淺談泵站主廠房高支模、滿堂腳手架施工技術應用

許月峰 沈瑞海 倪銘程 張 亮

一、工程概況

龍山水利樞紐工程建于常州市金壇區老丹金溧漕河上，包括節制閘（總凈寬24m，按2×12m 兩孔布置）和泵站（總排澇量5×14=70m3/s，2 臺雙向+3 臺單向，單機排澇流量14m3/s）各一座；泵站底板順水流方向32.00m，雙向泵垂直水流方向16.90m，單向泵垂直水流方向24.82m。

工程從南至北分為控制室、檢修間、主廠房（副廠房）、啟閉機房、橋頭堡，總建筑面積2474.2m2，建筑框架主要為二層（局部一層或三層），建筑總高度18.31m（檐口高度）。主廠房平面尺寸39.82m×18.9m，主廠房布置在內河側，其中主廠房斜坡屋面頂高程分別為▽20.41m、▽24.23m（斜坡屋脊頂），廠房柱底高程▽7.0m，屋面為現澆梁板結構，主梁間距7.4～8.2m，跨度15.3m，尺寸b×h=35cm×135cm，橫向次梁間距3.825m，尺寸b×h=25cm×65cm，現澆板厚度B=12cm，現澆柱▽7.0～13.5m 為100cm×50cm， ▽13.5～20.41m（21.85m）為60cm×50cm。主要施工順序為：第一次澆筑至高程▽16.4m 框架柱、梁、板，第二次澆筑高程▽16.4m 以上柱、梁、廠房主次梁及斜坡屋面板等，為一次性澆筑。

二、主廠房滿堂支架搭設構造要求

1.模板、腳手架支撐體系

廠房施工腳手架搭設形式為主體結構外側搭設雙排腳手架，主體結構內部搭設滿堂支撐架。外側排架與主體結構內部滿堂支撐架連接形成整體滿堂排架受力體系。

模板體系采用扣件式鋼管腳手架模板體系，鋼管規格為A48×3.2mm；模板采用覆面木膠合板，板厚為15mm；主次梁模板下均采用3 根50mm×100mm 方木，中間加設鋼管滿鋪；平臺板下采用50mm×100mm 方木，間距250mm 鋪設；立桿頂部與加設的鋼管連接；立桿底部用墊木或腳手板。

主要考慮按以下幾個方面分別進行計算，

主廠房350mm×1350mm 主梁下立桿縱距為512～538mm，步距為1500mm，左右側立桿距梁中心線距離為400mm，梁兩側立桿間距為800mm，梁底中心布設一根立桿。主梁兩側為屋面板，板厚為120mm。

250mm×650mm 次梁立桿橫距為886～943mm，步距為1500mm，左右側立桿到梁中心線距離為300mm，梁兩側立桿間距為600mm。次梁兩側為屋面板，板厚為120mm。

現澆板支架間距不大于943mm×1075mm，全部支架水平步距1500mm，頂部采用可調托撐。腳手架總高16.54m，斜坡屋頂高度20.36m。電機井、水泵井間距不超過3m 設置一道連墻鋼管，滿堂腳手架間距不超過3m 設置一處鋼管與牛腿以下框架柱連接固定。頂部結構線外設立桿、橫向桿、安全網作為施工用防護欄桿。

選取主梁、次梁、屋面板三者疊加的最不利荷載的兩個斷面進行計算，經驗算，模板及支架滿足《建筑施工模板安全技術規范》（JGJ162-2008）、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ130-2011）規范要求。

2.立桿

承重鋼管底部支撐在流道層混凝土、工作層混凝土上，頂部采用可調托撐，立桿采用L=300cm、L=600cm，接頭采用直接扣件連接。相鄰立桿的對接扣件設置不得在同一高度上，同一斷面接頭應小于1/2。

3.縱橫向水平桿

縱向水平桿要求設置在立桿內側，要求與每根立桿采用直角扣件進行連接。

縱向水平桿接長宜使用對接。對接扣件應交錯布置，兩根相鄰縱向水平桿的接頭不宜設置在同步或同跨內，不同步或不同跨兩個相鄰接頭在水平方向錯開的距離不應小于50cm，各接頭中心至最近主節點的距離不宜大于縱距的1/3。

橫向水平桿宜采用直角扣件與橫向布置的立桿進行連接。橫向水平桿外伸出端部的第一根立桿不小于10cm。

4.剪刀撐

縱向剪刀撐與每根主次梁處各加設一道，橫向剪刀撐設在現澆柱外側及縱向次梁處，水平剪刀撐分別設于高程8.0m、14.0m、19.0m 三層，對應電機井、水泵井處水平剪刀撐頂至現澆混凝土面上，水平桿與已澆完成的混凝土柱層層抱緊。

剪刀撐應沿該立面的整個長度和高度連續布置，斜桿與地面的傾角按45°～60°控制。每道剪刀撐寬度不應小于4 跨，不多于8 跨。剪刀撐斜桿的接長宜采用搭接，搭接長度不應小于1.0m，應等間距設置3 個旋轉扣件固定。

