型鋼平臺(tái)模板支撐體系在超高懸空結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑技術(shù)的提高，越來(lái)越多的超高、大跨度、大體量建筑工程的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的施工技術(shù)是搭設(shè)滿(mǎn)堂高大支模，目前被廣泛應(yīng)用于高空大跨度建筑結(jié)構(gòu)中。但由于此類(lèi)結(jié)構(gòu)跨度較大且處于高空，因此在模板施工時(shí)，其支撐系統(tǒng)需大量的周轉(zhuǎn)材料，且施工難度大，施工成本高，安全防護(hù)困難。針對(duì)類(lèi)似施工不利因素，需要對(duì)傳統(tǒng)高大支模進(jìn)行改良，掌握諸如此類(lèi)技術(shù)是新形勢(shì)下市場(chǎng)的需要，也是質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)品牌工程的必要基礎(chǔ)。

為滿(mǎn)足建設(shè)發(fā)展的需求，體現(xiàn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，確保在安全可靠地基礎(chǔ)上，根據(jù)工程的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)、合理的高大跨度結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)愈來(lái)愈受到建筑行業(yè)的重視，整體型鋼平臺(tái)模板腳手架體系充分利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在解決高空大跨度結(jié)構(gòu)施工難度大、施工成本高、安全防護(hù)困難等問(wèn)題上，取得了較好效果，不僅大幅度地降低了工程施工成本，同時(shí)確保了施工安全。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于廣州市白云區(qū)，總建筑面積為135 146m2，本期包括的單項(xiàng)項(xiàng)目為A1～A10棟（商住、配套公建），建筑高度49.88m，地上17層地下2層、B1～B3棟（住宅）建筑高度21.98m，地上7層地下2層。其中A5、A6棟及A6、A7棟9層以下空間跨度為14.1m，9層及以上為整體連接樓層。

2 施工難點(diǎn)

施工難點(diǎn)一：鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算。由于鋼平臺(tái)的跨度較大且上部需要承受的荷載大，對(duì)施工單位關(guān)于安全計(jì)算提出嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

施工難點(diǎn)二：鋼結(jié)構(gòu)工廠制作。制作精度是安裝到位的前提條件，如果構(gòu)件誤差偏大不僅無(wú)法安裝就位，還會(huì)危害建筑物及腳手架的安全，甚至?xí)劤芍卮蟀踩鹿省?/p>

施工難點(diǎn)三：鋼結(jié)構(gòu)提升、安裝就位必須充分考慮現(xiàn)場(chǎng)的容量、布置、起吊安裝順序、構(gòu)件就位后臨時(shí)固定措施等情況。重點(diǎn)主梁尺寸較大、重量大、高度高、吊裝困難。

3 方案實(shí)施

3.1 模板支撐體系的選擇

根據(jù)本工程程跨度大、荷載重、超大空間作業(yè)等特點(diǎn)，初步選定該高大跨度結(jié)構(gòu)支模方式有兩種，鋼平臺(tái)支撐體系與桁架支撐體系。通過(guò)鋼平臺(tái)支撐體系與桁架支撐體系的對(duì)比論證，決定采用“型鋼平臺(tái)支撐體系”。在結(jié)構(gòu)標(biāo)高24.3m處用型鋼做成平臺(tái)，在剛平臺(tái)上搭設(shè)扣件式鋼管腳手架，形成一個(gè)組成式支撐系統(tǒng)（詳見(jiàn)表1）。

表1 支撐體系對(duì)比表

3.2 鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算

本工程在8F鋪設(shè)350×350H型鋼，間距2 025mm，在7F設(shè)置350×350H型鋼作為斜撐。鋼梁平面布置圖和鋼平臺(tái)剖面布置圖分別如圖1、圖2所示。

