大跨度勁性結(jié)構(gòu)支模體系施工技術(shù)研究

都基星

摘要：大跨度勁性結(jié)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)的剛性強(qiáng)度大再加上跨度大，滿足了很多工程對(duì)于強(qiáng)度和特殊結(jié)構(gòu)的要求，因此大跨度勁性結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于大型廠房的施工建設(shè)中。但是由于其跨度大再加上剛度大的特點(diǎn)，在施工過程中特別是支模體系的工程建設(shè)中具有一定的難度和較強(qiáng)的技術(shù)要求。因此本文將主要針對(duì)大跨度勁性結(jié)構(gòu)支模體系的施工技術(shù)勁性分析和研究，期待對(duì)該行業(yè)技術(shù)的提高以及行業(yè)的發(fā)展都提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：大跨度;勁性結(jié)構(gòu);支模體系;施工技術(shù);研究

隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)于建筑物不再僅僅關(guān)注其使用功能，而是增加了對(duì)于美學(xué)及審美的要求，這也為建筑行業(yè)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展方向。近年來在技術(shù)的不斷提高下許多的大跨度兩廊懸空建筑應(yīng)運(yùn)而生，例如我國(guó)北京的西客站、杭州市市民中心大樓以及國(guó)外的日本大阪梅田空中城市等，這些都為世界的建筑行業(yè)樹立了標(biāo)桿，同時(shí)也提升了大跨度勁性結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)的地位和價(jià)值。大跨度勁性結(jié)構(gòu)在施工過程中其支模體系是施工的關(guān)鍵技術(shù)，因此對(duì)該技術(shù)的研究有助于大跨度勁性結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用。

1 大跨度勁性結(jié)構(gòu)中支模體系的分類和方式的選擇

在大跨度勁性結(jié)構(gòu)的支模體系中，按照體系承載能力的差異可以將支模體系分為超重型、重型、中型、輕型、自承重式以及落地式等六種不同的類型。其中的超重型為預(yù)應(yīng)力三角撐架、重型為貝雷桁架支模體系、中型為型鋼加斜撐的支模體系、輕型的為木枋橫梁加拉筋組合桁架、三角腳手鋼管等。

大跨度支模方式的選擇和結(jié)構(gòu)的跨度以及懸空高度都有關(guān)系：（1）支模方式與跨度的關(guān)系。在大跨度勁性結(jié)構(gòu)中支模方式的選擇和跨度的大小有很大的關(guān)系。在工程力學(xué)的體系中一般是工程的跨度越大，支模體系所要承受的重力能力也就越大。一般情況下跨度在十米以下時(shí)，通常選用中型和輕型的支模體系;而工程的跨度在15米以上時(shí)，通常選用超重型和重型的支模體系;自承重的支模體系在工程體系中應(yīng)用很少。（2）支模方式與懸空高度的關(guān)系。在施工中一般情況下結(jié)構(gòu)的懸空高度大于60米時(shí)混凝土的連廊結(jié)構(gòu)采用重型和中型的支模體系較多，而結(jié)構(gòu)的懸空高度如果小于30米，在對(duì)支模系統(tǒng)選擇時(shí)大多都是選用落地式、重型和輕型的支模體系。

在施工中按照以上支模體系選擇的方式進(jìn)行選擇，可以確保施工中能夠滿足工程受力以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量的要求，同時(shí)也對(duì)工程的順利實(shí)施至關(guān)重要。

2 大跨度勁性結(jié)構(gòu)中鋼柱和鋼梁的施工工藝

2.1 鋼柱的安裝工藝

在施工過程中的工字鋼柱需要插入深兩米的杯口內(nèi)，同時(shí)工字柱周圍還有鋼筋和井字形箍筋，因?yàn)楸谔?，因此通過四周的間隙無法順利進(jìn)入，而杯口底部也沒有預(yù)埋固定鋼柱的地腳螺栓，鋼柱的安裝和固定還是有一定的難度^[2]。再經(jīng)過多次的實(shí)踐和研究采用以下的施工方案：將杯口內(nèi)0.5米以下的井字形箍筋改為“口”字型，間距也進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，把柱子插筋放入杯口內(nèi)綁扎成型，然后在杯口底部沿杯口周圍澆筑一圈混凝土，將柱子插筋進(jìn)行固定，對(duì)鋼柱進(jìn)行整體吊裝。

2.2 鋼梁的安裝技術(shù)

在大跨度勁性結(jié)構(gòu)的施工中，鋼梁的橫截面比較小，長(zhǎng)細(xì)比非常大，而且鋼梁的自重特別大。因此在工程施工中一般采用吊裝鋼柱和鋼梁，吊裝完成后再進(jìn)行鋼筋混凝土工程的施工，通過這樣的方式可以較好改善鋼結(jié)構(gòu)框架在吊裝之后的穩(wěn)定性問題。另外，在進(jìn)行鋼柱和鋼梁施工前需要首先進(jìn)行自身強(qiáng)度和穩(wěn)定性的測(cè)量，并且采用一定的方式進(jìn)行加固處理，確保鋼結(jié)構(gòu)框架在吊裝過程中的順利。

