十連體筒倉頂蓋施工的高支模方案比選

潘 鴻

中億豐建設集團股份有限公司 江蘇 蘇州 215131

1 工程概況

蘇州相城區糧食儲備庫位于蘇州市相城區渭塘鎮，總建筑面積約24 000 m2，其中稻谷倉為鋼筋混凝土十連體立筒庫（倉），由10個圓筒組成，分2排布置，筒倉直徑8.5 m，倉壁190 mm。

筒倉頂蓋（筒蓋）為鋼筋混凝土梁板結構，板面標高25.5 m，板厚120 mm，縱橫向有300 mm×700 mm、250 mm×750 mm、250 mm×600 mm、250 mm×400 mm、250 mm×350 mm的鋼筋混凝土梁（圖1）。

圖1 筒倉頂蓋結構平面示意

由于是混凝土屋蓋，高25 m混凝土現澆結構的模板支架設置方式是本項目難點，也是本文主要探討的內容，以下對可以適用的幾種方式分別進行闡述和分析[1-4]。

2 方案選型及探討

2.1 方案1：滿堂落地支撐架

傳統的落地架支撐方式：立桿從底部搭設至頂蓋梁、板底標高（架體總高度約25.5 m），鋪設模板，澆筑頂蓋，完成后再從上至下拆除所有支撐架體。此方式有幾個難點：

1）架體總高度達到25.5 m，根據《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》的規定屬于高支模施工，架體的構造要求及穩定性要求都相對較高，桿件數量多，空間狹小，上下傳遞困難，工人操作不便。并且考慮到后期頂蓋封閉后拆除的支撐桿件（長鋼管）無法運出筒倉，故在搭設時只能使用短鋼管，使得架體搭設更加費時費力。

2）本項目筒倉功能為稻谷倉，筒倉內部并非中空，在下部結構設有倒八字漏斗形狀混凝土結構（用于下料），而該結構必須先行頂蓋之前澆筑完成（頂蓋封頂之后漏斗混凝土無法澆筑），這就導致立桿支撐處于斜面之上，斜面傾斜角度接近45°。立桿的抗滑移措施及如何保證架體整體的穩定是重中之重（圖2）。

按此方案實施，首先立桿在斜面的抗滑移需要做好，在漏斗結構施工時在斜面上按支撐架的間距位置預埋短頭鋼筋，以便后期支撐架搭設時鋼管可以插入止滑，另在立桿的下部按鋼筋頭位置增加水平桿橫向鎖死立桿并頂至倉壁，防止側滑。漏斗下部立桿支撐需要保留，上下同心，其他立桿、橫桿、剪刀撐等需根據高支模施工的要求搭設（圖3）。

2.2 方案2：利用滑模平臺作為模板支撐面，高空支模

圖2 筒倉內腳手架搭設剖面示意

圖3 漏斗結構斜面防滑措施

該連體倉倉壁采用液壓滑模施工，可以考慮利用滑模平臺作為頂蓋的模板支撐面：滑模架體提升至屋蓋以下1.5 m左右高度?；ǜ叨瓤筛鶕と瞬僮鞣奖氵m當調整），然后在滑模平臺上搭設頂蓋支撐架，鋪模板，澆筑頂蓋混凝土，澆筑完成后，工人進入滑模架平臺拆除模板及架體支撐，然后再拆除滑模架體。此方案對滑模架體平臺構造設計有一定的限制：滑模架體不可采用中空式柔性拉桿（無法提供頂蓋完整模架支撐面）的構造形式，必須采用中心花鼓筒式剛性拉桿（滿鋪型鋼骨架作為操作平臺，可提供頂蓋模架的支撐面，圖4）。

圖4 中空式滑模架體中心花鼓筒式

另外還需要對滑模架體的結構（連接節點、操作平臺、支撐桿等受力構件）進行加固，使其滿足上部混凝土頂蓋施工的所有荷載需求。采用本方案，屋蓋模板及支撐架體搭設相對簡單，類似于在樓面上搭設，施工便捷、操作安全。但是缺點是拆除難度和風險大，且設計構造有一定的要求，如果不能反復周轉成本會增大，本項目十個連體綜合成本明顯增高。

2.3 方案3：設置簡易鋼管桁架＋花籃組合結構作為模板胎架

采用鋼管制作簡易桁架，鋼管采用扣件搭接方式地面拼裝完成后利用滑模架體爬升至頂蓋下方（兩端固定在倉壁），作為頂蓋支撐架的胎架（圖5）。

圖5 鋼管桁架支模架體示意

2.3.1 組裝桁架

筒倉內漏斗澆筑結束后，在漏斗內搭設簡易平臺，用鋼管組裝桁架及花籃。桁架在梁下部位寬800 mm，非梁處寬1 000 mm，高900 mm，滿堂搭設?；ɑ@架尺寸為2 000 mm×2 000 mm×2 000 mm，隨桁架一起搭設。前期搭設下桁架，及上部一半的上桁架及立桿，斜桿后期加設。