圖1 鋼梁平面布置圖

圖2 鋼平臺(tái)剖面布置圖

荷載取值及構(gòu)件截面選取如下。

1）木模板：0.3kN/m2；鋼模板：0.5kN/m2。

2）結(jié)構(gòu)樓板自重程序自動(dòng)考慮，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)樓板取180mm；其余層樓板厚均按現(xiàn)有樓板取值建模。0.18×25=4.5kN/m2。

3）施工順序荷載分析只考慮恒荷載作用下，階段施工對(duì)構(gòu)建的內(nèi)力及撓度變化影響。考慮施工設(shè)備及模板等因素，施工階段考慮露面附加恒荷載 2.0kN/m2。

4）腳手架在建模中已經(jīng)考慮，荷載程序自動(dòng)考慮。

5）施工階段，當(dāng)澆筑完轉(zhuǎn)換層混凝土結(jié)構(gòu)后，應(yīng)待至少兩周后混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度方可施工其上部結(jié)構(gòu)。

6）鋼架橫梁和斜撐采用：GB-HW 350×350×9×14；豎向（Y向）密肋鋼梁采用：GB-I20A。

7）模型中鋼架梁和支撐與混凝土連接部分均按鉸接設(shè)置。

3.3 鋼平臺(tái)的安裝

3.3.1 施工準(zhǔn)備

使用塔機(jī)及汽車(chē)起重機(jī)吊裝前，必須做好全面仔細(xì)地檢查核實(shí)工作，檢查吊耳、碼板及鋼絲繩的選用及質(zhì)量是否符合要求。

本次施工最大鋼梁為長(zhǎng)12m的H350×350型鋼，其重量約為0.62t，因此在前期安裝時(shí)擬采用50t汽車(chē)起重機(jī)配合施工塔機(jī)對(duì)主鋼柱進(jìn)行吊裝，先進(jìn)行水平結(jié)構(gòu)型鋼鋪設(shè)連接，后進(jìn)行斜撐施工。

3.3.2 鋼平臺(tái)的安裝施工工藝流程

為了保證尺寸的準(zhǔn)確，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)應(yīng)經(jīng)實(shí)際放樣號(hào)料后方能下料制作，軸線(xiàn)和尺寸經(jīng)放樣后決定。平臺(tái)安裝具體如下：鋼平臺(tái)安裝前，應(yīng)放出軸線(xiàn)、型鋼位置線(xiàn)→底座布置→鋼柱安裝→鋼柱校正、固定→平臺(tái)主梁安裝→支撐安裝→次梁安裝→梯子安裝→格柵安裝→欄桿安裝→刷面漆。

3.3.3 鋼平臺(tái)鋼梁布置

根據(jù)荷載最大工程部位的受力分析布置鋼梁的間距，在8F水平鋪設(shè)主型鋼H350×350（Q345）和H250×250（Q235)次型鋼，主型鋼間距為2 025mm，次型鋼間距為不大于600mm，并且在A5、A6和A6、A7的7F設(shè)置角度為45°的H350×350斜撐。由于連廊長(zhǎng)度在塔機(jī)可控制范圍內(nèi)，故用塔機(jī)進(jìn)行型鋼吊裝，最后采用滑移拉鎖進(jìn)行準(zhǔn)確安裝，型鋼支撐安裝完成后在其上安裝支架體系，然后依次安裝底模板，側(cè)模板，澆混凝土（圖3）。

圖3 型鋼平面布置示意圖

3.3.4 鋼平臺(tái)的支撐點(diǎn)牛腿制作

部分型鋼放置的位置被柱擋，型鋼沒(méi)有支撐的地方，故本工程采用部分牛腿后澆于墻體作為支撐型鋼的支撐點(diǎn)（圖4）。本工藝的主要原理是在7F和8F的墻上植筋，做后澆牛腿。牛腿上部長(zhǎng)500mm，寬300mm，懸挑高度300mm，與墻接觸高度750mm。利用后澆牛腿與型鋼結(jié)構(gòu)的接觸，牛腿作為型鋼以上結(jié)構(gòu)傳遞荷載至基礎(chǔ)，把后澆牛腿與型鋼接觸面樓板作為支座，型鋼接觸放在后澆牛腿上，使9F以上的樓面將荷載傳遞到支座上，由牛腿支座傳遞荷載到基礎(chǔ)。