5.扣件、可調托撐

扣件、可調托撐質量符合現行規范要求。

扣件螺栓擰緊扭力矩值不應小于40N·M，且不應大于65N·M。主節點處固定橫向水平桿、縱向水平桿、剪刀撐等用的直角扣件、旋轉扣件的中心點的相互距離不應大于150mm。對接扣件的開口應朝上或朝內。各桿件端頭伸出扣件蓋板邊緣的長度不應小于10cm。

圖1

圖2

可調托撐螺桿外徑不得小于36mm，螺桿與支托板焊接應牢固，焊縫高度不得小于6mm；可調托撐螺桿與螺母旋合長度不得少于5 扣，螺母厚度不得小于30mm。

可調托撐抗壓承載力設計值不應小于40kN，支托板厚不應小于5mm。

6.腳手板、安全網

腳手板采用木質腳手板，板寬25～30cm，板厚不小于5cm。安全網質量符合GB5725 要求，密目式安全網質量符合GB16909 的要求，驗收合格后使用。

7.上人斜道

結合工程實際情況，上人斜道在單、雙向泵之間的交通橋上靠近支架另搭設，斜道的坡度不宜大于1 ∶3。沿架體的內側搭設單側扶手欄桿，扶手欄桿的高度以1.2m 為宜。

三、技術方案

1.滿堂支架搭設

本工程滿堂架搭設的工藝流程：泵站上浮渣清理→定位設置通常立桿→排放縱向掃地桿→豎立桿→將縱向掃地桿與立桿相接→安裝橫向掃地桿→安裝縱向水平桿→安裝橫向水平桿→安裝剪刀撐→掛設安全網。

根據構造要求在建筑物四角定出立桿離墻的位置，并做好標記。用50m 長的鋼卷尺拉直，分出立桿位置，并做出立桿的標記。

2.驗收標準

排架搭設完畢后，需按照《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59-2011）進行安全驗收，評分標準參照表4.0.3 執行，得分需全部符合要求。

檢查和驗收應符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》（JGJ130-2011）中8.1、8.2 要求。

3.滿堂支架拆除

滿堂架拆除程序遵循由上而下，先搭后拆的原則，一般的拆除順序為：安全網→欄桿→剪刀撐→橫向水平桿→縱向水平桿→立桿。不準分立面拆架或上下兩步同時進行拆除。做到一步一清、一桿一清。拆立桿時，要先抱住立桿再拆開最后兩個扣件。拆除縱向水平桿、斜撐、剪刀撐時，應先拆中間扣件，然后托住中間，再解端頭扣。分段拆除桿差不應大于兩步。應保證拆除后架體的穩定性不被破壞；當腳手架拆至下部最后一根長鋼管的高度（約6m）時，應先在適當位置搭臨時斜撐加固后再進行拆除。

四、設計計算

1.工況A、工況B 計算

工況A 計算單元取主次梁交叉位置，支架布置取54cm×40cm×150cm，總高度16.54m，頂部采用可調托撐。

工況B 支架布置446×383cm 單方格計算，承重立桿總計33 根，立桿布置主梁下取54cm×40cm×135cm，次梁下取60cm×94cm×135cm，板下取94cm×108cm×135cm。

經驗算，A 工況、B 工況立桿均滿足穩定、承載力要求。

2.扣件抗滑承載力驗算

經驗算，扣件最大受力R=7.53kN ≤RC=8kN（扣件抗滑承載力設計值，按規范采用表5.1.7），扣件抗滑承載力滿足規范要求。

3.立桿地基承載力計算

根據現場實際情況，滿堂腳手架直接從流道層頂板、工作層頂板（C30 混凝土）上進行搭設，故此處的地基承載力滿足要求。

4.面板驗算

面板為覆面木膠合板，厚度為15mm，抗彎強度設計值為15N/mm2。根據驗算，面板彈性模量為5400N/mm2。

取單位寬度1000mm，按二等跨連續梁計算，計算簡圖如圖1。

經驗算，強度、撓度、支座反力均滿足要求。

5.小梁驗算

小梁采用方木，規格為100mm×50mm，抗彎強度設計值為15.44N/mm2。經驗算，抗剪強度設計值為1.77N/mm2，彈性模量為9350N/mm2，截面抵抗矩為41.67cm3，小梁截面慣性矩為104.17cm4。

為簡化計算，按四等跨連續梁和懸臂梁分別計算，如圖2。

經驗算，抗彎、抗剪、撓度、支座反力均滿足要求。

五、結語

龍山水利樞紐工程泵站主廠房高支模滿堂腳手架通過事前、事中層層嚴格管控，順利完成了斜屋面大方量混凝土澆筑，取得了較好的社會和經濟效益，其施工構造和相關技術可在同類工程中推廣應用■