2.3.2 固定桁架

1）將組裝好的桁架懸掛于滑模門架槽鋼上，點焊，隨滑模一起滑升（下掛雙層密目網），直至滑升至倉頂底（圖6）。

圖6 桁架與滑模門架槽鋼連接示意

2）事先在倉壁內側預留洞口及預埋鐵件，待桁架滑升至頂部相應高度時，倉壁澆筑完成后將倉壁鋼模拆除，再將上下桁架的中間鋼管的搭接扣件解開，向兩邊延伸至預埋鐵件上（每次解開一根鋼管進行延伸），鋼管與埋件焊接連接，使桁架兩端形成擱置點。最后再搭設桁架斜桿。這里要注意的是：斜桿的搭設需要穿過頂蓋結構梁，對下一步的模板安裝會產生一定影響，后期拆除時，這部分桿件需要割除。

3）設置吊桿及斜撐，增加架體的整體承載能力。在花籃四角焊接8根φ12 mm的螺紋鋼連接花籃，端頭和滑模爬桿焊接，中間用花籃螺栓進行校正。兩端在1/3跨處設置鋼管斜撐，確保架體的穩定性（圖7）。

2.3.3 拆除桁架

圖7 吊桿節點

倉頂混凝土澆筑結束后，在倉頂板的洞口及預留洞口用鋼管鎖住桁架下弦，在下桁架上切除上桁架焊接連接，拆除上弦，依次拆除斜撐及吊桿，最后把下桁架分割成兩段，用繩索吊住下弦下降至漏斗處拆除（圖8）。

圖8 拆除前鋼管加固

2.3.4 受力計算復核

由于是簡易桁架，對桁架體的整體承載能力及架體穩定性需要進行計算復核：建模進行有限元模擬。

通過軟件建模驗算該鋼管桁架的桿件變形和應力，桿件變形均滿足要求，但整個桁架兩端局部桿件的應力比超出范圍。

相比于其他兩種方式，本做法不需要對滑模架體進行改造，同時可以節省大量的搭設桿件，施工成本可以大幅度下降，缺點是與模板安裝存在一定交叉影響，且拆除時需要在高空解體，工人操作存在一定的危險性。

3 綜合分析及對比

對以上三種方案進行了現場實驗和計算模擬，在施工的可行性上得到了驗證，同時對這3種方式也進行了橫向的比較分析。

3.1 方案1：滿堂落地支撐架

1）便捷性：支撐桿件從底部搭到頂，需要大量的鋼管扣件，且大部分是短鋼管，在狹小的倉筒內搭設，十分不便。

2）經濟性：落地支撐搭設消耗大量的人力和材料租賃成本，總的施工成本還是比較大。

3）安全性：屬高支模且支撐面為斜面(本項目），也存在一定的安全風險，但作為傳統的搭設方式，風險基本可控。

4）施工周期：架體需要搭設將近25 m高，而且工作面狹小、人員無法鋪開，施工進度緩慢。

5）推廣性：搭設方式過于陳舊和保守，筒倉高度超過10 m不建議推廣。

3.2 方案2：利用滑模平臺作為模板支撐面，高空支模

1）便捷性：利用滑模平臺作為立桿支承面，所有操作均在滑模平臺上作業，材料通過塔吊從頂部吊入，施工操作方便。

2）經濟性：由于頂蓋及支模架體等荷載全部作用在滑模架體上，需要對架體進行改造，涉及費用較大。

3）安全性：支撐架的搭拆全部在操作平臺上進行比較安全，但是滑模平臺拆除難度較大，有一定風險。

4）施工周期：倉壁提升至頂部即可開始搭設支撐架，施工速度快。

5）推廣性：適用于直徑15 m以下的單筒倉、需要加快進度、材料設備可以多筒周轉的情況下可以考慮使用。

3.3 方案3：設置簡易鋼管桁架＋花籃組合結構作為模板胎架

1）便捷性：搭設簡易桁架結構依附于滑模架體安裝到位，鋼管桁架與支撐立桿合二為一，整體桿件數量大大減少，但是增加了花籃、斜撐、擱置點等節點的處理。

2）經濟性：經計算，一般滑模架體均能承受簡易桁架的荷載，滑模架體無需改造，且支撐桿件大大減少，施工成本大幅度降低。

3）安全性：桁架的整體受力經過建模模擬計算，理論上安全可行，但是實際操作過程中多處節點涉及到工人高處作業，存在一定的不確定因素。

4）施工周期：桿件少，架體組裝快，施工周期短。

5）推廣性：充分利用桁架的受力特性，是一種新型的支撐方式，可以推廣，但是細部節點做法可以嘗試改進，使該方式更加安全可靠。

4 結語

通過實際項目的實施，對筒倉類構筑物的頂蓋澆筑的支撐方式進行了分析和總結，希望對后續類似的工程能夠提供一些參考和思路。