圖4 牛腿深化設(shè)計(jì)示意圖

3.3.5 滑移索道安裝

滑移索道掛籠是用于鋼平臺(tái)高空校正平臺(tái)位置和焊接平臺(tái)的作業(yè)位置（圖5），施工時(shí)，人立于掛籠里進(jìn)行作業(yè)。由于組合型鋼梁跨度和安裝高度（標(biāo)高24.3m）在汽車(chē)起重機(jī)控制范圍，且每根型鋼的重量0.6t，故采用2臺(tái)50t汽車(chē)起重機(jī)進(jìn)行吊裝，最后利用滑移索道進(jìn)行準(zhǔn)確安放牛腿型鋼。其做法為利用滑動(dòng)掛籠吊在型鋼上面，人在滑動(dòng)掛籠里面進(jìn)行高空操作，工人腰間系安全帶。利用索道滑移用的鎖鏈進(jìn)行升降控制，以達(dá)到精確安裝。采用索道提拉法進(jìn)行安裝，提拉支架仍用型鋼梁組合，固定在標(biāo)高24.3m的型鋼梁上。牽引設(shè)備采用5t手拉葫蘆滑架根據(jù)提拉速度進(jìn)行逐步拉長(zhǎng)到完成，確保提拉安全。

圖5 滑移索道安裝示意圖

3.3.6 防墜落安全網(wǎng)安裝

在所有型鋼梁滑移到位后，在所有型鋼梁下部加強(qiáng)位置滿(mǎn)掛防墜落網(wǎng)，該網(wǎng)直接在底部加強(qiáng)桿用繩系勞。

3.4 鋼管支模腳手架的搭設(shè)

3.4.1 搭設(shè)方案的選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本支模工程擬全部采用扣件式鋼管腳手架，另配上、下可調(diào)頂托來(lái)搭設(shè)。為了防止大跨度梁在施工過(guò)程中造成彎曲變形，沿梁縱向間距4m布置剪刀撐，斜撐對(duì)向與地面頂緊，夾角為45°～60°，剪刀撐應(yīng)全高設(shè)置。

3.4.2 支撐架搭設(shè)

1）安裝順序支頂安裝前，應(yīng)放出軸線(xiàn)、梁位置線(xiàn)以及樓面水平控制標(biāo)高→底座布置→放縱橫水平掃地桿→自角部起依次向兩邊豎立底層立桿，底端與水平掃地桿扣接固定，固定底層桿前應(yīng)校核立桿的垂直度，每個(gè)方向裝設(shè)立桿后，隨即裝設(shè)第二層水平加固桿與立桿扣接固定，校核立桿和水平桿符合要求后，按40～65Nm力矩用扳手?jǐn)Q緊扣件螺栓→按上述要求依次延伸搭設(shè)直至第一步架完成，再全面檢查一遍構(gòu)架質(zhì)量，確保構(gòu)架質(zhì)量要求后再進(jìn)行第二步水平桿安裝，隨后按搭設(shè)進(jìn)程及時(shí)裝設(shè)剪刀撐。

2）支撐系統(tǒng)安裝（圖6、圖7）①先彈出立桿位置，墊板、底座安放位置要準(zhǔn)確，搭設(shè)時(shí)可采用逐排和通層搭設(shè)的方法，并應(yīng)隨搭隨設(shè)掃地桿及水平縱橫加固桿及剪刀撐；②支頂安裝前，應(yīng)放出軸線(xiàn)、梁位置線(xiàn)以及樓面水平控制標(biāo)高。梁和樓板的腳手架跨距和間距按計(jì)算方案布置。支撐架可調(diào)托座和可調(diào)底座應(yīng)根據(jù)支撐高度設(shè)置；③立桿上必須采用扣接對(duì)接，嚴(yán)禁搭接，對(duì)接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置：兩根相鄰立桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步內(nèi)，同步內(nèi)隔1根立桿的2個(gè)相隔接頭在高度方向錯(cuò)開(kāi)的距離不宜小于500mm；各接頭中心至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于步距的1/3；④在超重梁梁底外側(cè)周?chē)O(shè)置由下至上的豎向連續(xù)式剪刀撐，夾角宜為45°～60°，并應(yīng)采用扣件與鋼管立桿扣牢。

