雄安商務服務中心免架體疊合板支撐體系施工技術

童偉猛，閆曉冉，張亞軍，殷小軍，張水生，林安輝

（中建三局集團有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430064）

超高空間鋼結構+裝配式疊合板結構施工具有空間高度大、鋼梁跨度大的特點，所以施工時需搭設支撐體系以確保裝配式疊合板不開裂。該支撐體系如何設置更高效、更安全一直是困擾著工程管理人員的一個難題。

本項研究旨在研發一種能安全、具有普適性、經濟性的支撐體系，解決施工過程中結構形式為“鋼結構+疊合板”的樓板支撐問題，拆除后可周轉使用，也可直接與主體鋼結構連接，無需二次拆卸，協助現場施工。

1 工程概況

雄安商務服務中心項目位于河北省雄安新區容東片區（雄安市民中心北側），總建筑面積約8.5萬m2，地下2 層（局部3 層-14.1m），建筑面積約4.3 萬m2，地上3 層（局部5 層36m），建筑面積約4.2 萬m2。

本工程1#樓會展中心主體結構采用鋼框架+混凝土疊合樓板的形式，疊合板分為預制底板和后澆疊合層兩部分，預制底板厚90mm，后澆層厚60mm，混凝土強度為C30。

2 疊合板支撐體系比選

2.1 傳統支撐方法

傳統支撐施工方法為采用承插型盤扣式滿堂支撐架體系，疊合樓板區域立桿橫縱向間距2 100mm×2 100mm，橫桿步距為1 500mm。

1）因中庭區域層高較高（二層層高為12.9m，三層層高為9m），故此方法涉及高大模板及支撐架施工，會大大增加施工復雜程度及成本。

2）同時因主鋼梁高度較大（梁高均≥1.4m），主鋼梁之間凈距相對架體橫縱向間距較小（主鋼梁之間凈距為3.25～3.8m），所以架體頂部橫桿被主鋼梁截斷無法進行拉結，架體整體性差，存在巨大安全隱患。

3）以雄安商服項目為例，地下室為混凝土框架混結構，由品茗安全V13.5.2 計算得盤扣立桿橫縱向間距為1 200mm×900mm，橫桿步距為1 500mm。所以現場并無2 100mm 長的橫桿，且一般建設項目均不會使用2 100mm 長橫桿，經計算2 100mm 長橫桿缺口為350t（圖1）。

圖1 搭設滿堂支撐架

2.2 定制成品支撐模板

另一種方法是直接購買定制化的成品支撐模板，以可拆卸鋁合金底膜為例，如圖2 所示，該方法缺點如下。

圖2 可拆卸鋁合金底膜節點圖

1）此做法價格高昂。

2）因模板均為根據每層結構特點專門定制，故無法周轉，不利于推廣，不具備普適性。

2.3 新型支撐體系

現研究的超高空間超大跨距免架體的疊合板支撐體系如圖3所示，對比傳統方法主要優勢如下。

圖3 超高空間超大跨距免架體的疊合板支撐體系

1）規避采用傳統高大模板及支撐架的安全性問題。

2）解決了采用傳統搭設鋼管支撐，架體頂部橫桿被主鋼梁截斷無法進行拉結，架體整體性差的問題。

3）相較于傳統支撐施工方式，降低項目措施成本。

經綜合比較，結合現場實際情況，采用“超高空間超大跨距免架體的疊合板支撐體系”進行施工。

3 模型建立

該體系的主要模型是在疊合樓板預制層下方焊接16# 工字鋼作為支撐主梁，上鋪100mm×100mm×5mm 方鋼作為支撐次梁。從而保證施工過程中疊合板的撓度在允許值之內。

3.1 確定支撐體系主次背楞、間距及所用材質

鋼梁腹板上焊接牛腿，牛腿由搭接板與加勁板組成，搭接板厚18mm，尺寸為160mm×120mm。加勁板厚18mm，板高120mm。牛腿四周角焊縫圍焊，焊腳尺寸7mm。搭接板上邊距鋼梁頂260mm。如圖4 所示。該道工序在廠家處完成，不在現場焊接。

圖4 支撐節點詳圖

16#工字鋼搭接在牛腿上，工字鋼與搭接板搭接100mm，沿工字鋼長度方向兩邊與搭接板采用普通式直角角焊縫焊接，焊腳長度7mm，角焊縫長度為50mm。工字鋼沿梁跨方向間距不大于3 375mm 布置，下方牛腿間距同工字鋼間距。方鋼管垂直于工字鋼放置，每跨一道，尺寸為100mm×100mm×5mm，方鋼管頂與鋼梁頂平齊。如圖5 所示。

