大跨度型鋼梁胎架支撐體系在高空間混凝土梁施工中的應(yīng)用分析

王建棠

摘 要 高層建筑在近年來得到快速發(fā)展，在現(xiàn)代城市建設(shè)中，高層建筑物使用功能具有多樣化的特點(diǎn)，房間使用功能需要大空間、超樓層凈高，對(duì)大跨度型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的需求越來越多。大跨度型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、構(gòu)件截面尺寸小、與混凝土握裹力質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域已經(jīng)有豐富的案例和成功經(jīng)驗(yàn)。目前，亞運(yùn)場(chǎng)館及北支江綜合整治工程較好的應(yīng)用了這一型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)其他類似工程具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 大跨度型鋼胎架支撐體系;高空間混凝土梁

前言

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件由混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋組成，是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)配置型鋼梁或型鋼柱的一種獨(dú)立結(jié)構(gòu)形式。由于在鋼筋混凝土中增加了型鋼，增加了強(qiáng)度和勁性。型鋼、鋼筋、混凝土三位一體地工作使型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具備了比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力大、剛度大、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)。與鋼結(jié)構(gòu)相比，具有防火性能好、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性好、節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn)[1]。

大跨度型鋼混凝土結(jié)構(gòu)高空混凝土梁在主體結(jié)構(gòu)施工中占用工期較長(zhǎng)，水平型鋼結(jié)構(gòu)吊裝、鋼骨架外圍密集排布的大直徑鋼筋綁扎和后續(xù)混凝土澆筑是施工的主要難點(diǎn)和重點(diǎn)。

1工程概況

北支江水上運(yùn)動(dòng)中心項(xiàng)目為2022年杭州亞運(yùn)會(huì)新建的10座場(chǎng)館之一，項(xiàng)目東西長(zhǎng)約400m，南北寬約110m，項(xiàng)目占地面積8.0757萬m2，建筑面積6.409萬m2，整個(gè)建筑參照水的形態(tài)設(shè)計(jì)，通過覆土屋面與自然融為一體。北支江水上運(yùn)動(dòng)中心，為賽事服務(wù)大廳，主樓地下一層、地上六層、高24m，裙樓地下一層、地上一層、高13.45m，跨度9～45m不等，主體采用框架結(jié)構(gòu)，18m及以上大跨度部分采用型鋼混凝土柱、梁框架結(jié)構(gòu)。

北支江水上運(yùn)動(dòng)中心工程屋面采用種植屋面技術(shù)、大跨度區(qū)域采用型鋼柱、梁混凝土框架結(jié)構(gòu)。層高8m以上及跨度18m以上的部位若采用落地滿堂扣件式鋼管支撐架，這必然不經(jīng)濟(jì)且危險(xiǎn)性很大，不滿足規(guī)范要求。項(xiàng)目部經(jīng)過研究，確定大跨度型鋼梁用2m×2m鋼桁架作臨時(shí)胎架支撐體系，模板混凝土支撐體系用盤扣式架體作為支撐體系。

2高空型鋼混凝土梁施工技術(shù)原理

本方案是在型鋼混凝土柱澆筑完成后，在型鋼桁架梁下弦4個(gè)拼接處設(shè)置4組2m×2m臨時(shí)胎架，利用胎架拼裝固定好下弦型鋼梁、焊接斜支撐、拉桿。同時(shí)，盤扣架模板支撐體系跟上搭設(shè)高度。上弦型鋼梁拼裝利用盤扣架支撐模板體系梁底模為支撐，綁扎梁板鋼筋后，再進(jìn)行混凝土澆筑?；炷练謱訚仓葷仓舷倚弯摶炷亮?，再澆筑樓板。

3高空型鋼混凝土梁施工技術(shù)及其流程

（1）施工流程。地下室頂板混凝土澆筑→型鋼梁、柱車間制作、運(yùn)輸→型鋼柱結(jié)構(gòu)混凝土澆筑→大跨度型鋼支撐架設(shè)計(jì)→大跨度型鋼支撐架施工→大跨度型鋼梁安裝→模板支撐架體施工→支撐體系檢查與驗(yàn)收→混凝土澆筑→支撐體系拆除。