圖6 滿(mǎn)堂排架安裝示意圖

圖7 支撐體系安裝示意圖

3.4.3 模板安裝

模采用18mm膠合板，梁底平板模鋪設(shè)在次楞木上，橫枋擱置在主楞上。

1）梁模板的安裝先在柱上彈出軸線(xiàn)、梁位置線(xiàn)和水平控制標(biāo)高線(xiàn)，按設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整鋼管腳手架可調(diào)主楞的標(biāo)高，將其調(diào)至預(yù)定的高度，然后在可調(diào)主楞的托板上安放主楞，固定后在其上安裝梁底次楞。次楞安裝完成后，用膠合板安裝梁底模板，并拉線(xiàn)找平。對(duì)跨度不小于4m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、板，其模板應(yīng)按設(shè)計(jì)要求起拱；當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)，起拱高度宜為跨度的1L/1000～3L/1000。主、次梁交接時(shí)，先主梁起拱，后次梁起拱。梁底模安裝后，再安裝側(cè)模、壓腳板及斜撐。

2）樓面模板的安裝（圖8）首先通線(xiàn)，然后調(diào)整鋼管腳手架可調(diào)主楞的標(biāo)高，將其調(diào)到預(yù)定的高度，在可調(diào)主楞托板上架設(shè)主楞木枋，主楞固定后架設(shè)次楞，然后在次楞上安裝膠合板。鋪膠合板時(shí)可從四周鋪起，在中間收口。若為壓旁時(shí)，角位模板應(yīng)通線(xiàn)釘固。

圖8 樓面模板安裝示意圖

3.4.4 混凝土澆筑

在澆筑樓面梁板混凝土?xí)r，應(yīng)先將剪力墻、柱的混凝土澆筑完畢，剪力墻、柱的混凝土澆筑高度，視梁面筋的錨固長(zhǎng)度而定。混凝土澆筑優(yōu)先采用泵送混凝土，盡量減少混凝土的沖擊力和側(cè)壓力。

轉(zhuǎn)換梁混凝土澆筑時(shí)，宜從梁的中間向兩端澆筑。轉(zhuǎn)換梁混凝土澆筑時(shí)，采取分2次澆灌的方案，分段高度取梁高的1/2。

3.4.5 腳手架體系的監(jiān)測(cè)

1）支架體系的日常檢查，巡查重點(diǎn)部位。

2）支架在承受6級(jí)大風(fēng)或大暴雨后必須進(jìn)行全面檢查。

3）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：立桿頂水平位移、支架整體水平位移及立桿的基礎(chǔ)沉降。

4）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：支架監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)按監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分別選取在受力最大的立桿、支架周邊穩(wěn)定性薄弱的立桿及受力最大或地基承載力低的立桿設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)支架平面大小設(shè)置各不少于2個(gè)立桿頂水平位移、支架整體水平位移及立桿基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

5）監(jiān)測(cè)頻率：在澆筑砼過(guò)程中應(yīng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一般監(jiān)測(cè)頻率不宜超過(guò)20～30min一次。監(jiān)測(cè)時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，一般控制在混凝土開(kāi)始澆注直至砼終凝。

