超大跨度超高鋼結構桁架混凝土樓板組合支撐施工工藝研究

文士青 劉 宇 武 靜 中國建筑第五工程局有限公司安徽公司

1 前言

合肥高新區文化服務中心項目東側屬于超大跨度、超高鋼結構桁架混凝土樓板，其混凝土總面積為4000m2，分布在東側5-17~A-C軸，跨度高達84m，高度不超過32.2m，作為超大跨度、超高支模體系，是整個工程施工工藝中的重難點所在。

本文通過對鋼桁架鋼梁節點及高模支撐受力體系進行綜合的研究與分析，創建了“滿堂架+格構柱”組合支撐體系，以此為基礎形成一套科學的、完整的超大跨度超高鋼結構桁架混凝土樓板組合支撐施工工法，受到業內人士的高度認可，同時其綜合技術已達到國內領先水平，具有較高的推廣應用價值。

2 工藝特點

該工藝主要有以下特點：第一，將BIM技術與Tekla軟件進行有效融合，創建鋼結構組合樓板、鋼梁節點處格構柱節點支撐體系，保證施工模型的穩固性，同時對工程設計、鋼梁安裝等工序進行優化，降低整體施工難度，在保證工程質量的前提下，縮短工期，降低企業運行成本。第二，合理運用“滿堂架+格構柱”組合支撐體系，該體系不同于以往的胎架支撐體系，該體系有效解決了施工過程中出現的鋼結構卸載變形大、樓板支模體系煩瑣、混凝土板易開裂等問題，同時在實際操作中具有靈活、方便等特點，提升工程整體的安全性與穩定性。第三，借助智慧工地，對“滿堂架+格構柱”組合支撐體系支模架展開實時監測，有利于監管單位及人員準確的把握工程施工進度，確保工程施工工作安全、有序地進行。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

具體施工工藝流程詳見圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

3.2 操作要點

3.2.1 建立模型

在進行工程方案設計時，應該利用revit與Tekla軟件，創建鋼結構桁架組合樓板滿堂架及格構柱支撐體系施工BIM模型，充分的體現工程設計目的與結構形式，檢驗方案的可操作性。

3.2.2 確定格構柱支撐位置、格構柱間距

認真標注鋼桁架需要加密區的位置，同時保證格構柱的大小及位置符合相關施工標準，促進支模架搭設和鋼梁的合理安裝。從受力分析中得出格構柱的大小為800mm×500mm。

3.2.3 “滿堂架+格構柱”組合支撐體系搭設

首先，滿堂架搭設。①板底次楞利用木枋作為支撐，其間距為200mm。②板底主楞主要應用采用Ф48mm×3.0mm的雙鋼管，其間距與板底支撐立桿保持一致。③板底立桿間距為0.8m×0.8m。④掃地桿與地面距離最大不超過200mm，步距為1.5m，道橫桿總數量為16道，模板支架立桿伸出頂層橫向水平桿中心線至模板支撐點的長度最大為500mm。⑤在架體外側周邊及內部縱、橫向每5跨（且不小于3m），由底至頂設置連續豎向剪刀撐，剪刀撐寬度應為5跨（≤5m）。⑥在支撐架體頂部與底部以及中間每間隔不超過6m處，連續布置水平剪刀撐，頂部水平剪刀撐主要布置在豎向剪刀撐頂部交點平面位置，底部水平剪刀撐則布置在掃地桿節點平面位置。⑦頂托設置在板下立桿處，頂托伸出鋼管最大長度為200mm，立桿頂部自由端（包括頂托高度）不超過500mm，如果超過500mm時，應該增設縱橫向橫桿。⑧每根立桿底部設置12#槽鋼。⑨所有高度超過4m的建筑物，首層應鋪設第一道固定兜網，與地面的距離不超過6m，鋪設間距不超過10m。⑩應該高支模支撐架與結構柱之間的牢固性，豎向間距不超過3m，立桿自由端最大長度為500mm。其次，格構柱搭設。在完成滿堂架搭設工作后，應該對主桁架節點位置進行格構柱支撐加密，在主鋼梁節點位置增加5根Ф48mm×3.0mm的銀白色立桿，以“田”字的形式呈現出來，借助鋼管將九根立桿連接成一個整體，九根立桿相當于一個800mm×500mm柱子的主筋，橫桿相當于柱子的箍筋，立桿底部搭設“之”字撐；整體相當于一個梁下支撐柱，頂部鋼梁底采用工字鋼找平。除此之外，在進行格構柱搭設時，在格構柱立桿處安裝變形監測，與智慧工地系統相連接，使相關管理人員通過客戶端就可以實時、準確地掌握施工近況。

3.2.4 鋼結構桁架安裝

首先，對支模架標高進行核對與確認，然后開展鋼結構吊裝工作。其次，在加密區域根據節點合理布置千斤頂，安裝首層桁架。在進行桁架安裝時，應該先進行11-16/B軸大梁安裝及焊接工作，然后在根據14軸向兩邊逐次安裝，在完成一層構件安裝工作后，對桁架頂面標高進行再次檢測，確保標高符合相關標準。需要注意的是，在安裝過程中禁止在支模架上堆載構件，所有構件必須堆放在地面堆場，使用時才能進行吊裝安裝。然后依次進行二層桁架及首層與二層間腹桿安裝、二層腹桿及三層桁架安裝、三層腹桿及頂層桁架安裝。