安裝過程中，鋼柱和鋼梁憑借兩根螺栓進(jìn)行連接，鋼梁就位后與鋼柱焊接前，處于最不利于受力的情況下，而這個(gè)結(jié)構(gòu)中，跨中的撓度非常大，經(jīng)過測(cè)算吊裝后的鋼梁在其自身重量以及施工負(fù)荷的共同作用力下呈現(xiàn)的強(qiáng)度和剛度及鋼梁整體結(jié)構(gòu)局部都能夠保持穩(wěn)定并且符合施工的要求^[3]。而此時(shí)鋼梁的最大撓度和梁兩端安裝的螺栓的抗剪強(qiáng)度和局部的擠壓強(qiáng)度也是可以符合工程的標(biāo)準(zhǔn)，而且不需要進(jìn)行其他的加固措施，另外鋼柱平面內(nèi)的穩(wěn)定性也是符合施工要求的。但是由于平面外的穩(wěn)定性處于結(jié)構(gòu)承受的臨界值，因此在進(jìn)行鋼梁吊裝之前，每?jī)筛撝g架設(shè)兩道臨時(shí)的水平支撐。同時(shí)，為了確保鋼柱的上部不會(huì)發(fā)生位移，在鋼柱的15米高度處加設(shè)了一塊拉結(jié)板，通過拉結(jié)板將鋼柱與相鄰的預(yù)制混凝土柱連接在一起，進(jìn)一步提升了鋼柱在整體結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定性能。

在施工過程中的基礎(chǔ)杯口混凝土的強(qiáng)度達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)以上后才能開始進(jìn)行鋼梁的吊裝。鋼梁吊裝完成后需要使用螺栓進(jìn)行固定，接著焊工需要及時(shí)進(jìn)行焊接。鋼柱與鋼梁接口處的諒連接焊縫被稱為二級(jí)焊縫，實(shí)施焊接完成后，需要對(duì)所有焊接的部位進(jìn)行探傷檢測(cè)。這個(gè)過程需要施工單位與建設(shè)單位擬使用超聲探傷共同進(jìn)行復(fù)檢后才能被認(rèn)定為質(zhì)量合格，滿足施工要求。

3 模板系統(tǒng)的選型與設(shè)計(jì)

3.1 柱模板

施工中使用模板豎排，柱模四角用角鋼進(jìn)行連接。因?yàn)榛炷林杏袖撝虼瞬豢墒褂脤?duì)拉螺栓。在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)使用外部柱模箍來固定可以達(dá)到施工要求的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。另外使用分段支模采取分段澆筑的施工方式，對(duì)支模的高度和澆筑的高度進(jìn)行了嚴(yán)格的定義。確保施工過程中對(duì)于施工參數(shù)的選擇能夠有據(jù)可依，使施工過程達(dá)到一定的精度和準(zhǔn)確度。避免僅憑借經(jīng)驗(yàn)盲目施工的情況導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)問題。

3.2 框架主梁模板

在這里采用鋼模橫排的施工方式，為了很好固定側(cè)模，經(jīng)過嚴(yán)格的工程力學(xué)計(jì)算，在工字鋼梁腹板的每一側(cè)焊接兩排螺栓，模板的外側(cè)使用一定尺寸的方木做模板帶進(jìn)行固定。而在梁底使用角鋼角膜將結(jié)構(gòu)的底模和側(cè)模進(jìn)行連接，使之成為一個(gè)整體，避免施工過程中漏漿和脹模的情況發(fā)生，從而導(dǎo)致梁的外觀變形以及剛度、強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的情況出現(xiàn)，從而造成工程嚴(yán)重的質(zhì)量問題^[4]。最后在進(jìn)行螺栓部位的固定時(shí)，使用一定尺寸的刨光木方，木方的下部根據(jù)螺栓的間距和直徑切割出凹形豁口，方便模板的拆卸。

4 勁性鋼筋工程的施工工藝

勁性鋼筋工程的施工方法是直接影響到大跨度勁性結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在施工過程中勁性梁和柱的施工方法是有所不同的。

4.1 勁性柱的施工方法。

勁性柱中一般有型鋼，井字形箍筋與鋼柱緊靠在一起，因此不能按照普通混凝土柱鋼筋的施工方法進(jìn)行施工，而是需要在型鋼柱就位后再進(jìn)行鋼筋的綁扎。施工過程中，在工字鋼柱就位后，把主筋分為三段用豎向電渣壓力焊的方式進(jìn)行焊接，主筋焊接完成后，將預(yù)制箍筋一層一層套上。

4.2 勁性梁鋼筋施工。

因?yàn)閯判粤簝?nèi)的工字鋼梁上下和兩側(cè)都有縱向受力筋及架力筋，因此施工中難度較大，在施工過程中一般采用錨筋施工、梁底主筋和梁上負(fù)彎矩鋼筋的施工方法進(jìn)行勁性梁的鋼筋施工。通過這些方法的使用不僅提升了工程的質(zhì)量，而且使施工工藝得到了簡(jiǎn)化，提高了工程的施工效率。

5 結(jié)語(yǔ)

大跨度勁性結(jié)構(gòu)支模體系是建筑工程建設(shè)的重要內(nèi)容，而且由于其施工難度較大，因此對(duì)施工過程中施工技術(shù)和材料都有嚴(yán)格的要求。在施工進(jìn)行過程中只有不斷在工程實(shí)踐中提升工程的施工標(biāo)準(zhǔn)并且對(duì)施工工藝進(jìn)行改善，才能確保工程質(zhì)量得到不斷提升。

參考文獻(xiàn)：

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