消防工程模板及支撑架设计方案

消防工程模板及支撑架设计方案一、引言在消防工程建设中，混凝土结构的成型质量与施工安全至关重要，而模板及支撑架系统正是保障这两点的核心环节。无论是消防水池、泵房、管廊基础，还是其他混凝土构筑物，其几何尺寸、标高、平整度及结构强度，都高度依赖于一套科学、合理、安全的模板及支撑架设计。本方案旨在结合消防工程的特点，提供一套具有普适性与针对性的模板及支撑架设计思路与实施要点，以期为类似工程提供借鉴与参考，确保施工过程的顺利进行与工程实体质量的优良。二、设计依据与原则（一）设计依据模板及支撑架的设计，必须严格遵循国家及地方现行的相关法律法规、标准规范。主要包括但不限于《混凝土结构工程施工质量验收规范》、《混凝土结构工程施工规范》、《建筑施工模板安全技术规范》以及各类支撑架（如碗扣式、盘扣式、扣件式钢管等）的专项技术规程。同时，工程设计图纸、地质勘察报告、施工组织设计以及现场实际条件，也是设计不可或缺的依据。所有计算均需满足规范要求的安全系数，确保结构在施工荷载作用下的强度、刚度与稳定性。（二）设计原则1.安全性原则：这是模板及支撑架设计的首要原则。必须保证模板及支撑架在施工全过程中，能够承受混凝土自重、钢筋自重、施工人员及设备荷载、以及混凝土浇筑过程中的冲击荷载等各种可能出现的荷载组合，确保不发生失稳、坍塌等安全事故。2.实用性原则：设计方案应结合工程具体情况，考虑施工操作的便捷性与可行性。模板的选型应兼顾通用性与经济性，力求拆装方便、周转次数高。支撑架的布置应合理，便于混凝土浇筑、振捣等作业。3.经济性原则：在满足安全与质量的前提下，应通过优化设计，如合理确定模板材料、支撑间距等，控制材料消耗，降低工程成本。优先选用可回收、可重复利用的材料。4.质量保障原则：模板设计应能保证混凝土结构的设计形状、尺寸和相互位置的准确性，模板拼缝应严密，防止漏浆，确保混凝土表面平整光洁，达到设计及规范要求的外观质量。三、模板设计（一）模板材料选择模板材料的选择需综合考虑构件类型、混凝土浇筑量、周转次数、成本及施工条件等因素。目前常用的模板材料有：1.木胶合板：具有重量轻、强度较高、加工方便、表面光滑等优点，适用于各种形状的混凝土构件，是目前应用最为广泛的模板材料之一。其厚度应根据构件尺寸及受力情况选用，通常在12mm至18mm之间。2.竹胶合板：性能与木胶合板相近，但其刚度和耐磨性有时更优，成本也具有竞争力。3.钢模板：强度高、刚度大、周转次数多、成型质量好，但重量大、搬运安装不便，成本相对较高，适用于标准构件或大批量重复施工的项目。本方案以应用广泛的木（竹）胶合板模板为主进行阐述，其面板背后通常设置次楞（如方木）和主楞（如钢管或方木），形成组合式模板体系。（二）模板构造设计模板构造设计应根据不同混凝土构件（如墙体、梁、板、柱、集水井等）的特点分别进行。1.墙体模板：*面板：采用木（竹）胶合板，其接缝处应采用硬拼或粘贴海绵条，确保严密。*次楞：通常沿墙高方向布置，采用方木，间距应根据面板厚度、混凝土侧压力经计算确定，一般在200mm至300mm之间。*主楞：沿墙长方向布置，通常采用双根钢管，间距需结合对拉螺栓的设置进行计算，一般在600mm至1000mm之间。*对拉螺栓：是承受混凝土侧压力、防止模板变形的关键部件。其直径、间距应通过计算确定，并应设置塑料套管以利周转使用。对于有防水要求的墙体（如消防水池壁），则需采用带止水片的对拉螺栓。螺栓孔的布置应整齐有序。*斜撑与定位：墙体模板两侧应设置斜撑，以保证其垂直度和稳定性。底部应设置定位钢筋，确保墙体截面尺寸准确。