水沟，坡度≥1%。夏季混凝土浇筑时，在模板外侧覆盖土工布并持续洒水降温。

四、施工组织与管理

4.1施工部署

4.1.1总体施工流程

项目部采用分区流水作业法，按“基础处理→支撑体系搭设→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→养护→支撑体系拆除”顺序推进。演艺大厅与多功能厅同步施工，优先完成舞台主梁支撑体系，为后续设备安装创造条件；转换层区域待下部结构验收合格后单独组织施工。

4.1.2区域施工顺序

（1）舞台区域：先搭设舞台主梁支撑体系（24m跨度），再向两侧扩展至次梁及楼板区域，同步完成灯光设备层独立平台搭设。

（2）多功能厅：自下而上逐层搭设，先完成三层转换梁支撑，再向上延伸至五层共享空间，预应力张拉区域预留钢支撑操作空间。

（3）转换层：先安装型钢梁临时承重排架，待型钢吊装固定后，再绑扎钢筋、安装侧模，最后浇筑混凝土。

4.1.3交叉作业协调

土建与钢结构施工实行错峰作业：型钢梁吊装安排在支撑体系搭设完成后进行，吊装时段避开混凝土浇筑高峰；水电管线预埋与模板安装同步推进，预留洞口位置提前在模板上标识；装修施工待支撑体系拆除且结构验收合格后介入。

4.2资源配置计划

4.2.1劳动力配置

（1）架子工：30人（持证上岗），负责盘扣架与扣件架搭设，实行两班倒作业，每班15人。

（2）木工：50人，分模板加工组（20人）与安装组（30人），采用流水作业，日完成模板安装200平方米。

（3）钢筋工：40人，负责梁板钢筋绑扎，重点控制型钢梁节点钢筋排布。

（4）混凝土工：15人，配合2台输送泵进行混凝土浇筑，每小时浇筑量≥80立方米。

4.2.2材料供应计划

（1）周转材料：18mm覆膜胶合板3200平方米，100×100mm方木120立方米，50×100mm方木80立方米，Φ48×3.6mm钢管120吨，顶托5000个。

（2）材料周转：胶合板周转次数按6次控制，立杆钢管周转周期为15天，实行“分区编号、定点堆放”管理。

（3）应急储备：备用立杆钢管20吨、顶托500个，存放于现场专用仓库。

4.2.3机械配置

（1）垂直运输：2台QTZ80塔吊（臂长50m），覆盖全部施工区域，吊装能力达10吨。

（2）混凝土输送：2台HBT80输送泵（最大输送高度80m），配备6台布料机。

（3）监测设备：全站仪1台（精度2"）、水准仪2台（精度DS1）、激光测距仪5台，用于支撑体系变形监测。

4.3进度计划控制

4.3.1关键节点安排

（1）基础处理：5天完成混凝土垫层浇筑及养护。

（2）支撑搭设：舞台区域12天，多功能厅10天，转换层8天。

（3）混凝土浇筑：舞台主梁一次性浇筑（连续作业8小时），转换梁分两次浇筑（间隔72小时）。

4.3.2进度保障措施

（1）实行“日调度、周检查”制度，每日下班前召开碰头会，解决当日问题。

（2）设置进度预警线：支撑搭设滞后2天时，增加1个作业班组；混凝土供应中断超过1小时，启动备用搅拌站。

（3）采用BIM技术模拟施工流程，提前发现冲突点（如型钢梁与支撑立杆碰撞）。

4.3.3应急进度调整

遇暴雨天气时，优先完成已搭设架体的防风加固；材料供应延迟时，调整施工顺序，优先完成关键线路作业。

4.4质量安全管理

4.4.1质量控制要点

（1）材料验收：所有钢管、扣件进场时检查产品合格证及检测报告，抽检立杆壁厚偏差≤0.36mm，扣件螺栓拧紧力矩≥40N·m。

（2）搭设精度：立杆垂直偏差≤5mm/层，水平杆水平偏差≤10mm/跨，顶托标高偏差±10mm。

（3）模板安装：接缝严密性采用塞尺检查（缝隙≤1mm），梁起拱高度偏差±3mm。

4.4.2安全管理措施

（1）风险分级管控：舞台区域、转换层列为重大风险源，实行“一人一机一监护”制度。

（2）作业许可管理：支撑体系搭设实行“作业票”制度，需经安全员、技术员联合验收签字。

（3）实时监测：浇筑混凝土期间，安排2名专职监测员，每30分钟记录立杆沉降值，累计变形达8mm时立即启动应急预案。

4.4.3应急处置方案

（1）架体失稳预警：发现立杆弯曲、扣件断裂等异常，立即疏散人员，采用千斤顶顶升加固。

（2）突降暴雨：启动备用水泵，在架体周边开挖临时排水沟，必要时用钢丝绳斜拉加固。

（3）人员坠落：现场配备急救箱、担架，与附近医院建立15分钟急救通道。

五、监测与验收要求

5.1监测方案设计

5.1.1监测内容确定

针对高大模板支撑体系特点，重点监测以下参数：立杆沉降采用精密水准仪测量，测点布置在主梁支撑节点及架体四角；立杆垂直偏差通过全站仪观测，每根立杆顶部设观测点；水平杆变形采用激光测距仪检测，选取跨中及1/3跨位置；杆件应力通过粘贴应变片监测，重点监控主梁下方立杆及剪刀撑节点；地基沉降在基础周边设置观测点，间距5米。

