某大樓高大支模架方案簡介

江越勝 陳新年 李哲新

1 工程概況

某大樓兩主樓之間在14層設置一16.8 m(跨度)×8.0 m(寬度)的懸空樓面板,其平面布置圖見圖1。樓面板南北側各一根主梁,斷面0.5 m×1.5 m;樓面板厚 15 cm,其間東西向肋梁2道,斷面0.25 m×0.7 m,南北向肋梁 3道,斷面0.35 m×0.7 m。樓面板距地面約50 m,常規建筑施工扣件式鋼管腳手架無法滿足該樓面板現澆支模架要求;本項目成功采用321貝雷桁架搭設懸空樓面板高大支模架,并取得良好的經濟效益。

2 支架方案及施工方法

根據設計文件及施工現場情況,經設計驗算,確定采用以貝雷桁架縱梁作為懸空樓面板現澆支模架主要承載結構的支架方案,即:1)共設五道雙排單層東西向貝雷桁架縱梁作為施工支架主要承載結構。墻柱外側各一道,采用寬45 cm支撐架及聯板連接,貝雷縱梁端部支承于預埋于墻柱的型鋼構件上;墻柱間布置三道,采用寬90 cm支撐架及聯板連接,貝雷縱梁端部支承于已澆筑好的墻體上;貝雷桁架下弦桿支承部位均按要求設置相應的鋼墊板。貝雷桁架在地面按2片一道拼裝好采用汽吊整體吊裝。2)墻柱外側貝雷支承構件采用2根[25a槽鋼焊接成一體(槽口朝外,以便圈梁混凝土澆筑時槽口內混凝土密實),南北通長預埋,兩端懸出墻體100 cm,懸出段必須在預埋前焊好加勁肋,懸臂端焊接一限位構造。3)在下一樓層相應位置預埋由2根[12.6槽鋼焊接成一體(槽口朝外,以便圈梁混凝土澆筑時槽口內混凝土密實)的型鋼組合構件,南北通長預埋,兩端懸出墻體30 cm,懸出段必須在預埋前焊好加勁肋。4)兩道槽鋼組合構件間設置一根φ 152 mm×10 mm鋼管斜撐,鋼管斜撐中間設置兩道斜撐橫向聯系,采用型鋼構件,一端與鋼管斜撐焊接牢固,一端與墻柱中預埋鋼板焊牢。5)與貝雷桁架縱梁垂直方向布置間距50 cmⅠ12工字鋼,作為主梁澆筑模板支承體系及中間樓面板、肋梁澆筑支架支承體系。6)中間樓面板、肋梁澆筑支架采用φ 48 mm×3.5 mm的短鋼管(約150 cm高)滿堂支架體系,支承于Ⅰ12工字鋼上。

支架布置示意圖見圖2。

3 支架檢算

3.1 主梁支架貝雷縱梁檢算

根據貝雷縱梁布置,考慮主梁及主梁附近85 cm范圍樓面板荷載由邊上3片單層貝雷桁架承載。最不利工況時,荷載:主梁自重,主梁附近85 cm范圍樓面板、肋梁自重,貝雷桁架自重,施工模板及相應的施工機械、設備、人員等由3片單層貝雷縱梁承受。

由圖2可見,主梁支架傳力途徑是模板及其上荷載通過Ⅰ12工字鋼橫梁作用在貝雷縱梁上,傳遞給墻柱外側懸挑的[25a槽鋼支撐構件上(通過內側一片貝雷直接經由墻體傳至地基的荷載作為安全儲備考慮),懸挑型鋼支撐構件上的部分豎向荷載通過鋼管斜撐經由下一樓層墻柱傳至地基。故支架設計需對貝雷縱梁的抗彎強度、抗剪強度及撓度進行檢算,內力按簡支力學模型計算。

3.2 懸挑型鋼支撐構件及鋼管斜撐檢算

墻柱外側[25a槽鋼懸挑型鋼支撐構件受力簡圖見圖3。

由圖3可見,根據主梁支架貝雷縱梁檢算求得的反力P,可求出圖3中構件內力。根據相應內力,對[25a槽鋼抗彎承載能力及抗剪承載能力進行檢算,應分別滿足鋼材抗彎強度 f及抗剪強度fv。

同樣,根據由鋼管斜撐傳遞下來的軸力 N的大小,應對鋼管斜撐下支點的[12.6槽鋼組合構件的抗剪強度進行檢算。

鋼管斜撐采用單根φ 152 mm×10 mm鋼管,中間設兩道型鋼橫向聯系,每節段長L′=1.3 m。根據鋼管斜撐受力狀況,需按軸心受壓構件對鋼管的穩定性進行檢算。

3.3 中間樓面板及肋梁支架檢算

中間樓面板支架檢算考慮中間510 cm范圍荷載由中間4片貝雷桁架承載。由圖2可見,支架傳力途徑是模板及其上荷載通過φ 48 mm×3.5 mm的短鋼管滿堂支架體系經由Ⅰ12工字鋼橫梁作用在貝雷縱梁上,經由墻體傳遞至地基。故支架設計需對貝雷縱梁的抗彎強度、抗剪強度及撓度進行檢算。

樓面板及肋梁下的滿堂支架,采用扣件式鋼管支架,φ 48 mm×3.5 mm的鋼管縱橫距均為50 cm;考慮支架不高(135 cm),荷載不大,按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范搭設,滿足相關構造要求,不需做受力檢算。

4 注意事項

1)考慮墻柱外側兩片貝雷桁架支承于工字鋼預埋件上,支承點接觸面小,要求其下弦桿支承處放置一塊500 mm×500 mm×20 mm A3鋼板一塊,鋼板上下接觸面支承必須密實,嚴禁脫空。2)貝雷桁架的拼裝、就位等作業,應按《裝配式公路鋼橋使用手冊》(交通部交通戰備辦公室,1998年 6月)實施。3)貝雷桁架上φ 48 mm×3.5 mm鋼管滿堂支架,應按JGJ 130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范實施。4)鋼管斜撐設兩道橫向聯系,與墻柱預埋鋼板焊接牢固,以有效減小壓桿穩定計算長度。5)支模時,應根據理論計算的貝雷縱梁在混凝土澆筑過程中的下撓數據設置預拱度;混凝土的澆筑順序應遵循由跨中向兩端對稱澆筑。6)施工安全:高空支架上作業空間小,難度大,安全防護是重中之重;在支架搭設時考慮足夠的作業空間的同時,對施工構件的臨邊均采取規范的防護措施,對施工作業人員做好相應安全知識教育;混凝土澆筑過程應派專職人員檢查、觀測整個支架的形變,尤其是關鍵節點,發現異常情況及時采取有效措施。7)本支架簡易輕便,設計僅承受該樓層主梁、樓面板及肋梁澆筑施工荷載,其上的建筑結構必須在該樓層主梁、樓面板及肋梁混凝土達設計強度后再行施工。

5 結語

根據該項目特點,采用常規的建筑施工扣件式鋼管腳手架做50 m高的懸空樓面板現澆支架不僅施工成本高、工期長,而且安全風險大;本方案借鑒公路橋梁貝雷支架理念,成功嘗試了在高空懸空樓面板施工中采用321貝雷桁架搭設懸空樓面板高大支模架,可為類似工程提供參考。

[1] JGJ 130-2001,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范[S].

[2] 劉 群.建筑施工扣件式鋼管腳手架構造與計算[M].北京:中國物價出版社,2004.

[3] 交通部第一公路工程局.公路施工手冊?橋涵(下冊)[M].北京:人民交通出版社,1995.