2.梁、板模板：*面板：同样采用木（竹）胶合板。*梁模板：由底模和侧模组成。底模下设次楞（方木），次楞下为主楞（钢管或方木），主楞支撑于支撑架的横杆或可调托座上。侧模除次楞外，还应设置竖向或斜向支撑，并与底模或支撑架连接牢固，防止浇筑混凝土时胀模。当梁高较大时，侧模应设置对拉螺栓。*板模板：次楞（方木）通常沿短边方向布置，直接支撑在支撑架的横杆上，其间距根据板厚及荷载计算确定。3.特殊部位处理：如预留孔洞、预埋件的模板，应制作专用的定型模板或固定支架，确保其位置准确、固定牢固，防止浇筑混凝土时移位。消防工程中各类管道穿越混凝土结构的预留洞较多，需特别注意。（三）模板设计计算要点模板设计计算是确保安全的核心，主要包括以下内容：1.荷载计算：包括模板及支架自重、新浇混凝土自重、钢筋自重、施工人员及设备荷载、振捣混凝土产生的荷载、新浇混凝土对模板侧面的压力等。应根据《建筑施工模板安全技术规范》的规定进行组合。2.模板面板验算：按简支梁或连续梁计算其在荷载作用下的强度和挠度。3.次楞（方木）验算：将面板传递的荷载视为均布荷载，按简支梁或连续梁验算其强度和挠度。4.主楞（钢管或方木）验算：将次楞传递的荷载视为集中荷载或均布荷载，按简支梁验算其强度和挠度。5.对拉螺栓验算：根据混凝土侧压力或梁侧模的受力情况，计算所需螺栓的截面积和数量，选择合适的螺栓型号。计算时应注意荷载的最不利组合，并确保各项验算结果均满足规范要求。对于重要或复杂的模板工程，建议进行详细的结构力学计算。四、支撑架设计支撑架是承受模板及上部所有荷载的关键承重结构，其设计的安全性直接关系到施工安全。（一）支撑体系选型目前常用的支撑架体系有：1.扣件式钢管脚手架：应用广泛，灵活性高，但其节点刚性较差，搭设质量对安全性影响较大。2.碗扣式钢管脚手架：节点连接可靠，结构稳定，搭设效率高，但通用性稍逊。3.盘扣式钢管脚手架：具有更高的承载能力和稳定性，节点强度高，搭设便捷，是目前推荐优先选用的高效支撑体系，尤其适用于高支模或荷载较大的场景。本方案将以盘扣式或碗扣式等具有良好稳定性的支撑体系为例进行说明，若采用扣件式，则需更加严格地控制搭设质量和检查验收。（二）支撑架构造设计1.立杆布置：*间距：立杆的纵横间距应根据上部荷载（模板、混凝土、钢筋、施工荷载等）及立杆的承载能力进行计算确定。对于一般楼板，间距通常在800mm至1200mm之间；对于梁下支撑，立杆应加密，必要时在梁两侧各增设一排立杆。*定位：立杆位置应准确，偏差不宜过大。在立杆底部应设置垫板或底座，以扩散压力，保护地基或楼面。若支撑在软弱地基上，应进行地基处理，如夯实、铺设碎石垫层等，确保地基承载力满足要求，并做好排水措施。2.横杆设置：*横杆应按步距沿立杆全高连续设置，确保立杆的稳定性。步距一般不宜大于1.5m，具体应根据支撑高度和稳定性要求确定。*扫地杆：在立杆底部离地200mm以内应设置纵横双向扫地杆，防止立杆不均匀沉降或失稳。3.剪刀撑设置：*竖向剪刀撑：沿支撑架长度和宽度方向，应每隔一定距离（如4-6m）设置一道连续的竖向剪刀撑，由底至顶连续布置。剪刀撑的宽度宜为4-6m。*水平剪刀撑：当支撑架高度超过一定值（如8m）或荷载较大时，应在顶部、中部及扫地杆上方设置水平剪刀撑，形成空间网格结构，增强整体稳定性。*剪刀撑的斜杆应与立杆或横杆扣接牢固，角度宜在45°至60°之间。4.立杆顶部处理：*立杆顶部应设置可调托座，用于调节模板标高，并将荷载传递给立杆。托座螺杆伸出长度不宜过长，一般不应超过300mm，以保证稳定性。*对于梁底支撑，可调托座上方应放置主楞（如双钢管）。