橋梁工程模板支撐架基本理論

和安全技術要點南京市市政公用工程質量安全監督站許瓊鶴1.橋梁工程模板支撐架基本理論

和安全技術要點南京市市政公用工程01引言：當前形勢和存在問題02模板支架的基本理論03橋梁工程模板支架安全技術04安全監督要點及典型事故案例分析05模板支架的現狀和發展方向展望目錄2.01引言：當前形勢和存在問題02模板支架的基本理論03橋梁工01引言：當前形勢和存在問題3.01引言：3.01引言一腳手架和模板支撐架工程安全形勢據統計，我國的腳手架和模板支撐架事故占了整個建筑行業事故數的1/4，死亡人數占全行業1/3，所占比重很大。僅南京發生影響比較大的腳手架和模板支撐架事故就有：2000年“10.25”南京電視臺新演播大廳模板支撐坍塌事故,造成6人死亡；2004年“9.1”江蘇商業管理干部學院南京江寧校區支模架整體坍塌事故造成17人，5人死亡；2004年“1.25”南京賽虹橋立交模板支架坍塌事故等。以上可以看出，大跨度屋蓋和橋梁工程的模板支撐架事故，是造成人員群死群傷的重要原因，也是我站安全監督工作中的重中之重。4.01引言一腳手架和模板支撐架工程安全形勢據統計，01引言（一）型式多、標準多、理論多，掌握難度大1、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-20112、《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ166-20083、《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》JGJ231-20104、《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ128-20105、《建筑施工工具式腳手架安全技術規范》JGJ202-20106、《建筑施工模板安全技術規范》JGJ162-2008目前關于腳手架的規范主要有6本，由于出臺時間有先后，期間計算理論發展，造成各規范間不統一，甚至前后矛盾的情況；支架計算理論同時存在多層排架模型、有側移剛架模型等，還有三維非線性有限元分析方法。總之，由于腳手架這類結構的復雜性，理論研究相對滯后，造成現場技術人員對腳手架的概念不清，把握不準，安全專項方案錯誤很多。二當前面臨的問題5.01引言（一）型式多、標準多、理論多，掌握難度大二01引言（二）市場混亂，人員責任心低下，材料和架體搭設質量差由于腳手架生產企業入門門檻低、租賃市場競爭激烈，大多數現場使用的鋼管和配件質量從經濟性角度一再降低，鋼管銹蝕、彎曲、壁厚不足以及扣件強度不足等情況多發；一方面腳手架屬于臨時施工措施，難以真正受到重視，很多項目總是按照經驗行事，不能嚴格落實方案—論證—交底—檢查—驗收整個環節的要求；另一方面我國建筑勞務用工體制，造成腳手架搭設人員專業素質低下、責任心缺失，架體搭設質量不高。特別是對于扣件式腳手架，一座橋梁可能有上萬個扣件需要人工擰緊，為了減少工作量，一些現場勞務人員擅自降低擰緊力矩、擅自加大步距、跨度和減少剪刀撐、水平橫杠等情況屢見不鮮。6.01引言（二）市場混亂，人員責任心低下，材料和架體搭02模板支架的基本理論7.02模板支架的基本理論7.02模板支架的基本理論（一）壓桿的破壞三種類型一壓桿穩定基礎知識材料破壞地基破壞桿件失穩當鋼管較短，壓力極大以至超出材料抗壓強度時，鋼管會發生不可恢復的塑性變形當地基承載力不足以支撐鋼管和作用力時，會引起鋼管下地基失穩，導致腳手架破壞當鋼管長度較長的時，由于鋼管存在初始缺陷（壁厚不均、彎曲），在遠未達到材料抗壓強度前，鋼管已經失穩8.02模板支架的基本理論（一）壓桿的破壞三種類型一大量工程事故經驗表明，第三種受壓失穩是腳手架破壞的主要形式，也是理論研究的重點。根據材料力學知識，鋼管承載力的計算公式：其中為鋼管的計算長度，是決定鋼管承載力的最重要的指標。鋼管的計算長度不僅與鋼管的幾何長度有關，而且與兩端的約束條件有關，約束條件越強則計算長度越小，鋼管承載能力越高。一壓桿穩定基礎知識注意：此公式在極其重要，構成整個腳手架研究的理論基礎02模板支架的基本理論9.大量工程事故經驗表明，第三種受壓失穩是腳手架破壞的主要形式，02模板支架的基本理論第一種模式，鋼管材料破壞模式計算出來的單根鋼管承載力：第二種模式，鋼管下地基破壞模式計算出來的單根鋼管承載力：（地基承載力按灰土換填處理后150kPa，支架間距1.2X1.2m下設0.2m寬通長墊木，地表硬化為0.1m素砼）第三種模式，鋼管失穩模式計算出來的單根鋼管承載力：計算長度1.8m時：計算長度3.0m時：計算長度2.4m時：計算長度3.6m時：實際工程中，由于鋼管制造和使用中的引起的初始缺陷，上述失穩承載力還需考慮一定的折減（從30%（短）~75%（長））不等。特別提醒：此處計算長度并不等同于模板支架水平橫杠之間的步距h，后文將予以詳細說明。10噸8.4噸7.6噸4.3噸2.7噸1.9噸10.02模板支架的基本理論第一種模式，鋼管材料破壞模式計02模板支架的基本理論二工程中提高模板支撐架承載力的思路通過以上理論分析可以看出，工程中模板支架最容易發生的是立桿的失穩破壞，要提高模板支架的承載力，最主要的還是解決立桿鋼管的失穩問題。根據立桿穩定承載力計算公式：可以看出，要提高立桿穩定承載力最有效、最經濟的辦法就是減小鋼管立桿的計算長度l0。理論上講，計算長度l0減半，支架的承載力便可以提高4倍。與此同時，也要加強對鋼管材料質量、地基基礎承載力的控制，防止材料破壞和地基失穩破壞兩種破壞模式。11.02模板支架的基本理論二工程中提高模板支撐架承載02模板支架的基本理論（一）頂托失穩型三模板支架常見的幾種失穩破壞形態當支撐架頂端自由端伸出長度過長時，頂端會發生類似于懸臂梁屈曲失穩的破壞形式。12.02模板支架的基本理論（一）頂托失穩型三模板支架02模板支架的基本理論（二）大波鼓曲和整體傾覆失穩型（1）在有豎向和水平剪刀撐情況下，以上下豎向剪刀撐交點為分界面，上下發生S型大波鼓曲失穩，且上部變形更大；（2）在沒有剪刀撐的情況下，整體支架發生整體傾覆失穩。（1）（2）13.02模板支架的基本理論（二）大波鼓曲和整體傾覆失穩型02模板支架的基本理論支架大波鼓曲失穩支架整體傾覆失穩14.02模板支架的基本理論支架大波鼓曲失穩支架整體傾覆失02模板支架的基本理論（三）局部失穩型在未設置豎向剪刀撐的部位，立桿承載力比較低，壓力下發生局部失穩；15.02模板支架的基本理論（三）局部失穩型在未設置豎向剪02模板支架的基本理論（四）底部失穩型支架底部未設掃地桿或掃地桿離地高度太高，造成支架底部發生類似于懸臂梁屈曲失穩的破壞形式。16.02模板支架的基本理論（四）底部失穩型支架底部未設掃03橋梁工程模板支架安全技術17.03橋梁工程模板支架安全技術17.03橋梁工程模板支架安全技術（一）扣件式一模板支撐架主要分類扣件式腳手架目前應用最為廣泛，優點是搭設便利、模數和角度均可以自由組合；缺點是扣件擰緊工作量大，而擰緊力矩又與支架穩定密切相關，因此受人為因素影響較大。