圖5 支撐體系圖

3.2 確定支撐體系平面布置

如圖6 所示，以標高12.8m 處體系為例，確定支撐體系平面布置。

圖6 標高12.8m處體系布置圖（-0.1～12.8m）

3.3 確定支撐體系細部節點做法

如圖7、圖8 所示，牛腿四周與鋼梁腹板角焊縫圍焊，焊腳尺寸7mm。

圖7 工字鋼與牛腿搭接板連接節點

圖8 標高變化區域（結構降板60mm）節點處理

3.4 特殊區域施工

因一層夾層南側懸挑結構無法使用滿堂架支撐，故也采用該支撐體系施工。

在鋼梁GKL5（H1000mm×400mm×20mm×30mm）、GL6（HN700mm×300mm×13mm×24mm）腹板與16#工字鋼腹板單面焊接，工字鋼腹板采用普通式直角角焊縫與鋼梁腹板焊接，同一跨內工字鋼與鋼梁腹板焊接在同一側，焊腳長度10mm，角焊縫長度為100mm。疊合樓板區域工字鋼上鋪木方與鋼梁標高平齊（木方方向與工字鋼垂直，間隔300mm），作為疊合板支撐。現澆樓板區域工字鋼上鋪模板+木方與鋼梁平齊（木方方向與工字鋼垂直，間隔300mm），作為現澆板支撐。做法如圖9、圖10 所示。

圖9 負一層夾層工字鋼平面圖1（陰影區域為現澆區域，非陰影區域為疊合樓板區域）

圖10 工字鋼與鋼梁腹板連接立面圖

3.5 體系的拆除轉運

結構施工完畢，混凝土強度達到設計要求值后，拆除支撐體系，切割工字鋼，將工字鋼取下回收，切割邊與托板平齊。因工字鋼單位重量為20.5kg/m，支撐體系中一根工字鋼長為4m，故一根工字鋼重為80kg。分別于工字鋼兩側放置兩臺等高車，等高車頂距離板底1.5m，由勞務工人對工字鋼進行切割。先切割的一邊，使用48mm×3.2mm 盤扣＋U 托進行臨時支撐。待兩邊工資鋼均切割完畢后，由勞務人員操作等高車，降低高度，同步將工字鋼緩緩放下。其余工字鋼操作同上。

4 可適用范圍

將擬研究的支撐體系特點細化，考慮其具體適用范圍如下。

1）適用于超高空間鋼結構+裝配式疊合板結構施工。

2）適用于建筑層高＞3m，主鋼梁跨距＞4m或設計要求需要支撐的鋼結構+疊合樓板的結構形式中。

3）適用于因場地條件受限從而無法進行架體搭設的鋼結構+現澆混凝土樓板支撐施工。

4）采用此支撐體系，下方不影響材料及人員通行，極大地提高了項目場內交通運輸效率。

本項目主要在標高12.8m、17.3m、21.9m處共6 920m2中庭區域疊合板下方使用該體系，其中工字鋼用量2 334m，方鋼管用量1 886m。

5 應用流程

第一步：工廠加工鋼結構主梁時將鋼結構牛腿一次帶出。

第二步：在安裝主體結構鋼梁時，工人將工字鋼放置與鋼結構牛腿之上，無需使用電動設備輔助，對工字鋼與鋼結構牛腿進行簡單焊接。

第三步：將方鋼管按照計算間距放置于工字鋼上，完成支撐體系施工。

第四步：按照施工藍圖，將疊合樓板吊裝放置于指定位置。

第五步：待疊合板后澆層施工完畢并且達到設計規定強度后，拆除支撐體系。

6 優化與改進

對現有已經施工的“超高空間超大跨距免架體的疊合板支撐體系”進行優化，將原工字鋼與牛腿的焊接改為栓接，如需周轉使用時，拆除無需切割，節約拆除成本與時間，進一步降本增效。預計可節約50%拆除費用、70%拆除時間。

在工廠加工鋼結構構件時，將8mm 厚鋼板緊貼鋼梁上翼緣與鋼結構主梁滿焊在一起。鋼板長度超出鋼梁翼緣100mm，高度為150mm。采用M8×30 螺栓與工字鋼固定，螺栓中心位于鋼板中部，間距為50mm。

7 結語

本研究設計了超高空間免架體的疊合板支撐體系，采用16#工字鋼、100mm×100mm×5mm 方鋼管、鋼結構牛腿組合構成。該體系具有安全、普適、經濟的特點。該體系解決了施工過程中結構形式為“鋼結構+疊合板”的樓板支撐問題，拆除后可周轉使用，也可直接與主體鋼結構連接，無需二次拆卸。