（2）地下室頂板結(jié)構(gòu)混凝土澆筑。地下室頂板模板安裝完成后，先澆筑獨(dú)立柱混凝土至梁底。梁板鋼筋綁扎完成經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主、質(zhì)量監(jiān)督部門驗(yàn)收合格后，監(jiān)理工程師簽發(fā)混凝土澆搗令方可澆筑。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，混凝土澆筑沿建筑物長(zhǎng)度方向，分層、分段澆筑地下室墻板、主梁、次梁和平板，混凝土振搗快插慢拔、分層振搗密實(shí)，板面打磨平整，覆蓋塑料薄膜，終凝前開始澆水養(yǎng)護(hù)。

（3）大跨度型鋼梁臨時(shí)胎架設(shè)計(jì)。大跨度型鋼梁臨時(shí)胎架設(shè)計(jì)參數(shù)如表所示。

荷載假定依據(jù)為：模板及其支架自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.75kN/m2，混凝土鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)為2.5（kN/m2），施工人員及設(shè)備均布荷載為1.0kN/m2，振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的豎向荷載為2.0kN/m2。

（4）大跨度型鋼梁及臨時(shí)胎架施工。臨時(shí)支撐胎架施工：首先在地下室頂板混凝土面上鋪25mm的鋼板，尺寸為2.5m×3.0m，再在鋼板上鋪設(shè)兩根3m長(zhǎng)H300×300的型鋼，并將其連成整體，在其上部立4根H300×300型鋼形成2m×2m的方框，上部擱置兩根3m長(zhǎng)H300×300的型鋼形成鋼平臺(tái)，中間每間隔2m設(shè)置連接件和斜撐，臨時(shí)胎架的高度約4m，低于型鋼梁下口500mm，在臨時(shí)胎架上部滿鋪25mm鋼板，鋼板上方擱置一根200mm高的工字鋼，工字鋼上擱置千斤頂。

型鋼梁安裝施工：型鋼梁桁架整體比較重，采用分段吊裝拼接的方式施工。首先將型鋼梁下弦分段吊裝放到臨時(shí)胎架的工字鋼上，通過千斤頂進(jìn)行型鋼梁對(duì)接口處標(biāo)高微調(diào)，與已經(jīng)澆筑完成且有一定強(qiáng)度的型鋼混凝土柱和型鋼梁腹板通過高強(qiáng)螺栓連接形成整體后依次焊接翼板。千斤頂移走前，型鋼梁與工字鋼之間用木楔塞緊。上弦型鋼梁通過桁架支撐和斜撐及混凝土梁底模作為臨時(shí)支撐，拼裝完成后，綁扎鋼筋骨架，澆筑梁板混凝土。

（5）模板腳手架設(shè)計(jì)及其施工方法。梁的底模與側(cè)模均采用18mm厚膠合板，梁底小梁采用50mm×50mm×3mm方鋼，平行于梁跨度方向布置，小梁50mm×50mm×3mm方鋼均分梁底共2根，梁底主梁采用50mm×50mm×3mm方鋼雙拼，梁底立桿橫向間距為300mm，沿梁跨度方向的縱向間距為600mm;支撐采用盤扣式鋼管支撐架，立桿的步距為600mm，梁中心線距兩側(cè)支撐板底立桿的距離為300mm。該型鋼桁架梁梁跨度為27.0m。《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）中規(guī)定，當(dāng)跨度大于或等于4m時(shí)，梁起拱值最少為跨度的1/1000，型鋼梁因分段焊接，在下料計(jì)算時(shí)已經(jīng)考慮起拱值。