直角扣件轉角扣件對接扣件18.03橋梁工程模板支架安全技術（一）扣件式一模板支03橋梁工程模板支架安全技術與扣件式相比，碗扣式腳手架優點是上碗扣螺旋摩擦力和自重力作用，使接頭具有可靠的自鎖能力、搭設速度更快，且沒有零散配件，避免了配件丟失的現象。碗扣節點構造（二）碗扣式19.03橋梁工程模板支架安全技術與扣件式相比，碗扣式腳手03橋梁工程模板支架安全技術包括承插型盤扣式、門式鋼管腳手架；另外還有輪插式等其他腳手架形式，但缺乏相應規范指導。承插型盤扣式（三）其他門式（較多用于裝飾工程）輪插式（或輪扣式）插卡式腳手架20.03橋梁工程模板支架安全技術包括承插型盤扣式、門式鋼03橋梁工程模板支架安全技術一般來說，不同支架類型主要體現在節點構造上不同。根據壓桿穩定的理論，不論采用何種支架，都要求節點具有一定抗扭轉剛度，以達到盡量減小計算長度，增加支架承載力的目的。除扣件式腳手架外，其余類型支架節點都具有一定的自鎖功能，安全性相對更高。規范要求扣件式支架的扣件的擰緊力矩不小于40N?m，但現場執行的不理想，以致造成扣件式支架實際承載力大大低于設計值。因此，目前歐美等發達國家高大模板結構已經不允許使用扣件式支架，僅作為諸如門式架、碗扣式腳手架和盤扣式等腳手架和支架中的輔助連接及剪刀撐。目前我國已有學者提出逐步淘汰扣件式鋼管支架的呼聲，但一段時間仍有大量使用的情況。21.03橋梁工程模板支架安全技術一般來說，不同支架類型主03橋梁工程模板支架安全技術（一）鋼管二原材料生產制造和材質要求：《直縫電焊鋼管》GB/T13793、《低壓流體輸送用焊接鋼管》GB/T3091和《碳素結構鋼》GB/T700中Q235級鋼。力學性能和制造誤差：《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》

GB50018或《鋼結構設計規范》GB50018。鋼管規格：Ф48.3X3.6mm長度不大于6.5m（25kg），以方便人工搬運。（相比較2001規范Ф48X3.5mm，鋼管外徑和壁厚增加并不是鋼管規格提高了，而是2008年修編的《直縫電焊鋼管》、《低壓流體輸送用焊接鋼管》、《焊接鋼管尺寸及單位重量》幾本規范對鋼管規格重新規定所致

）22.03橋梁工程模板支架安全技術（一）鋼管二原材料生03橋梁工程模板支架安全技術1、外徑和壁厚數據來源：謝楠《超高模板支架的極限承載能力研究》2011扣件式規范要求，鋼管最小外徑不得小于47.8mm，最小壁厚不得小于3.24mm；2008碗扣式規范要求,鋼管壁厚不得有負公差，即不得小于3.5mm。壁厚不足對鋼管長細比的影響可以忽略，主要是截面面積的減小會使得承載力降低。定義折減系數η2：但薄壁鋼管更易變形，且更容易被銹蝕，因此仍應重視鋼管壁厚的檢測，并對鋼管進行防銹處理！23.03橋梁工程模板支架安全技術1、外徑和壁厚數據來源：03橋梁工程模板支架安全技術2、鋼管初始彎曲數據來源：謝楠《超高模板支架的極限承載能力研究》2011扣件式規范要求：2008碗扣式規范要求,鋼管直線度不得大于1.5‰L。由于支架破壞大多屬于長細比過大的桿件失穩模式，相比較壁厚不足，鋼管初始彎曲對失穩的影響更大，因此控制鋼管初始彎曲比壁厚更為重要，必須嚴格檢測。24.03橋梁工程模板支架安全技術2、鋼管初始彎曲數據來源03橋梁工程模板支架安全技術3、扣件和碗扣節點數據來源：

胡長明《節點半剛性對扣件式鋼管模板支架穩定承載力的影響分析》。若考慮為節點鉸接，結構為機動體系，立桿理論承載力為0.扣件和碗扣節點具有一定剛性，能夠限制立桿和橫桿間的自由轉動。正是由于這一節點半剛性的存在，支架的立桿計算長度通常較幾何長度小。為了提高支架承載力，必須保證節點具有一定的半剛性：25.03橋梁工程模板支架安全技術3、扣件和碗扣節點數據來03橋梁工程模板支架安全技術2011扣件式規范：7.3.11扣件螺栓擰緊力矩不應小于40N?m，且不應大于65N?m。從上表可以看出來，以擰緊力矩為40N?m為界，若減小擰緊力矩則穩定承載力降低的很快，若增大則穩定承載力增加的很有限，因此規范將擰緊力矩定為40N?m是比較經濟、合理的。數據來源：

袁雪霞《扣件式鋼管支模架穩定承載能力研究》26.03橋梁工程模板支架安全技術2011扣件式規范：數據03橋梁工程模板支架安全技術2008碗扣式規范：為了保證碗扣節點具有可靠的半剛性，提高支架承載力，碗扣規范第8.0.3條要求檢查上碗扣縮緊情況；3.3.10條對上、下碗扣和橫桿強度提出要求。大量試驗和實踐表明，非國標腳手管的碗扣一般先于鋼管破壞，破壞形式為脆性斷裂，表現為荷載加至極限時,上碗扣突然碎裂，橫管崩飛數米。非國標腳手管碗扣極限承載力約為1100N?m；

國標腳手管碗扣延性較好,最大可以承受1824N?m的彎矩，國標鋼管支架通常橫桿先于碗扣發生屈服現象，整架破壞表現出一定的延性。非國標腳手架碗扣脆性斷裂27.03橋梁工程模板支架安全技術2008碗扣式規范：大量03橋梁工程模板支架安全技術4、拓展知識點根據壓桿穩定的理論，如果支架的橫桿和立桿是鉸接的，則橫桿并不能夠限制立桿的橫向變形，此時增加橫桿數（減小步距）對立桿承載力是沒有貢獻的；但實際上由于節點的半剛性，橫桿越多對立桿約束越強，故能提高立桿承載力，所以2011扣件式規范第6.9.1規定，模板支架步距不宜超過1.8m，間距不宜超過1.2X1.2m，道理在于此。長期以來，工程技術人員根據規范立桿計算長度公式形式，認為立桿計算長度是由步跨間距決定的，這是一個誤區。立桿計算長度是支架整體高度，考慮橫桿節點半剛性、剪刀撐等構造措施的折減后得到的，故支架高度并不能無限升高，