5.1.2监测设备配置

配备全站仪1台（测角精度2"，测距精度±2mm+2ppm），精密水准仪2台（精度DS1），激光测距仪5台（精度±1mm），应变采集系统1套（采样频率10Hz）。所有设备经法定计量单位检定合格，在混凝土浇筑前24小时完成布点调试。

5.1.3监测频率控制

（1）搭设阶段：每完成3步架体监测1次，重点检查立杆垂直度；（2）钢筋绑扎阶段：每日早中晚各监测1次；（3）混凝土浇筑阶段：浇筑前1次、浇筑中每30分钟1次、浇筑后2小时1次；（4）养护阶段：前3天每4小时1次，第4-7天每8小时1次。遇大风（≥6级）或暴雨天气，加密监测至每15分钟1次。

5.2验收标准体系

5.2.1材料验收标准

（1）钢管：抽检数量不少于总量的30%，壁厚偏差≤0.36mm，弯曲矢高≤L/500（L为杆件长度）；（2）扣件：随机抽取20个螺栓拧紧力矩测试，合格率100%，单个扣件抗滑移承载力≥8kN；（3）方木：含水率≤12%，腐朽率≤1%，节疤直径≤20mm；（4）胶合板：随机抽取5张检测静曲强度≥50MPa，弹性模量≥6000MPa。

5.2.2搭设验收标准

（1）立杆垂直度：全高偏差≤15mm，相邻立杆偏差≤5mm；（2）节点连接：盘扣插销插入深度≥90%，扣件扭矩值40-65N·m；（3）剪刀撑：连续设置无间断，与地面夹角50°±5°，搭接长度≥1米；（4）基础处理：混凝土垫层平整度≤5mm/2米，钢板垫板无翘曲。

5.2.3混凝土浇筑验收

（1）模板安装：接缝宽度≤1mm，梁起拱偏差±3mm，相邻板面高差≤2mm；（2）钢筋保护层：采用钢筋扫描仪检测，梁柱偏差±5mm，板偏差±3mm；（3）混凝土坍落度：每车次检测1次，允许值±20mm；（4）浇筑过程：分层厚度≤500mm，振捣点间距≤400mm，避免过振。

5.3数据记录管理

5.3.1记录表单设计

制定《高大模板支撑监测日报表》《混凝土浇筑过程监测记录表》《验收检查记录表》等标准化表单。日报表包含时间、天气、测点编号、沉降值、变形值、异常描述等12项内容，由监测员、技术负责人、监理工程师三方签字确认。

5.3.2数据存储与分析

采用BIM平台建立监测数据库，自动生成沉降-时间曲线、应力分布云图。每日数据上传至云服务器，保存期限不少于2年。每周进行数据分析，识别变形趋势，当连续3天沉降速率≥2mm/天时启动预警。

5.3.3档案管理要求

监测资料按"支撑体系编号-施工日期"分类归档，包括原始记录、分析报告、验收影像资料等。档案盒标注工程名称、区域、日期，由资料员专职管理，查阅需经项目经理批准。

5.4问题处理机制

5.4.1轻微偏差处理

当立杆垂直偏差在6-10mm之间时，采用钢管顶撑法调整，在偏差位置增设1根临时立杆，通过可调顶托微调至合格范围。水平杆变形超限时，在跨中增设1道加强横杆，间距≤1米。

5.4.2严重异常处置

（1）立杆沉降超8mm：立即停止浇筑，疏散作业人员，采用千斤顶顶升加固，增设2根斜向支撑；（2）杆件应力超限：对超应力杆件进行卸载，局部增加立杆数量至0.6米×0.6米间距；（3）基础沉降：暂停施工，开挖检查地基情况，采用压力注浆法加固土体。

5.4.3紧急情况响应

（1）架体异响或变形突变：启动一级响应，组织人员撤离至安全区域，使用无人机航拍检查整体变形情况；（2）暴雨积水：启动排水泵，在架体周边开挖环形排水沟，必要时用钢丝绳斜拉加固；（3）人员被困：现场配备急救箱，与120医院建立15分钟急救通道，每季度开展应急演练。

六、保障措施与长效机制

6.1安全风险管控

6.1.1风险分级管控

建立“红黄蓝”三级风险预警体系。红色风险为支撑体系失稳、坍塌等重大隐患，实行“一票否决”，需立即停工整改；黄色风险包括立杆变形超限、地基沉降异常等，24小时内完成加固；蓝色风险涉及材料缺陷、操作不规范等，48小时内闭环处理。项目部每周组织风险辨识会，动态更新风险清单，当前识别红色风险2项、黄色风险5项。

6.1.2应急演练常态化

每季度开展1次专项应急演练，模拟支撑体系失稳、暴雨倒灌等场景。演练内容包括人员疏散、架体加固、伤员救治等环节，配备应急物资库，储备千斤顶10台、钢丝绳500米、急救箱5个、对讲机20部。演练后形成评估报告，优化应急预案。

6.1.3动态监测预警

在架体关键节点安装无线倾角传感器，实时采集立杆倾斜数据。当倾斜角度≥3°时，现场声光报警器自动启动，同步推送预警信息至管理人员手机。监测数据接入智慧工地平台，实现“监测-预警-处置”闭环管理。

6.2技术保障体系

6.2.1材料全周期追溯

对所有钢管、扣件、方木等材料粘贴唯一二维码，扫码可查看生产厂家、检测报告、进场验收记录。建立材料履历档案，记录每次周转后的