室內滑雪場超高、超限支撐體系設計與施工

□文/王全逵 許銀鳳 仇 健 裴金春

室內滑雪場超高、超限支撐體系設計與施工

□文/王全逵 許銀鳳 仇 健 裴金春

室內滑雪場作為一種新興業態，在世界上處于蓬勃發展階段。此類建筑中存在大量大體積現澆混凝土構件，其特點是澆筑塊體積大、底部空間高，對模板體系的安全穩定要求高。某室內滑雪場雪道梁板構件形態各異，以雙曲面、大臺階、斜面為主，高支模施工面積達4.3萬m2；其中最大模板支撐高度達42 m，梁截面最大尺寸為700 mm×3 750 mm。超高、超限荷載對下部支撐架體構造、基礎處理有較高要求。文章以42 m斜坡面超高及700 mm×3 750 mm超限為例，對室內滑雪場支撐體系的設計、施工進行詳細的闡述。

室內滑雪場；超高；超限；支撐體系

1 工程概況

某室內滑雪場建筑面積8萬m2，長487 m，最大跨度151 m，高度117.2 m，室內凈高最大40 m。滑雪場高、中、低檔共計6條雪道，坡度、形狀各異，多為雙曲面、大臺階、斜面板，施工難度大。高支模面積達4.3萬m2，最高處42 m，梁最大截面700 mm×3 750 mm。滑雪場由西向東逐步升高，見圖1-圖3。

圖1 雪道

圖2 雪道結構剖面

圖3 700 mm×3 750 mm梁剖面

2 支撐體系設計

2.1 方案選擇

2.1.1 42 m超高支撐體系架體選擇

針對高支模架體搭設施工，選定3種支撐方案：

1）鋼管腳手架直接在夾層頂板上部搭設；

2）在3層設置轉換層，搭設型鋼梁（H350×175×7× 11），在其上部鋪設10#槽鋼，隨后搭設腳手架；

3）采用貝雷梁設置轉換層，在轉換層上部搭設支撐架體。

考慮到施工過程中材料倒運，如采用轉換梁施工難度大且后續拆除時無垂直運輸，材料無法及時倒運出結構，施工成本投入過高，不利于成本控制，決定對夾層頂板進行加固，采用扣件式鋼管腳手架直接在夾層頂板上進行施工。

2.1.2 3.75 m超限梁支撐體系架體選擇

3.75 m主梁原為0.7 m×1.1 m預應力梁，由于滑雪道尺寸變化較大，主梁梁頂與雪道間距達2.65 m，為保證雪道順利施工，設計時在梁上部增加U型受力筋，將梁加高，使上部荷載下傳至主梁，最終形成3.75 m高截面梁。

目前房建施工中常用的支撐形式：鋼構件支撐、扣件式鋼管腳手架及碗扣式鋼管腳手架、承插式鋼管腳手架。考慮到上部為斜坡面板，施工中采用較為常規，工人操作嫻熟，便于操作的扣件式鋼管腳手架。

2.2 支撐架體材料選擇

梁模板采用多層膠合板，厚度12 mm；次龍骨為45 mm×75 mm方木，立桿、主龍骨為φ48 mm×3.0 mm鋼管。板模采用多層膠，合板厚度12 mm；次龍骨為45 mm×75 mm方木，主龍骨為85 mm×85 mm方木，立桿為φ48 mm×3.0 mm鋼管，立桿根部墊50 mm厚250 mm寬腳手板，頂端可調U托為φ35 mm×450 mm，穿墻桿為M14。扣件：十字扣件、對接扣件、旋轉扣件，水平兜網、安全網。

2.3 架體構造要求

1）42 m支撐體系構造。立桿間距布置橫縱向900 mm、步距1 200 mm，支撐架在200 mm高處開始設置第一道水平桿（即掃地桿，橫桿在下）；立桿伸出頂層水平桿中心線的長度不應超過300 mm，U拖外露長度≯200 mm。立桿底部鋪設腳手板（50 mm厚）。對梁高≥1 m梁底設置4根立桿，其余梁底設置3根立桿。

考慮到雪道板為斜坡面板，施工中模板支設難度大。為保證模板施工順利進行，根據樓板厚度、模板厚度、木方厚度調整好擱放木方的龍骨，然后鋪模板。不同坡度板施工時，通過在主龍骨上釘木楔的方式來調整模板的角度。

豎向構件混凝土必須先澆筑，架體搭設過程中應與已澆筑完成框架柱進行拉結。

拉結從第一步開始，隔步設置。為保證架體沿字母軸方向穩定性，每跨增加抱梁箍3道，與支撐架體相連。同時將架體剪刀撐連接在梁箍上，架體與梁抱箍連接。由于樓層間存在7層拉梁，施工過程中需待拉梁施工完畢后，方可進行下一步架體施工，見圖4和圖5。