2011扣件式規范6.9.1規定支架高度不宜超過30米，否則應專項設計和計算。（中國建科院施炳華在《探討扣件式鋼管模板支架的穩定計算問題》一文中有類似闡述。）28.03橋梁工程模板支架安全技術4、拓展知識點28.03橋梁工程模板支架安全技術二設計計算要點算例：工程中模板支架設計計算最核心的問題，就是支架計算長度的確定，只要支架計算長度確定，便準確得到支架整體承載力，對計算長度l0：2001年扣件式規范：

l0=h+2a2008年碗扣式規范：

l0=h+2a2011年扣件式規范：

l0=max{kμ1(h+2a)，kμ2h}算例：對同一座步距1.8m，跨距1.2X1.2m，高度10m，a值為0.2m的支架，3本規范算的計算長度分別為：2.2m、2.2m、3.53m，對應單根立桿承載力分別為3.5噸、3.5噸、1.5噸。即按照2011年的新規范，同一座支架用新規范算出來的承載力，可能僅為老規范的43%。29.03橋梁工程模板支架安全技術二設計計算要點算例：03橋梁工程模板支架安全技術反思：若2011年新規范是正確的，則老規范過高的估計了立桿承載力，存在重大安全隱患。（中國設計大師益德清《扣件式鋼管腳手架與模板支架的設計計算》、中國建科院施炳華《探討扣件式鋼管模板支架的穩定計算問題》、中建建科院杜榮軍《扣件式鋼管模板高支撐架的設計和使用安全》等大量文獻中均有論述，并已為學術界所共識。）大量研究和工程實踐表明，2001版規范對模板支架計算存在疏漏。主要原因是盲目套用英國標準《腳手架實施規范》BS5975-82，未考慮我國的實際情況。英國標準構造上要求設置大量斜撐，整個體系接近幾何不動體系，故支架失穩只能是頂端失穩型，采用這一公式是正確的，但是我國支架構造斜撐較少，大多數失穩是整體失穩，僅核算頂端失穩的情況是不夠的，所幸2011版規范對這一疏漏已經糾正過來了。鑒于以上分析，建議監督人員在檢查扣件式支架方案時，應特別注意審查支架設計計算公式，必須嚴格按照2011年新扣件式規范執行。30.03橋梁工程模板支架安全技術反思：若2011年新03橋梁工程模板支架安全技術對碗扣式支架，2008規范計算長度仍采用h+2a，但剪刀撐和橫撐設置已較2001扣件式規范加強了很多，接近于國外的支架構造，且相關規定為強條：鑒于以上原因，建議監督人員碗扣式支架時，必須嚴格按照規范要求檢查支架構造以確保承載力；特別當單根立桿最大承載力超過40kN，但很難達到規范構造要求時，應要求責任主體考慮方案的合理性。31.03橋梁工程模板支架安全技術對碗扣式支架，2008規03橋梁工程模板支架安全技術（一）支架頂部和底部伸出自由段長度三模板支撐架構造和施工要求為防止模板支撐架頂部和底部失穩

頂托自由端長度a和掃地桿離地高度b的限值：*說明：表中數據參照腳手架掃地桿的設置要求，新規范中模板支撐架對掃地桿離地高度未明確要求，僅在6.9.6對可調底座長度有要求，但與此數據有矛盾，故偏安全地取此值。a值（m）b值（m）引用規范扣件式≤0.50≤0.20*JGJ130-2011碗扣式≤0.70≤0.35JGJ166-2008承插型盤扣式≤0.65≤0.55JGJ231-201032.03橋梁工程模板支架安全技術（一）支架頂部和底部伸出03橋梁工程模板支架安全技術2、為防止模板支撐架整體失穩

架體過高或高寬比太大時，在風力、混凝土振搗力、泵送混凝土的泵管水平力等作用下，易發生整體傾覆，故對架體最大高度和高寬比提出限制：最大高度（m）最大高寬比扣件式30不宜≤2：1或2.5：1不應≤3：1碗扣式未作規定≤2：1承插型盤扣式24≤3：1PO說明：超出表中限制時，必須采取水平穩定構造措施，如增加架體與構筑物水平剛性連接等，并進行專門設計和計算復核。（二）支架整體穩定構造要求33.03橋梁工程模板支架安全技術2、為防止模板支撐架整體03橋梁工程模板支架安全技術剪刀撐（斜撐）的作用，從力學的原理上看，是利用三角形的穩定性，將原有立桿和橫杠組成的幾何半可變體系（由于橫杠節點的半剛性）變為幾何不變體系，使之有利于支撐架體的穩定。研究表明，通過設置剪刀撐，可增加架體整體剛度，使支撐架體承載力較未設置剪刀撐提高26%~64%，作用非常顯著。（三）剪刀撐（斜撐）的構造要求無剪刀撐有剪刀撐數據來源：

陸征然《扣件式鋼管滿堂支撐體系穩定性的有限元分析及試驗研究》↑30%↑36%↑43%↑49%34.03橋梁工程模板支架安全技術剪刀撐（斜撐）的作用，從03橋梁工程模板支架安全技術新型高承載力支架構造國內一些新型和國外支架的特點，就是大量采用斜桿，利用三角形的穩定性形成幾何不可變體系，以提高支架整體承載力。35.03橋梁工程模板支架安全技術新型高承載力支架構造國內03橋梁工程模板支架安全技術1、普通型（1）豎向剪刀撐構造要求：架體周邊及內部縱橫向每5~8m，設置連續豎向剪刀撐到頂，剪刀撐寬度也為5~8m。（2）水平剪刀撐構造要求：豎向剪刀撐頂部交點處設置水平剪刀撐，超過一定規模支架（87號文），掃地桿處也應設置水平剪刀撐，水平剪刀撐豎向間距不小于8m。2011扣件式規范對剪刀撐（斜撐）的構造要求36.03橋梁工程模板支架安全技術1、普通型（1）豎向剪刀03橋梁工程模板支架安全技術2、加強型（1）豎向剪刀撐構造要求：1）立桿間距較大（0.9X0.9m~1.2X1.2m）時，架體周邊及內部縱橫向每4跨（且≤5m），設置連續豎向剪刀撐到頂，剪刀撐寬度也為4跨。2）立桿間距中等（0.6X0.6m~0.9X0.9m）時，架體周邊及內部縱橫向每5跨（且≥3m），設置連續豎向剪刀撐到頂，剪刀撐寬度也為5跨。3）立桿間距較小（0.4X0.4m~0.6X0.6m）時，架體周邊及內部縱橫向每3~3.2m，設置連續豎向剪刀撐到頂，剪刀撐寬度也為3~3.2m。（2）水平剪刀撐構造要求：豎向剪刀撐頂部交點處設置水平剪刀撐，超過一定規模支架（87號文），掃地桿處也應設置水平剪刀撐，水平剪刀撐豎向間距不小于6m，剪刀撐寬度3~5m。37.03橋梁工程模板支架安全技術2、加強型（1）豎向剪刀表4.2剪刀撐跨越立桿的最多根數剪刀撐斜桿與地面傾角45°50°60°剪刀撐跨越立桿最多根數76503橋梁工程模板支架安全技術其他構造要求：1、剪刀撐與地面傾角應為45°~60°，水平剪刀撐與支架夾角應為45°~60°；每道剪刀撐寬度不小于4跨，且不小于6m；但也不可太寬，最多跨越立桿數滿足下表要求。（剪刀撐寬度太小則剛度不足。）38.表4.2剪刀撐跨越立桿的最多根數剪刀撐斜桿與地面傾角403橋梁工程模板支架安全技術3、剪刀撐應用旋轉扣件固定在與之相交的水平桿或立桿上，距離主節點距離不宜大于150mm。（剪刀撐與立桿或水平桿固定，是為了防止剪刀撐斜桿長細比過大而出現失穩。）4、剪刀撐接長應采用搭接接長，搭接長度不小于1m，并采用不少于2個旋轉扣件固定；立桿接長必須采用對接扣件，不得搭接接長。39.03橋梁工程模板支架安全技術3、剪刀撐應用旋轉扣件固03橋梁工程模板支架安全技術問題1豎向剪刀撐傾角過大問題2跨越根數過多，豎向