3.5 鋼平臺(tái)的拆除和安全措施

3.5.1 鋼平臺(tái)拆除的順序

拆除的順序遵循先安裝的后拆，后安裝的先拆的原則。采取自上而下的拆除，先拆除次梁型鋼，后拆除鋼板預(yù)埋錨固件，再拆除主梁型鋼，最后拆除牛腿斜撐的型鋼。拆除前全面檢查鋼制外掛平臺(tái)連墻體系、支撐體系是否牢固，拆除時(shí)，先將外掛鋼制平臺(tái)用繩索拴牢，并認(rèn)真檢查掛架鉤栓連接是否緊固，緊固后在準(zhǔn)備鉤吊，起吊時(shí)，吊鉤點(diǎn)位置必須合適。起吊時(shí)，操作人員嚴(yán)格聽(tīng)從統(tǒng)一指揮，做到動(dòng)作協(xié)調(diào)，利用繩索將平臺(tái)徐徐下運(yùn)，嚴(yán)禁拋擲。下吊時(shí)，不應(yīng)碰壞門(mén)窗玻璃、落水管、通風(fēng)道等物品。鋼制平臺(tái)運(yùn)至地面后，應(yīng)放至指定地點(diǎn)，做到隨拆、隨清、隨運(yùn)，安全文明施工。

3.5.2 安全措施

1）堅(jiān)持用好安全“三寶”，所有進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)人員必須佩戴安全帽，高空作業(yè)人員必須系好安全帶，穿軟底防滑絕緣鞋。

2）鋼爬梯、操作平臺(tái)等，應(yīng)設(shè)計(jì)得輕巧、牢靠、實(shí)用，制作焊接牢固，檢查合格，并按規(guī)定正確使用。

3）所有安全設(shè)施由專(zhuān)業(yè)班組按規(guī)定統(tǒng)一設(shè)置，并經(jīng)有關(guān)部門(mén)驗(yàn)收，其它人不能隨便拆卸。因工作需要必須拆卸時(shí)，要經(jīng)過(guò)有關(guān)人員允許。事后要及時(shí)恢復(fù)，安全員要認(rèn)真檢查。

4）桁架吊裝到位后，上端拉設(shè)纜風(fēng)繩到頂模下弦桿臨時(shí)固定，防止整榀桁架側(cè)向失穩(wěn)。

5）重點(diǎn)把好高空作業(yè)安全關(guān)，高空作業(yè)人員須體檢合格。工作期間，嚴(yán)禁喝酒、打鬧。小型工具、焊條頭子、高強(qiáng)螺栓尾部等放在專(zhuān)用工具袋內(nèi)。使用工具時(shí)，要握持牢固。手持工具也應(yīng)系安全掛繩，避免直線(xiàn)垂直交叉作業(yè)。

6）起重指揮要果斷，指令要簡(jiǎn)單、明確。吊裝過(guò)程中注意伸臂桁架構(gòu)件與頂模鋼平臺(tái)的相對(duì)位置關(guān)系，避免兩者相碰撞。

7）構(gòu)件起吊前必須確定重心部位，鋼絲繩長(zhǎng)度、夾角及鋼絲繩直徑要滿(mǎn)足安全使用要求。正確選擇吊點(diǎn)，構(gòu)件吊點(diǎn)的焊接應(yīng)牢固可靠。

8）構(gòu)件起吊時(shí)應(yīng)保證水平，均勻離開(kāi)平板車(chē)或地面，起吊后構(gòu)件不得前后、左右擺動(dòng)，鋼絲繩應(yīng)受力均勻。

4 結(jié) 論

本工程利用型鋼進(jìn)行平臺(tái)搭設(shè)，與傳統(tǒng)的滿(mǎn)堂高支模相比，費(fèi)用少用25.67萬(wàn)元，且縮短了工程的工期，順利完成了高空平臺(tái)的搭設(shè)。該型鋼平臺(tái)支撐體系在施工過(guò)程中未發(fā)生異常情況，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明數(shù)據(jù)在支撐體系設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。工程的順利完成也證明該型鋼平臺(tái)支撐體系與設(shè)計(jì)及施工技術(shù)在技術(shù)上是可行的，在支撐結(jié)果體系上是安全的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的。

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