體育館球型網(wǎng)架及高支模系統(tǒng)設(shè)計與施工研究

梁彥彥

（甘肅第七建設(shè)集團股份有限公司 甘肅蘭州 730000）

體育館是國內(nèi)高校的重要基礎(chǔ)設(shè)施，有建設(shè)流程繁瑣、需考慮的因素多樣等特征。在體育館項目建設(shè)階段，優(yōu)化大跨度大截面梁模板支撐設(shè)計、施工效果，始終是施工方的共性追求，一方面有益于完善體育館建設(shè)質(zhì)量，另一方面也能取得較好的效益。鑒于此，筆者結(jié)合具體工程案例，較為詳細的探究該支撐系統(tǒng)的設(shè)計及施工要點，以供同行參考。

1 工程概況

本體育館項目為體育館鋼結(jié)構(gòu)工程，整體結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)，建筑占地面積3057.6m2，地下一層，基礎(chǔ)頂、鋼柱底標(biāo)高依次是-2.0m、-5.83m；地上三層，建筑頂、鋼柱底標(biāo)高為+17.9m、+16.6m，本工程網(wǎng)架形式為焊接空心球節(jié)點網(wǎng)架，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式為四角錐網(wǎng)架，多點支承，重約106t。平面尺寸52.1m×58.8m，高為3m，支座共計32 個，跨度52m×58.5m，最大桿件φ159×10，焊接球內(nèi)徑最大是WSR5225。建筑抗震設(shè)防烈度80，預(yù)計使用年限50 年。

2 梁模板支撐系統(tǒng)設(shè)計

碗扣式立桿下墊50×200mm 木板，立桿間距900×1200。梁、板掃地桿距樓地面300mm，梁水平桿步距1200mm，板水平桿步距600mm、縱、橫向及水平剪刀撐均可搭接，搭接長≥1.0m，用三個旋轉(zhuǎn)扣件依次與在離桿端間距≥100mm 位置固定[1]。

2.1 梁側(cè)模板基本參數(shù)

斷面寬、高依次為600mm、1800mm，兩端樓板厚均為120mm；結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，擬定選用普通膠合板。內(nèi)龍骨選用40×80mm 木方；外龍骨采用雙鋼管，間距600mm。

面板厚18mm，剪切強度1.47N/mm2，抗彎強度14.0N/mm2，彈性模量為6000.0N/mm2。

木方構(gòu)件以上三項參數(shù)指標(biāo)依次是1.3N/mm2、15.0N/mm2、9000.0N/mm2。

2.2 計算梁側(cè)模板面板

面板屬于受彎結(jié)構(gòu)，應(yīng)檢驗其持有的抗彎強度與剛度。依照連續(xù)梁對模板面板予以測算。

面板的測算寬度取值為0.60m。

經(jīng)計算，得荷載（q）為22.032kN/m、截面慣性矩（I）為32.40cm3、截面抵抗矩（W）為29.16cm4。

針對靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值，嚴(yán)格依照《模板工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》（Q/GJZ03—2005）進行測算[2]。

由左至右各支座（N1～N10=1.622kN）受力依次是1.622kN、4.664kN、3.965kN、4.151kN、4.105kN、4.105kN、4.151kN、3.965kN、4.664kN、1.622kN。最后，確定最大彎矩（M）為0.081kN，最大變形（V）為0.065mm。

計算的面板抗彎強度（f）為2.500N/mm2；針對抗彎強度設(shè)計值[f]，擬定取15.00N/mm2。

因為f＜[f]，故而斷定面板抗彎強度符合相關(guān)規(guī)范設(shè)計要求[3]。

截面抗剪強度（T）為0.346N/mm2，抗剪強度設(shè)計值[T]為1.40N/mm2，經(jīng)比較分析后，也能得出截面抗剪強度符合工程設(shè)計要求的結(jié)論。

2.3 梁側(cè)模板內(nèi)龍骨的計算

針對內(nèi)龍骨直接承接模板傳導(dǎo)的荷載，一般依照均布荷載連續(xù)梁予以測算。

內(nèi)龍骨強度均布荷載（q）為6.854kN/m。

撓度荷載標(biāo)準(zhǔn)值（q）為4.544kN/m。

嚴(yán)格依照三跨連續(xù)梁計算，得均布荷載（q）、最大彎矩（M）、最大剪力（Q）、最大支座力（N）依次是6.854kN/m、0.247kN/m、2.468kN、4.524kN。在本算例中，截面慣性矩（I）、截面抵抗矩（W）依次是42.67cm3、170.67cm4。