圖4 立桿布置

圖5 模板設計剖面

2）3.75 m梁支撐體系構造。梁標高為6.15 m，在梁底部每個斷面支設4道立桿，立桿間距為600、300、600 mm；沿梁跨方向立桿間距為300 mm。水平桿步距為1 200 mm，第一步桿距地面200 mm。立桿伸出頂層水平桿中心線的長度不超過0.3 m，U拖外露長度≯200 mm。立桿底部鋪設250 mm寬、50 mm厚腳手板。側模板設置小梁24道（45 mm×75 mm），主梁為2根合抱鋼管，間距450 mm。對拉螺桿距底部距離為200、600、1 000、1 400、1 800、2 200、2 600、3 000、3 500 mm，對拉螺桿水平間距同主梁間距。豎向構件混凝土必須先澆筑，架體搭設過程中應與已澆筑完成框架柱進行拉結，間距同42 m支撐架體。

3）其他構造。在架體外側、周邊及內部縱橫向每5跨（4.5 m）設置豎向剪刀撐。在豎向剪刀撐頂部交點平面設置水平剪刀撐，水平剪刀撐在第一步水平桿、最頂一步水平桿上必須搭設，中間部分每4.8 m增設一道，豎向剪刀撐斜桿與地面的傾角應為45°～60°，水平剪刀撐與支架縱（或橫）向夾角應為45°～60°。在操作層以下設置水平兜網，以后每隔兩層且間距≯10 m設置一道安全網。

2.4 支撐體系驗算

采用手算結合品茗安全計算軟件、建科研安全設計與管理軟件等進行驗算。

1）42 m支撐體系驗算。經核算，42 m支撐體系為可變荷載控制，荷載分項系數分別為永久荷載取值系數取1.2，可變荷載取值系數為1.4。斜板混凝土自重荷載取值為24 kN/m3，鋼筋自重荷載取值為1.1 kN/m3，施工荷載為施工活荷載和混凝土振搗荷載，取值分別為2.5、2 kN/m2，模板及支架自重荷載取值為3.5 kN/m2，風荷載取值為0.35 kN/m2（按照10 a記取），風壓高度變化系數0.9，風荷載體型系數0.8，不考慮地震荷載。

通過計算得知：架體主梁最大變形值為0.431 mm；主梁抗彎強度6.03 N/mm2，抗剪強度1.5 N/mm2。立桿穩定性驗算：立桿長細比為114，立桿受壓承載力為51.496 N/mm2。以上結果均符合規范要求,可調托座、次龍骨及模板經驗算也滿足要求。

2）3.75 m梁支撐體系驗算。3.75 m梁荷載計算分項與42 m支撐體系計算相同。經核算3.75 m梁支撐體系為固定荷載控制，荷載分項系數分別為永久荷載取值系數為1.35，可變荷載取值系數為1.4。施工荷載及風荷載取值同42 m支撐體系。

通過計算得知：架體主梁最大變形值為0.205 mm；主梁抗彎強度91.463 N/mm2，抗剪強度18.725 N/mm2。立桿穩定性驗算：立桿長細比為113，立桿受壓承載力為67.098 N/mm2。以上結果均符合規范要求，可調托座、次龍骨及模板經驗算也滿足要求。

2.5 基礎處理

對于夾層頂板以下回頂架體，盡量依據上部立桿布置位置進行回頂，回頂立桿間距為900 mm×900 mm。夾層架空層高度為2.2 m，夾層底部為三七灰土。回頂架體搭設時在底部鋪設250 mm寬、50 mm厚腳手板。經驗算，基礎支撐體系滿足要求。

3 支撐體系施工

施工流程見圖6。

圖6 支撐體系施工流程

3.1 搭設要求

由于搭設架體高度較高，要求相鄰立桿的對接扣件不得在同一高度內，立桿上的對接扣件應交錯布置。兩根相鄰立桿的接頭不應設置在同步內，同步內隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向錯開的距離≮500 mm；各接頭中心至主節點的距離不宜大于步距的1/3。

水平桿長度以6 m為主（其長度≮3跨），要用對接扣件連接，接頭應交錯布置，兩根相鄰橫桿接頭不能設在同步或同跨內且水平方向錯開距離＞500 mm，各接頭中心至最近的節點的距離不大于縱距的1/3，即500 mm，掃地桿距地面200 mm。

在框架柱上標示好標高后，根據樓板厚度、模板厚度、木方厚度調整好擱放木方的龍骨，然后鋪模板。由于樓板多為傾斜狀，板底次龍骨延字母軸方向鋪設，主龍骨延數字軸方向鋪設，主龍骨上用釘子釘木楔，保證與U型托緊密接觸，見圖7。

圖7 斜板下部支撐節點

豎向構件混凝土必須先澆筑，架體搭設過程中應與已澆筑完成框架柱進行拉結。拉結從第一步開始，隔步設置，見圖8。

圖8 抱柱設置

3.2 架體監測

在澆筑過程中，由專職安全員、施工員及測量員對高支模體系進行檢查、隨時觀測支撐體系的變形情況。發現隱患，及時停止施工，采取措施。

1）監測項目：支架沉降、位移和變形。

2）監測點布設：每個高支模范圍內在各自區域設2個監測構件，每個被監測的構件應布置2個支架水平位移觀測點和3個地基穩定性沉降觀測點（底板中預埋8 mm鋼筋）及3個支架沉降觀測點，見圖9。