剪刀撐間距過大問題3水平剪刀撐間距過大某高架橋碗扣式支架，架高14~15m，步距為1.2m，間距0.9X0.9m，腹板下間距0.9X0.6m40.03橋梁工程模板支架安全技術問題1豎向剪刀撐傾角03橋梁工程模板支架安全技術未設扣件41.03橋梁工程模板支架安全技術未設扣件41.03橋梁工程模板支架安全技術8月9日復查情況42.03橋梁工程模板支架安全技術8月9日復查情況42.03橋梁工程模板支架安全技術43.03橋梁工程模板支架安全技術43.03橋梁工程模板支架安全技術1、立桿底部宜設置底座或墊板。（便于基底應力擴散）2、支架立桿基礎不在同一高度時，必須將高處的掃地桿向低處延長兩跨與立桿固定，高差應不大于1m。靠邊坡上方的立桿軸線到邊坡距離不應小于500mm。（該條為強制性條文，出發點在于保證掃地桿離地高度不可太大、立桿下地基必須穩定。）3、立桿接長必須采用對接扣件連接。（該條為強制性條文，由于旋轉扣件連接會產生較大的偏心力矩，很容易造成立桿失穩。）（四）立桿和橫桿構造要求44.03橋梁工程模板支架安全技術1、立桿底部宜設置底座或03橋梁工程模板支架安全技術4、立桿對接接頭應交錯布置，不能全在同一高度。相鄰接頭不應設置在同步內，即使相隔設置，接頭也應錯開500mm以上，接頭應在節點1/3步距范圍之內。（類似于鋼筋錯頭，防止形成水平薄弱面。）相隔接頭錯開不足500mm5、水平桿可采用對接扣件或旋轉扣件接長。相鄰水平桿接頭不應在同步同跨內；相隔接頭應錯開500mm；接頭應在節點跨度1/3范圍內（同理也為了防止形成豎直薄弱面。）6、支架拆除作業必須由上而下逐層進行，嚴禁上下同時作業。（該條為強制性條文，必須嚴格執行。）7、卸料時各構配件嚴禁拋擲至地面。

（該條為強制性條文，必須嚴格執行。）45.03橋梁工程模板支架安全技術4、立桿對接接頭應交錯布03橋梁工程模板支架安全技術承插型盤扣式支架構造規定：46.03橋梁工程模板支架安全技術承插型盤扣式支架構造規定03橋梁工程模板支架安全技術47.03橋梁工程模板支架安全技術47.04安全監督要點及典型事故案例分析48.04安全監督要點及典型事故案例分析48.87號文規定，施工總荷載15kN/m2或集中線荷載20kN/m以上為超規模危險支架，經換算：（1）對面荷載15kN/m2，扣除模板自重、施工活載（1kN/m2）后，相當于混凝土板厚350mm；（2）對線荷載，扣除模板自重、施工活載（1kN/m2作用于1m梁帶內）后，相當于梁截面400X1300mm或其他相等截面。一般來說，城市橋梁箱梁頂、底板厚度為25cm左右，腹板一般60cm以上，梁高一般不會低于1.5m（否則不利于跨中束張拉），因此一般為超規模危險性支架；城市隧道頂板厚度一般也不低于40cm（如城西干道隧道、玄武湖等隧道工程頂板60cm），一般來說也屬于超規模危險性支架；一些明挖法施工箱涵、地下通道工程當頂板厚度大于35cm時，其支模體系也應按超規模處理。一現場安全監督要點（一）住建部87號文超規模危險性支架快速判斷04安全監督要點及典型事故案例分析49.87號文規定，施工總荷載15kN/m2或集中線荷載20kN/1、扣件式支架偏保守地，按2011版扣件式規范附錄C附表，支架高度不超過8m時，扣件式支架不同水平桿步距對應計算長度和承載力如下表：

（二）現場單根立桿承載力快速判斷表4.1不同步距單根立桿最小承載力匡算水平桿步距（m）0.60.91.21.51.8計算長度（m）3.293.383.453.623.64立桿最小承載力（kN）1716151414以上表格為按新規范算得立桿最小承載力，如果監督人員現場按照混凝土澆筑方量、模板和施工荷載初步判斷立桿荷載小于表中值，則支架基本不存在失穩的問題，若大于表中值，則需對照支架計算書具體分析。（若支架高度本身小于3m以下，承載力會高于上表值）04安全監督要點及典型事故案例分析50.1、扣件式支架（二）現場單根立桿承載力快速判斷表4.1同理，按照2011扣件式規范附表，可計算得扣件式支架各種水平桿步距下立桿最大承載力：對于扣件式支架，當施工方案中不同步距條件下立桿承載力超出以上表中數值時，監督人員應高度重視，要求施工和監理單位對計算結果進行核算確認。（造成立桿計算承載力偏高的原因可能：1、計算錯誤；2、采用老規范；3、非線性三維有限元專項設計；4、支架高度低于表中計算長度）表4.2不同步距單根立桿最大承載力匡算水平桿步距（m）0.60.91.21.51.8計算長度（m）2.642.712.863.043.22立桿最大承載力（kN）252422201704安全監督要點及典型事故案例分析51.同理，按照2011扣件式規范附表，可計算得扣件式支架各種水平結論，對于高度在8m以下的扣件式支撐架：04安全監督要點及典型事故案例分析1即使按最大步距1.8m，最大間距1.2X1.2m搭設，在滿足規范設置剪刀撐、高寬比整體穩定要求的情況下，澆筑混凝土等代板厚在300mm以下時，監督人員現場可判斷支架設計算基本不存在問題，主要對構造進行檢查。2當計算設計單立桿承載力介于表4.1和4.2之間時，主要檢查施工單位計算書復核、審批和專家論證程序是否合法，并結合具體情況進行分析；3當施工單位計算書中的單立桿承載力超出表4.2范圍時，應要求監理單位對施工方案進行重點審查，并及時報告站里。52.結論，對于高度在8m以下的扣件式支撐架：04安全監督2碗扣式支架對碗扣式支架，當步距較小時，按2008碗扣式規范計算得出的立桿承載力會很高，必須強有力的構造措施來保證，事實上是比較困難的。因此建議按下表來控制支架單立桿承載力（見下表）：數據來源：東南大學郭正興《高架橋支模安全技術》2005年04安全監督要點及典型事故案例分析對于碗扣式支架，當立桿承載力超出上表數值時，監督人員應高度重視，必須嚴格按照規范構造要求檢查碗扣式支架構造；或建議優化方案，降低單立桿荷載水平。53.2碗扣式支架數據來源：東南大學郭正興《高架橋支模為了提高模板支撐架承載力，現場常用加密立桿步距、加密立桿間距和增設剪刀撐等做法。1加密立桿步距長時間以來，受老規范的影響，很多技術人員把支架計算長度等同于步距，認為步距乘以某個修正系數就是計算長度了。這種認識是一個誤區，支架計算長度是由整架高度考慮豎直和水平剪刀撐、節點半剛性和頂端長度等因素決定的，并非與h正比例的關系。工程靠加密步距來提高支架承載力是有效果的，但并不是等比例的關系，這點尤其要注意。