3.2.5 桁架卸載

在桁架安裝及復測工作完成后，將桁架下部節點卸載，首先應該先進行非節點區域應力的卸載，然后對節點區域應力進行釋放，避免卸載過程中出現安全事故。

3.2.6 模板支設、鋼筋綁扎

在完成應力釋放工作后，將支撐架回頂至桁架結構底面，此過程僅將支撐架回頂至鋼梁底面進行接觸不進行受力作為安全措施使用；然后鋪設模板、綁扎鋼筋。

3.2.7 混凝土澆筑

在進行混凝土澆筑時，應該借助振搗棒進行振搗，嚴格把控振搗時間。在完成混凝土澆筑后，應該及時開展桁架板混凝土維護工作。

4 質量控制

4.1 鋼管及扣件質量檢測

在進行超大跨度超高鋼結構桁架混凝土樓板組合支撐施工過程中，應該嚴格遵守國家相關政策法規。

第一，在進行鋼管、扣件進場驗收時，要保證所有鋼管、扣件都具有產品合格證及法定檢測單位的檢測檢驗報告，生產供應商必須具備技術質量監督部門頒發的生產許可證，嚴禁質量不合格的鋼管、扣件進入施工場地。

第二，必須對模板支架搭設中所用的鋼管、扣件進行抽樣檢測，抽檢比例根據相關標準進行，未經檢測或檢測質量不達標的鋼管、扣件嚴禁使用。

第三，應該保證鋼管表面的平直、光滑，避免存在裂縫、錯位、壓痕等現象。

第四，存在裂縫、變形等情況的扣件不得使用，扣件必須進行防銹處理。

第五，將檢驗合格的鋼管、扣件按照品種、規格進行合理分類，要求整齊、平穩的堆放，堆放場地不得有積水。

第六，創建鋼管、扣件記錄表，詳細記錄鋼管、扣件的來源、數量和質量檢驗結果等。

4.2 搭設質量要求

第一，在進行底座安放時，應該保證底座、墊板處于定位線處，墊板厚底最小值為50mm，可以采用木墊板，也可采用槽鋼。第二，立桿上的對接扣件應該錯位布置，兩根相鄰立桿不應設置在同步內。第三，模板支架必須設置縱、橫向掃地桿。利用直角扣件將縱向掃地桿穩固在與底座上皮距離不超過200mm處的立桿上，并利用直角扣件將橫向掃地桿穩固在緊鄰縱向掃地桿下方的立桿上。如果立桿基礎高度不一致，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨與立桿固定，高低差不得大過1m。靠邊坡上方的立桿軸線與邊坡距離應大于500mm。第四，主節點處必須設置1根橫向水平桿，采用直角扣件連接，不得拆除。主節點兩個直角扣件的中心距不得超過150mm。第五，每步的縱、橫向水平桿應雙向拉通。第六，支撐架搭設技術要求允許偏差與檢驗方法。

4.3 焊接質量要求

第一，對所有焊縫都應進行外觀檢查，內部檢查以超聲波探傷為主。第二，焊縫外觀檢查及對接焊縫無損檢測質量標準和允許偏差。

5 安全措施及環保舉措

5.1 安全措施

認真貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，根據國家有關規定、條例，安排專職安全員負責整個施工全過程的安全生產管理，執行安全生產責任制，明確各級人員的職責，嚴抓工程的安全生產?，F場所有施工人員都必須認真學習建筑施工安全檢查標準，并進行必要的考核，都必須嚴格遵守各項安全生產規定，新進場的工人必須進行三級安全教育方能進入施工現場施工。

5.2 環保舉措

成立施工環境、衛生、消防管理機構，在施工過程中嚴格遵循國家法律、法規和規章。運輸、施工所用車輛、機械廢氣等均符合環保要求。動火前必須開用火證，嚴格用火制度。施工區域與非施工區域間設置標準的分隔設施，做到連續、穩固、整潔、美觀。在現場施工中必須做到工完場清。

6 效益分析

6.1 經濟效益

采用本工法進行施工，在保證安全的前提下有效解決了鋼結構吊裝安裝精度以及施工難度大等難題；能夠在保證成型質量的前提下，減少資源材料費用。故擁有較為明顯的經濟效益。

6.2 社會效益

該工藝流程清晰、操作簡單，具有極強的創造性，施工技術安全可靠，能夠有效滿足當前房屋建筑工程在工期、造價、環保及安全方面的要求，具有一定的社會價值。而且該工藝的理念及方法對今后相關工程建設具有一定的支持作用

6.3 節能和環保效益

該工藝合理利用了BIM及Tekla軟件，具有以往施工工藝具有不可比擬的優勢，能夠在提升工程施工效率與質量的同時，提高資源的利用率，減少企業運行成本，縮短施工周期，具有一定的先進性、靈活性以及高效性。同時該工藝以“綠色施工”理念為主導，取得良好的節能和環保效益，實現社會經濟與自然環境的和諧發展。

7 結束語

本文綜合分析了超大跨度超高鋼結構桁架混凝土樓板組合支撐施工工藝的特點、流程及操作要點，并詳細介紹了該工藝產生的經濟效益、社會效益與節能環保效益，進而促進其更好的發展與完善。