2.4 計算對拉螺栓

采用公式N＜[N]=fA 計算，在上式內(nèi)，N、A、f 分別是相應(yīng)拉螺栓所承受的拉力、有效表面積（mm2）、把抗拉強度設(shè)計為170N/mm2。測得對拉螺栓直徑、有效直徑、有效面積、最大容許拉力值及所能承載的最大拉力依次為14mm、12mm、105.0mm2、17.85kN、13.437kN。對以上計算結(jié)果綜合分析后，確定對拉螺栓強度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 施工方案及技術(shù)要點

3.1 設(shè)定施工工藝流程

圖紙會審→設(shè)定具體方案→外購→焊接球節(jié)點、桿件、附件→檢查規(guī)格等指標(biāo)→噴砂除銹噴底漆、中間漆、面漆→驗收構(gòu)件→材料當(dāng)?shù)貜?fù)檢→現(xiàn)場定位放線→吊裝設(shè)備安裝→地面組裝網(wǎng)架→焊接網(wǎng)架→安設(shè)檁條→分批吊裝網(wǎng)架至標(biāo)高→防火涂刷→完工檢驗→清理工程場地[3]。

3.2 網(wǎng)架焊接

（1）網(wǎng)架焊接準(zhǔn)備：要求T 型接頭間隙e≤15mm。若在1.5～5.0mm 區(qū)間內(nèi)取值，應(yīng)建議采用打底焊法宜規(guī)避焊漏，焊接環(huán)節(jié)適當(dāng)增加角焊縫的焊腳尺寸，增加值與根部間隙持平。另外，焊接工序開展之前一定要落實技術(shù)和安全交底工作。

（2）焊接要求：如果桿件壁厚＞4mm，則焊接的厚度按照壁厚1.2 倍計算。該工程的桿件及焊接H 型鋼的壁厚均偏大，焊縫應(yīng)為五遍成型。第一遍是打底焊，必須焊透，不可有夾渣、氣孔、裂紋等質(zhì)量缺陷。經(jīng)清理檢查合格后方可進入到第二遍焊接，第三遍、四遍流程一致，最后一遍是成型焊接。成型后要求焊縫質(zhì)量符合一級或二級焊縫的規(guī)定

3.3 吊裝網(wǎng)架

根據(jù)現(xiàn)場實際情況、整體結(jié)構(gòu)的布置情況及網(wǎng)架的形式，網(wǎng)架整體提升采用6 套φ426X10 獨腳拔桿，拔桿高度為24m，設(shè)置24 個吊點，吊點設(shè)置在網(wǎng)架下弦球節(jié)點上，采用打捆的方式。每個獨腳拔桿上設(shè)置四個32t 六門滑輪組，每個滑輪組采用順穿形式，兩個滑輪組組成雙聯(lián)滑輪組，由一臺慢速5t 卷揚機提供動力。

3.4 涂裝施工工藝

嚴(yán)格依照工程設(shè)計要求，在工廠中處理焊接鋼球表面，建議涂刷可焊性防銹漆，桿件表面處理工作可以在工程現(xiàn)場進行，利用噴砂機具對其表面予以處理。涂層結(jié)構(gòu)完整性修整及現(xiàn)場拼裝焊縫六段，其它構(gòu)件

均建議在網(wǎng)架安裝前施工完成。涂裝工藝中需注意的問題有：①噴槍與工作面間距250～400mm；②噴槍與工作表層成角90°；③兩條相毗鄰的噴涂帶上應(yīng)有1/3 的寬為重疊部分，盡可能維持厚度的均勻性。

3.5 拆除吊具

待網(wǎng)架整體就位后，依照次序拆除吊具，將就位網(wǎng)架設(shè)為拆除拔桿的支點，吊索及滑輪拆除在前，本工程中采用兩臺25t 吊車配合拔桿，按次序拆除拔桿，以上操作中盡量不要使拔桿觸及到就位的網(wǎng)架。

4 結(jié)束語

以科學(xué)的設(shè)計計算方法為支撐，最后規(guī)劃設(shè)計出符合體育館工程實況的高大模板支撐體系。以施工設(shè)計圖紙為指導(dǎo)開展施工作業(yè)，施工流程順暢，并且架體持有較高穩(wěn)定性，體現(xiàn)出較大的推廣價值。