5.高支模特别考虑：当支撑高度超过8m，或跨度超过18m，或施工总荷载大于15kN/㎡，或集中线荷载大于20kN/m时，属于危险性较大的分部分项工程，其专项施工方案需组织专家论证。此类高支模体系的设计应更加精细化，对整体稳定性、抗倾覆、地基承载力等进行更严格的验算。（三）支撑架设计计算要点支撑架的设计计算同样至关重要，主要包括：1.立杆稳定性验算：这是支撑架计算的核心。需考虑立杆的长细比、轴向压力设计值，并根据支撑架的搭设情况（有无剪刀撑、横杆步距等）确定立杆的稳定系数，进而验算其稳定性。2.横杆及节点承载力验算：验算横杆的抗弯强度、抗剪强度以及节点（如盘扣节点、碗扣节点）的承载能力。3.地基承载力验算：计算立杆底部对地基的压力，确保不超过地基的承载力特征值。4.支撑在楼板上时的承载力验算：若支撑架搭设在上层楼板上，需验算下层楼板及支撑体系能否承受上层施工荷载。必要时应采取加固措施。五、模板及支撑架施工要点与质量控制（一）模板施工要点1.模板安装：*安装前应清理模板表面，涂刷脱模剂（注意不得污染钢筋和混凝土接槎处）。*按设计图纸弹线，明确模板位置、标高。*模板安装应遵循先内后外、先下后上的顺序，确保接缝严密，拼缝平整。*对于墙体、柱模板，应设置临时支撑，待垂直度调整合格、连接件紧固后方可固定。*预埋件、预留孔洞的位置必须准确，固定牢固。2.模板检查与验收：*模板安装完成后，应检查其轴线位置、标高、截面尺寸、垂直度、平整度、接缝严密性以及支撑是否牢固。*自检合格后报请监理工程师验收，验收合格后方可进行下道工序。（二）支撑架搭设要点1.搭设前准备：*对进场的架体材料（钢管、扣件、盘扣节点、可调托座等）进行检查验收，确保材质合格，无严重锈蚀、弯曲、裂纹等缺陷。*清理搭设场地，平整夯实，按设计要求设置垫板或底座。*放出立杆位置线。2.搭设过程控制：*严格按照设计方案和搭设规程进行搭设，确保立杆垂直，横杆水平，节点连接牢固可靠。*剪刀撑应随立杆、横杆同步搭设。*搭设过程中应进行中间检查，及时纠正偏差。3.搭设验收：*支撑架搭设完成后，必须组织相关人员（施工、技术、安全、监理等）进行验收。*验收内容包括立杆间距、横杆步距、剪刀撑设置、节点连接、立杆垂直度、垫板设置、可调托座伸出长度等是否符合设计及规范要求。*验收合格并签署记录后方可投入使用。（三）混凝土浇筑过程中的监控1.混凝土浇筑前，应再次检查模板支撑的稳定性，对可能出现的问题及时处理。2.混凝土浇筑应均匀对称进行，避免产生过大的偏心荷载。3.振捣混凝土时，振捣棒不得直接碰撞模板和支撑架。4.浇筑过程中，应安排专人观察模板及支撑架的变形情况，一旦发现异常（如模板变形、支撑异响、沉降等），应立即停止浇筑，采取应急措施并报告处理。（四）模板拆除1.拆除原则：模板拆除应遵循“先支后拆、后支先拆”、“自上而下”的原则。严禁上下同时拆除。2.拆除时间：模板拆除的时间应根据混凝土强度确定。侧模拆除应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损时方可进行；底模及支撑拆除应在混凝土强度达到设计要求后（通常需留置同条件养护试块进行试压确定），方可拆除。3.拆除顺序：一般先拆除非承重模板，后拆除承重模板。拆除承重模板时，应先松动可调托座，使模板与混凝土面脱离，然后逐块拆除。4.安全注意事项：*拆除区域应设置警戒线和警示标志，严禁无关人员进入。*操作人员应佩戴好安全帽、安全带等防护用品。*拆下的模板和架体材料应及时清理、分类堆放，严禁随意抛掷。*对于高支撑架拆除，应制定详细