（三）工程中如何提高模板支架的承載力04安全監督要點及典型事故案例分析54.為了提高模板支撐架承載力，現場常用加密立桿步距、加密立桿間距算例：剪刀撐普通型支架高8m，步距1.8m，間距0.9X0.9m，

a為0.2m，計算將步距加密至0.9m、0.6m后的單立桿承載力變化情況。上表計算表明，步距加密后，單立桿承載力增加了，但并非等比例增加的關系。04安全監督要點及典型事故案例分析步距1.8（m）0.9（m）0.6（m）計算長度（m）3.533.103.03設計承載力（kN）14.618.719.6承載力增幅——↑28%↑34%55.算例：剪刀撐普通型支架高8m，步距1.8m，間距0.9X0.2加密立桿間距加密間距，會對單立桿承載力產生一些影響，但不是很大。但加密立桿間距，使得單位模板下承受荷載的立桿數增加了，如：支架立桿間距從1.2X1.2m加密至0.6X0.6m，則單位面積下承擔荷載立桿數增加了4倍，整體支架的承載力增加3~4倍。04安全監督要點及典型事故案例分析3加設剪刀撐前文已分析可知，加設剪刀撐的支架比無剪刀撐支架承載力提高26%~64%，因此必須嚴格按照規范要求設置剪刀撐，才能保證達到設計承載力要求。要進一步提高承載力，可以進一步加密設置斜桿或剪刀撐，但按規范公式計算的承載力不會再提高，因此這種加強作用是定性的。要精確量化提高值，必須借助非線性有限元法進行分析。56.2加密立桿間距04安全監督要點及典型事故案例分析1南京電視臺演播中心大演播廳模板支架整體倒塌事故二典型事故案例分析04安全監督要點及典型事故案例分析南京電視臺演播中心工程大演播廳總高38米(地下8．70米，地上29．30米)，支架體系于10月15日完成搭設，總面積約624平方米，高度38米。工程于2000年10月25日開始澆筑混凝土，上午10時10分，泵送至屋面混凝土約139立方米，重約342噸，占原計劃輸送屋面混凝土總量的51％時，模板支架發生整體坍塌。該事故造成6人死亡，1人重傷，33人輕傷，直接經濟損失70余萬元，成為當時自建國以來南京市最大的建筑工程傷亡事故。57.1南京電視臺演播中心大演播廳模板支架整體倒塌事故二04安全監督要點及典型事故案例分析300多噸倒塌的鋼管堆積如山58.04安全監督要點及典型事故案例分析300多噸倒塌的鋼04安全監督要點及典型事故案例分析事故原因技術分析：支架主要原因是由于水平橫桿設置不足，立桿承載力下降，支架構造不合理，局不桿件受力過大。支架按1.8m步距搭設，但水平橫杠漏搭嚴重，局部地坑處步距高達2.6m，且未設置掃地桿；板下鋼管立桿間距1000×1000mm，施工單位曾有意識地將梁下立桿密度增加1倍為@500mm，但增設的立桿缺乏水平橫桿聯系，立桿加密作用未得以充分發揮。梁底模下木枋呈縱向布置在支架水平鋼管上，使梁下中間立桿的受荷過大，個別立桿受荷最大達4噸多；此外，從現場圖片來看，支架剪刀撐的設置也存在不足的問題。殘存支架未見掃地桿59.04安全監督要點及典型事故案例分析事故原因技術分析：04安全監督要點及典型事故案例分析曾經的樣板觀摩工地反思：該工地之前曾被評為樣板觀摩工地進行宣傳，但事故調查發現這個高度為38米的支架，搭設時無方案無圖紙，無技術交底，施工中無自檢手續，搭設完成后監理單位也沒有組織驗收，

是一起典型的安全生產責任事故。60.04安全監督要點及典型事故案例分析曾經的樣板觀摩工地2北京西西工程4#地塊高大廳堂頂板模板支架垮塌事故04安全監督要點及典型事故案例分析北京西西工程4#地塊高大頂板模板支架總高21.8m，頂板為支于四周框架梁上的預應力現澆空心樓板（厚550mm，板內預埋φ400mm，長500mm的GBF管），南側邊梁KL17截面850mm×950mm、北側邊梁KL22截面1000mm×1300mm,東西兩側邊梁K27和K30均為600mm×600mm。頂板面積為423.36m2,混凝土總量198.6m3。2005年9月5日晚10時10分左右，該工程在澆筑接近完成時發生整體垮塌，釀成死亡8人、傷21人的特大傷亡事故。61.2北京西西工程4#地塊高大廳堂頂板模板支架垮塌事故04安全監督要點及典型事故案例分析事故原因技術分析：本工程基本架體步距1500mm，間距1200×1200mm。經分析，支架事故最主要原因是由于立桿頂端伸出長度過長（1.2~1.5m）所致。根據圖紙換算，GBF空心板換算高度376mm，恒載+活載為16.4KN/m2，每根立桿最大軸壓力23.6kN，而理論分析表明，立桿頂端僅在伸出1m的情況下，立桿承載力只有13.7kN，當伸出1.5m時，承載力將為10kN不到，上述重量支架顯然根本無法承受上部荷載。頂端過長失穩現象數據來源：陸征然《扣件式鋼管滿堂支撐體系穩定性的有限元分析及試驗研究》2012年62.04安全監督要點及典型事故案例分析事故原因技術分析：04安全監督要點及典型事故案例分析除此之外，調查還發現現場模板支架搭設質量很差，如個別節點無扣件連接、扣件螺栓擰緊扭力矩普遍不足、立桿搭接或支撐于水平桿上、缺少剪刀撐、步距超長等，都造成了支架局部承載力下降，以及鋼管和扣件質量也存在問題，這些都是事故產生的重要原因。63.04安全監督要點及典型事故案例分析除此之外，調查還發3河西中央公園地下室頂板模板支架倒塌事故04安全監督要點及典型事故案例分析2005年4月，南京河西中央公園地下室頂板厚400mm，柱帽處厚1000mm，地下兩層，負一層支模高度為6m，造成1人死亡。64.3河西中央公園地下室頂板模板支架倒塌事故04安全04安全監督要點及典型事故案例分析事故原因技術分析：本工程架體步高1800mm，立桿間距1000×1000mm。事故最主要原因是施工單位擅自減少水平桿，間隔抽除一根水平桿，且無掃地桿，架體承載力嚴重下降。65.04安全監督要點及典型事故案例分析事故原因技術分析：04安全監督要點及典型事故案例分析此外，殘存支架還存在傾斜失穩的現象，屬于典型的剪刀撐設置不足的失穩模式。66.04安全監督要點及典型事故案例分析此外，殘存支架還存4南京賽虹橋立交支架坍塌事故04安全監督要點及典型事故案例分析2004年1月15日凌晨，當施工人員在立交橋東延中華門段高架橋澆注水泥橋面時，近百米的橋面突然發生整體坍塌，造成正在施工的數十名工人受傷，所幸未造成人員死亡。67.4南京賽虹橋立交支架坍塌事故04安全監督要點及典04安全監督要點及典型事故案例分析事故原因技術分析：

模板支架為扣件鋼管腳手架搭設的排架支撐，步距為1600mm，基本尺寸為間距為900×900，肋梁下為600×600，且設置了一定數量的剪刀撐，應該說整體構架還是比較合理的。按設計方案，梁底150mmX150mm木方擱置在水平橫杠上，橫杠再通過扣件傳遞給立桿。由于時近年底，工人回家心切，架子搭設速度很快，導致扣件扭轉力矩不足，澆筑混凝土時扣件不足而發生支架整體下沉，最后緩慢坍塌。68.04安全監督要點及典型事故案例分析事故原因技術分析：5

昆明機場引橋碗扣式鋼管支架坍塌事故04安全監督要點及典型事故案例分析2010年1月3日下午１４∶２０時，云南省昆明市，由云南建工市政公司承建的昆明新機場航站樓配套引橋工程在混凝土澆筑施工中，突然發生了支架垮塌事故，造成７人死亡、８人重傷、２６人輕傷。69.5昆明機場引橋碗扣式鋼管支架坍塌事故04安全監督04安全監督要點及典型事故案例分析技術分析認為，該橋梁發生事故的主要原因為：（1）箱梁支撐體系搭建不規范，模板支撐不夠，支撐架中剪刀撐欠缺、碗扣松動，甚至有的沒有碗扣；（2）支撐架鋼管質量不合格、不符合安全技術標準，比規定的鋼管厚度薄；（3）采用從箱梁高處向低處澆筑砼的方式違反規定，導致架體右上角翼板支架局部失穩，牽連架體整體坍塌。70.04安全監督要點及典型事故案例分析技術分析認為，該橋04安全監督要點及典型事故案例分析2008年11月8日下午5點半左右，位于江寧區龍眠大道的地鐵一號線南延線第15標段發生箱梁支架坍塌事故。主要事故原因為碗扣式支架頂端自由長度過長導致頂部失穩所致。71.04安全監督要點及典型事故案例分析2008年11月82007年8月13日16時45分左右，湖南省鳳凰縣正在建設的堤溪沱江大橋發生特別重大坍塌事故，造成64人死亡，4人重傷，18人輕傷，直接經濟損失3974.7萬元。主要事故原因是拱橋上部造施工工序不合理,施工單位在主拱圈未達到設計強度的情況下就開始落架施工,加上主拱圈砌筑質量差，1號孔主拱圈靠近0號橋臺拱腳區段砌體強度達到破壞極限而坍塌，受連拱效應影響，整個大橋迅速坍塌。

