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(guī)建筑施工扣件式鋼管腳手架無法滿足該樓面板現(xiàn)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(jīng)濟效益。

2 支架方案及施工方法

根據(jù)設計文件及施工現(xiàn)場情況,經(jīng)設計驗算,確定采用以貝雷桁架縱梁作為懸空樓面板現(xiàn)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(lián)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(lián)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(lián)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(jù)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(jīng)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(jīng)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(jù)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(jù)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(jù)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(lián)系,每節(jié)段長L′=1.3 m。根據(jù)鋼管斜撐受力狀況,需按軸心受壓構件對鋼管的穩(wěn)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(jīng)由Ⅰ12工字鋼橫梁作用在貝雷縱梁上,經(jīng)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(guī)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(yè),應按《裝配式公路鋼橋使用手冊》(交通部交通戰(zhàn)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(guī)范實施。4)鋼管斜撐設兩道橫向聯(lián)系,與墻柱預埋鋼板焊接牢固,以有效減小壓桿穩(wěn)定計算長度。5)支模時,應根據(jù)理論計算的貝雷縱梁在混凝土澆筑過程中的下?lián)蠑?shù)據(jù)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(yè)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(yè)空間的同時,對施工構件的臨邊均采取規(guī)范的防護措施,對施工作業(yè)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(jié)點,發(fā)現(xiàn)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(jù)該項目特點,采用常規(guī)的建筑施工扣件式鋼管腳手架做50 m高的懸空樓面板現(xiàn)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(guī)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.