大跨度型鋼梁及混凝土樓板模板支撐架按計(jì)算設(shè)計(jì)：盤扣式架體立桿搭設(shè)高度為8.4米，梁底設(shè)4根立桿，立桿間距600mm;板底立桿縱橫向間距按900mm布置。距地面200mm處設(shè)置掃地桿。同時(shí)，為加強(qiáng)模板支撐體系的整體穩(wěn)定性，沿主梁方向通過扣件與立桿進(jìn)行固定，夾角為45°～60°分別設(shè)置2道豎向剪刀撐;其他部位不大于立桿間距5跨縱橫向分別設(shè)置豎向剪刀撐。水平剪刀撐在掃地桿和頂部桿件之間間距不大于4m布設(shè)。方案通過專家論證，滿足規(guī)范要求。

（6）混凝土澆筑。型鋼梁樓面混凝土分層分段澆筑，采用商品混凝土72m長(zhǎng)汽車泵運(yùn)送到樓面。沿建筑物長(zhǎng)度方向先用細(xì)石混凝土澆筑梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋密集部位，沿主梁5m一段，分第一層厚度600mm，分別澆筑完成后澆筑第二層400mm厚，主梁第一段澆筑完成后，依次澆筑次梁和樓板混凝土。待第一段澆筑完成后，逐段依次推進(jìn)，直至樓面混凝土全部澆筑完成?；炷琳駬v時(shí)快插慢拔、分層振搗密實(shí)，板面打磨平整，覆蓋塑料薄膜，終凝前開始灑水養(yǎng)護(hù)[2]。

（7）模板支撐體系拆除。①模板拆除管理流程。拆模作業(yè)之前必須填寫拆模申請(qǐng)，并在同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度記錄達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，技術(shù)負(fù)責(zé)人方能批準(zhǔn)拆模。②模板拆除順序。先支的后拆，后支的先拆，先拆非承重的模板，后拆承重的模板及支架。拆除部分水平拉桿→敲架體限位銷→降下頂托→拆除楞木→拆除面板→拆除水平拉桿→清理修整模板→轉(zhuǎn)運(yùn)下一工作面。③大跨度型鋼臨時(shí)胎架拆除順序。盤扣架和模板清理出場(chǎng)干凈→拔出型鋼梁與工字鋼之間的木楔→取走工字鋼和鋼板→拆除H300×300型鋼平臺(tái)。

4質(zhì)量控制措施

①制度方面，建立完善的質(zhì)量保證體系和質(zhì)量管理制度，在項(xiàng)目部，嚴(yán)格落實(shí)工程質(zhì)量責(zé)任制。②材料進(jìn)場(chǎng)方面，檢查材料的產(chǎn)品合格證、第三方質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告、表觀質(zhì)量，并及時(shí)進(jìn)行抽樣檢查。③施工工程方面，模板軸線標(biāo)高放樣后，由專人進(jìn)行技術(shù)復(fù)核，無誤后再支模;支模時(shí)拉水平、豎向通線，并設(shè)豎向總垂直度控制線，以保證模板水平、豎向位置準(zhǔn)確;按規(guī)定要求梁底模起拱;在封模前，應(yīng)將模內(nèi)垃圾清除;混凝土澆筑時(shí)，澆筑均勻、對(duì)稱下料，控制一次澆灌高度在施工規(guī)范允許范圍之內(nèi)，防止過度振搗引起模板變形，防止在板面卸料過高。

北支江水上運(yùn)動(dòng)中心項(xiàng)目采用型鋼臨時(shí)胎架支撐體系和盤扣式腳手架支撐體系，實(shí)施過程中順利完成了大跨度高空間型鋼混凝土梁施工，施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度得到了保證，與傳統(tǒng)落地滿堂扣件式鋼管支撐架、型鋼懸挑扣件式鋼管支撐架相比較，大跨度型鋼臨時(shí)胎架支撐體系與盤扣式支撐體系相結(jié)合更適用于高空間建筑物的支撐搭設(shè)，且對(duì)場(chǎng)地要求低，具有較強(qiáng)的可行性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王樹雄.高空間大跨度型鋼支撐模架施工技術(shù)[J].工程技術(shù)研究，

2019，4（24）：120.

[2] 紀(jì)中.高空間大跨度型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)模板支撐體系施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019，46（11）：84-87.