04安全監督要點及典型事故案例分析72.2007年8月13日16時45分左右，湖南省鳳凰縣正在建設的2008年3月13日。西安法門寺一期工程正圣門東A區高大廳堂梁板樓蓋，支模高度達20.5m，在澆筑至板中間部位時，突然發生坍塌，正在作業的十幾名工人，瞬間如自由落體般地被摔墜至地面，造成3人死亡、6人受傷。事故主要原因為如此高的扣件式鋼管支架，沒有設置垂直和水平剪刀撐，造成支架承載力嚴重不足。04安全監督要點及典型事故案例分析73.2008年3月13日。西安法門寺一期工程正圣門東A區高大廳堂2005年１２月１４日，貴州省貴開高等級公路小尖山大橋，兩跨正在澆筑的橋面突然發生支架垮塌。事故造成共造成8人死亡、12人受傷。橋梁全長155米，橋墩高度47米，最高支架50米，單跨65米。04安全監督要點及典型事故案例分析貴州省安監局局長何剛說，這起事故已基本認定是一起重大責任事故。這起事故發生的原因：一是支架搭設時基礎施工不符合相關規范要求，部分支架鋼管壁厚不夠，部分支架主管與枕木之間缺墊板；二是支架預壓時，預壓范圍不很充分，每跨有部分區域未壓到……。74.2005年１２月１４日，貴州省貴開高等級公路小尖山大橋，兩跨支架坍塌事故發生后，準確定性支架坍塌破壞的模式是有難度的，因為支架的坍塌往往是綜合因素，并非單一因素所造成。再者支架坍塌后形成支架和混凝土的集堆，無法直接觀察坍塌部位的破壞形式，殘存支架由于受到破壞部位的拉扯、推擠，其破壞模式并不能完全等同于實際破壞狀態。但總的來說，支架破壞一般是以下一種或幾種破壞模式綜合：1支架頂部失穩造成的整體(局部)坍塌破壞；2支架底部失穩造成的整體(局部)坍塌破壞；3支架整體失穩造成的整體(局部)坍塌破壞；4支架過大沉降變形造成的整體(局部)垮塌破；04安全監督要點及典型事故案例分析三小結75.支架坍塌事故發生后，準確定性支架坍塌破壞的模式是有難度的，因1無安全專項方案，任由工人憑經驗搭設，或方案概念不清，計算錯誤；2按一般滿堂腳手架做法搭設重載和高大支架；3腳手架材料進場未經檢查驗收；4不設掃地桿或設置過高；5不控制可調支座絲桿的直徑和工作長度，不控制立桿的伸出長度；6立桿采用搭接接長；7臨時加設懸空(連在橫桿上)支頂立桿；8橫桿直接承傳重型梁板荷載，超出實際扣件抗滑力；9相接架體構架尺寸不配合，橫桿不能拉通04安全監督要點及典型事故案例分析施工現場常見的支架問題：76.1無安全專項方案，任由工人憑經驗搭設，或方案概念不清10隨意去掉構架結構橫桿和斜桿(剪刀撐)；11節點未按規定要求裝設和緊固；12

立桿底部不設座、墊，部分立桿懸空或不穩；13

架體垂直和水平偏差過大；14

隨意改變澆筑工藝和程序；15

在局部作業面上集中過多的人員和機具；16

盲目使用，隨意增加架面荷載；17

支架未經監理驗收，就進行混凝土澆筑；18混凝土澆筑時未安排專人巡查觀測；19超規模支架未經專家論證、修改方案未經專家簽字確認。04安全監督要點及典型事故案例分析施工現場常見的支架問題：77.10隨意去掉構架結構橫桿和斜桿(剪刀撐)；04安05模板支架的現狀和發展方向展望78.05模板支架的現狀和發展方向展望78.對當前腳手架和模板支撐架領域，總結起來存在以下幾個問題：1方案設計環節的問題一方面腳手架和模板支撐架屬于鋼結構，由于節點半剛性和施工質量離散性大，計算難度和結果不確定性較常規鋼結構（純剛接、純鉸接）大得多；另一方面支架又屬于臨時措施，設計和計算要求現場技術人員掌握，復雜的鋼結構計算理論須經大量簡化才能被現場接受，使得其理論實質更加難以把握。簡而言之，最復雜的鋼結構問題，交由不具備相應理論知識的人員完成，加上標準規范本身存在的缺陷，使得很多支架在方案設計階段就存在安全隱患。05總結和發展方向展望一對腳手架和模板支架工作的總結79.對當前腳手架和模板支撐架領域，總結起來存在以下幾個問題：2生產和施工環節的問題由于支架材料安全可靠度和整體構造可靠度是不匹配的，從而給不法生產商帶來了可乘之機，造成鋼管從一出廠壁厚就嚴重不足；支架屬于臨時施工措施，往往不受重視，設計和施工過程中往往經驗多于理論分析，經驗主義對于普通支架尚可，遇有重荷載、高大的支模結構時，潛在風險很大；目前支架搭設多采取勞務分包的形式，作業人員專業素質低下、責任心缺失，多從經濟、便利的角度，僥幸地減少必要的安全儲備措施；支架施工面臨理論體系復雜、現場條件復雜、構造要求復雜的困難，監理單位和監管部門對現場支架搭設重點、要點正確把握的難度很大，一些大的構造上的致命缺陷往往難以察覺。05總結和發展方向展望80.2生產和施工環節的問題05總結和發展方向展望803理論研究成果轉換和案例分析目前對于支架的理論研究已經進入三維非線性有限元仿真分析階段，對于支架承載力、破壞模式、計算長度簡化等問題的研究已經可以通過仿真有限元模型來進行研究分析，2011年扣件式規范已做了很多有益的嘗試，但對于碗扣式、承插型盤扣式等其他很多支架，研究成果的轉換工作還有一段時間；目前對于支架安全事故案例的分析還較為粗略，大多為定性描述，對于典型案例的精細化分析、對于事故類型的總結分類研究工作仍處于初級階段，預計今后將有很大的提升空間。05總結和發展方向展望81.3理論研究成果轉換和案例分析05總結和發展方向展（一）腳手架和模板支架國家標準體系建設目前我國腳手架和支架領域國家標準體系還比較混亂，缺乏統一得高位規范的協調指導，各種類型的標準間缺乏協調統一，甚至前后矛盾，不同的支架不同的計算理論方法和結果的情況屢見不鮮，加上一些新近從國外引進的新型支架，也缺乏相應規范指導而陷入無監管依據的尷尬境地，都亟待國家層面相關統一規范的出臺，以及對現有規范的梳理、協調和修訂工作。05總結和發展方向展望二腳手架和模板支架的發展方向展望82.（一）腳手架和模板支架國家標準體系建設05總結和（二）新型腳手架和模板支架的產業化發展隨著行業的發展，支架產品正朝向軟件設計標準化、模架結構模數化、產品生產工廠化、現場作業裝配化的方向發展。如近幾年出現的鋁合金一體式模板支架結構，具有施工周期短、周轉率高、施工快捷等優點，且承載力可高達60kN/m2（為住建部87號文超規模的4倍），產品潛力很大。05總結和發展方向展望鋁合金模板支架安德固模塊式支架83.（二）新型腳手架和模板支架的產業化發展05總結和（三）模架和支架生產、租賃和施工一體化隨著模板支架技術和行業發展，近年來市場上開始出現一些模板和支架生產、租賃和施工一體化的企業，這些企業技術先進、專業化程度高，具備一定的研發能力。可以預見，隨著建筑市場的精細化和專業化發展，在的優勝劣汰機制作用下，國外的模板和支架生產、租賃和施工一體化可能是將來發展的方向。05總結和發展方向展望84.（三）模架和支架生產、租賃和施工一體化05總結和匯報結束謝謝大家！85.匯報結束謝謝大家！85.橋梁工程模板支撐架基本理論

和安全技術要點南京市市政公用工程質量安全監督站許瓊鶴86.橋梁工程模板支撐架基本理論

和安全技術要點南京市市政公用工程01引言：當前形勢和存在問題02模板支架的基本理論03橋梁工程模板支架安全技術04安全監督要點及典型事故案例分析05模板支架的現狀和發展方向展望目錄87.01引言：當前形勢和存在問題02模板支架的基本理論03橋梁工01引言：當前形勢和存在問題88.01引言：3.01引言一腳手架和模板支撐架工程安全形勢據統計，我國的腳手架和模板支撐架事故占了整個建筑行業事故數的1/4，死亡人數占全行業1/3，所占比重很大。僅南京發生影響比較大的腳手架和模板支撐架事故就有：2000年“10.25”南京電視臺新演播大廳模板支撐坍塌事故,造成6人死亡；2004年“9.1”江蘇商業管理干部學院南京江寧校區支模架整體坍塌事故造成17人，5人死亡；2004年“1.25”南京賽虹橋立交模板支架坍塌事故等。以上可以看出，大跨度屋蓋和橋梁工程的模板支撐架事故，是造成人員群死群傷的重要原因，也是我站安全監督工作中的重中之重。89.01引言一腳手架和模板支撐架工程安全形勢據統計，01引言（一）型式多、標準多、理論多，掌握難度大1、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-20112、《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ166-20083、《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術規程》JGJ231-20104、《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ128-20105、《建筑施工工具式腳手架安全技術規范》JGJ202-20106、《建筑施工模板安全技術規范》JGJ162-2008目前關于腳手架的規范主要有6本，由于出臺時間有先后，期間計算理論發展，造成各規范間不統一，甚至前后矛盾的情況；支架計算理論同時存在多層排架模型、有側移剛架模型等，還有三維非線性有限元分析方法。總之，由于腳手架這類結構的復雜性，理論研究相對滯后，造成現場技術人員對腳手架的概念不清，把握不準，安全專項方案錯誤很多。二當前面臨的問題90.01引言（一）型式多、標準多、理論多，掌握難度大二01引言（二）市場混亂，人員責任心低下，材料和架體搭設質量差由于腳手架生產企業入門門檻低、租賃市場競爭激烈，大多數現場使用的鋼管和配件質量從經濟性角度一再降低，鋼管銹蝕、彎曲、壁厚不足以及扣件強度不足等情況多發；一方面腳手架屬于臨時施工措施，難以真正受到重視，很多項目總是按照經驗行事，不能嚴格落實方案—論證—交底—檢查—驗收整個環節的要求；另一方面我國建筑勞務用工體制，造成腳手架搭設人員專業素質低下、責任心缺失，架體搭設質量不高。特別是對于扣件式腳手架，一座橋梁可能有上萬個扣件需要人工擰緊，為了減少工作量，一些現場勞務人員擅自降低擰緊力矩、擅自加大步距、跨度和減少剪刀撐、水平橫杠等情況屢見不鮮。91.01引言（二）市場混亂，人員責任心低下，材料和架體搭02模板支架的基本理論92.02模板支架的基本理論7.02模板支架的基本理論（一）壓桿的破壞三種類型一壓桿穩定基礎知識材料破壞地基破壞桿件失穩當鋼管較短，壓力極大以至超出材料抗壓強度時，鋼管會發生不可恢復的塑性變形當地基承載力不足以支撐鋼管和作用力時，會引起鋼管下地基失穩，導致腳手架破壞當鋼管長度較長的時，由于鋼管存在初始缺陷（壁厚不均、彎曲），在遠未達到材料抗壓強度前，鋼管已經失穩93.02模板支架的基本理論（一）壓桿的破壞三種類型一大量工程事故經驗表明，第三種受壓失穩是腳手架破壞的主要形式，也是理論研究的重點。根據材料力學知識，鋼管承載力的計算公式：其中為鋼管的計算長度，是決定鋼管承載力的最重要的指標。鋼管的計算長度不僅與鋼管的幾何長度有關，而且與兩端的約束條件有關，約束條件越強則計算長度越小，鋼管承載能力越高。一壓桿穩定基礎知識注意：此公式在極其重要，構成整個腳手架研究的理論基礎02模板支架的基本理論94.大量工程事故經驗表明，第三種受壓失穩是腳手架破壞的主要形式，02模板支架的基本理論第一種模式，鋼管材料破壞模式計算出來的單根鋼管承載力：第二種模式，鋼管下地基破壞模式計算出來的單根鋼管承載力：（地基承載力按灰土換填處理后150kPa，支架間距1.2X1.2m下設0.2m寬通長墊木，地表硬化為0.1m素砼）第三種模式，鋼管失穩模式計算出來的單根鋼管承載力：計算長度1.8m時：計算長度3.0m時：計算長度2.4m時：計算長度3.6m時：實際工程中，由于鋼管制造和使用中的引起的初始缺陷，上述失穩承載力還需考慮一定的折減（從30%（短）~75%（長））不等。特別提醒：此處計算長度并不等同于模板支架水平橫杠之間的步距h，后文將予以詳細說明。10噸8.4噸7.6噸4.3噸2.7噸1.9噸95.02模板支架的基本理論第一種模式，鋼管材料破壞模式計02模板支架的基本理論二工程中提高模板支撐架承載力的思路通過以上理論分析可以看出，工程中模板支架最容易發生的是立桿的失穩破壞，要提高模板支架的承載力，最主要的還是解決立桿鋼管的失穩問題。根據立桿穩定承載力計算公式：可以看出，要提高立桿穩定承載力最有效、最經濟的辦法就是減小鋼管立桿的計算長度l0。理論上講，計算長度l0減半，支架的承載力便可以提高4倍。與此同時，也要加強對鋼管材料質量、地基基礎承載力的控制，防止材料破壞和地基失穩破壞兩種破壞模式。96.02模板支架的基本理論二工程中提高模板支撐架承載02模板支架的基本理論（一）頂托失穩型三模板支架常見的幾種失穩破壞形態當支撐架頂端自由端伸出長度過長時，頂端會發生類似于懸臂梁屈曲失穩的破壞形式。97.02模板支架的基本理論（一）頂托失穩型三模板支架02模板支架的基本理論（二）大波鼓曲和整體傾覆失穩型（1）在有豎向和水平剪刀撐情況下，以上下豎向剪刀撐交點為分界面，上下發生S型大波鼓曲失穩，且上部變形更大；（2）在沒有剪刀撐的情況下，整體支架發生整體傾覆失穩。（1）（2）98.02模板支架的基本理論（二）大波鼓曲和整體傾覆失穩型02模板支架的基本理論支架大波鼓曲失穩支架整體傾覆失穩99.02模板支架的基本理論支架大波鼓曲失穩支架整體傾覆失02模板支架的基本理論（三）局部失穩型在未設置豎向剪刀撐的部位，立桿承載力比較低，壓力下發生局部失穩；100.02模板支架的基本理論（三）局部失穩型在未設置豎向剪02模板支架的基本理論（四）底部失穩型支架底部未設掃地桿或掃地桿離地高度太高，造成支架底部發生類似于懸臂梁屈曲失穩的破壞形式。101.02模板支架的基本理論（四）底部失穩型支架底部未設掃03橋梁工程模板支架安全技術102.03橋梁工程模板支架安全技術17.03橋梁工程模板支架安全技術（一）扣件式一模板支撐架主要分類扣件式腳手架目前應用最為廣泛，優點是搭設便利、模數和角度均可以自由組合；缺點是扣件擰緊工作量大，而擰緊力矩又與支架穩定密切相關，因此受人為因素影響較大。

直角扣件轉角扣件對接扣件103.03橋梁工程模板支架安全技術（一）扣件式一模板支03橋梁工程模板支架安全技術與扣件式相比，碗扣式腳手架優點是上碗扣螺旋摩擦力和自重力作用，使接頭具有可靠的自鎖能力、搭設速度更快，且沒有零散配件，避免了配件丟失的現象。碗扣節點構造（二）碗扣式104.03橋梁工程模板支架安全技術與扣件式相比，碗扣式腳手03橋梁工程模板支架安全技術包括承插型盤扣式、門式鋼管腳手架；另外還有輪插式等其他腳手架形式，但缺乏相應規范指導。承插型盤扣式（三）其他門式（較多用于裝飾工程）輪插式（或輪扣式）插卡式腳手架105.03橋梁工程模板支架安全技術包括承插型盤扣式、門式鋼03橋梁工程模板支架安全技術一般來說，不同支架類型主要體現在節點構造上不同。根據壓桿穩定的理論，不論采用何種支架，都要求節點具有一定抗扭轉剛度，以達到盡量減小計算長度，增加支架承載力的目的。除扣件式腳手架外，其余類型支架節點都具有一定的自鎖功能，安全性相對更高。規范要求扣件式支架的扣件的擰緊力矩不小于40N?m，但現場執行的不理想，以致造成扣件式支架實際承載力大大低于設計值。因此，目前歐美等發達國家高大模板結構已經不允許使用扣件式支架，僅作為諸如門式架、碗扣式腳手架和盤扣式等腳手架和支架中的輔助連接及剪刀撐。目前我國已有學者提出逐步淘汰扣件式鋼管支架的呼聲，但一段時間仍有大量使用的情況。106.03橋梁工程模板支架安全技術一般來說，不同支架類型主03橋梁工程模板支架安全技術（一）鋼管二原材料生產制造和材質要求：《直縫電焊鋼管》GB/T13793、《低壓流體輸送用焊接鋼管》GB/T3091和《碳素結構鋼》GB/T700中Q235級鋼。力學性能和制造誤差：《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》

GB50018或《鋼結構設計規范》GB50018。鋼管規格：Ф48.3X3.6mm長度不大于6.5m（25kg），以方便人工搬運。（相比較2001規范Ф48X3.5mm，鋼管外徑和壁厚增加并不是鋼管規格提高了，而是2008年修編的《直縫電焊鋼管》、《低壓流體輸送用焊接鋼管》、《焊接鋼管尺寸及單位重量》幾本規范對鋼管規格重新規定所致

）107.03橋梁工程模板支架安全技術（一）鋼管二原材料生03橋梁工程模板支架安全技術1、外徑和壁厚數據來源：謝楠《超高模板支架的極限承載能力研究》2011扣件式規范要求，鋼管最小外徑不得小于47.8mm，最小壁厚不得小于3.24mm；2008碗扣式規范要求,鋼管壁厚不得有負公差，即不得小于3.5mm。壁厚不足對鋼管長細比的影響可以忽略，主要是截面面積的減小會使得承載力降低。定義折減系數η2：但薄壁鋼管更易變形，且更容易被銹蝕，因此仍應重視鋼管壁厚的檢測，并對鋼管進行防銹處理！108.03橋梁工程模板支架安全技術1、外徑和壁厚數據來源：03橋梁工程模板支架安全技術2、鋼管初始彎曲數據來源：謝楠《超高模板支架的極限承載能力研究》2011扣件式規范要求：2008碗扣式規范要求,鋼管直線度不得大于1.5‰L。由于支架破壞大多屬于長細比過大的桿件失穩模式，相比較壁厚不足，鋼管初始彎曲對失穩的影響更大，因此控制鋼管初始彎曲比壁厚更為重要，必須嚴格檢測。109.03橋梁工程模板支架安全技術2、鋼管初始彎曲數據來源03橋梁工程模板支架安全技術3、扣件和碗扣節點數據來源：

胡長明《節點半剛性對扣件式鋼管模板支架穩定承載力的影響分析》。若考慮為節點鉸接，結構為機動體系，立桿理論承載力為0.扣件和碗扣節點具有一定剛性，能夠限制立桿和橫桿間的自由轉動。正是由于這一節點半剛性的存在，支架的立桿計算長度通常較幾何長度小。為了提高支架承載力，必須保證節點具有一定的半剛性：110.03橋梁工程模板支架安全技術3、扣件和碗扣節點數據來03橋梁工程模板支架安全技術2011扣件式規范：7.3.11扣件螺栓擰緊力矩不應小于40N?m，且不應大于65N?m。從上表可以看出來，以擰緊力矩為40N?m為界，若減小擰緊力矩則穩定承載力降低的很快，若增大則穩定承載力增加的很有限，因此規范將擰緊力矩定為40N?m是比較經濟、合理的。數據來源：

袁雪霞《扣件式鋼管支模架穩定承載能力研究》111.03橋梁工程模板支架安全技術2011扣件式規范：數據03橋梁工程模板支架安全技術2008碗扣式規范：為了保證碗扣節點具有可靠的半剛性，提高支架承載力，碗扣規范第8.0.3條要求檢查上碗扣縮緊情況；3.3.10條對上、下碗扣和橫桿強度提出要求。大量試驗和實踐表明，非國標腳手管的碗扣一般先于鋼管破壞，破壞形式為脆性斷裂，表現為荷載加至極限時,上碗扣突然碎裂，橫管崩飛數米。非國標腳手管碗扣極限承載力約為1100N?m；

國標腳手管碗扣延性較好,最大可以承受1824N?m的彎矩，國標鋼管支架通常橫桿先于碗扣發生屈服現象，整架破壞表現出一定的延性。非國標腳手架碗扣脆性斷裂112.03橋梁工程模板支架安全技術2008碗扣式規范：大量03橋梁工程模板支架安全技術4、拓展知識點根據壓桿穩定的理論，如果支架的橫桿和立桿是鉸接的，則橫桿并不能夠限制立桿的橫向變形，此時增加橫桿數（減小步距）對立桿承載力是沒有貢獻的；但實際上由于節點的半剛性，橫桿越多對立桿約束越強，故能提高立桿承載力，所以2011扣件式規范第6.9.1規定，模板支架步距不宜超過1.8m，間距不宜超過1.2X1.2m，道理在于此。長期以來，工程技術人員根據規范立桿計算長度公式形式，認為立桿計算長度是由步跨間距決定的，這是一個誤區。立桿計算長度是支架整體高度，考慮橫桿節點半剛性、剪刀撐等構造措施的折減后得到的，故支架高度并不能無限升高，

2011扣件式規范6.9.1規定支架高度不宜超過30米，否則應專項設計和計算。（中國建科院施炳華在《探討扣件式鋼管模板支架的穩定計算