某大楼高大支模架方案简介

江越胜 陈新年 李哲新

1 工程概况

某大楼两主楼之间在14层设置一16.8 m(跨度)×8.0 m(宽度)的悬空楼面板,其平面布置图见图1。楼面板南北侧各一根主梁,断面0.5 m×1.5 m;楼面板厚 15 cm,其间东西向肋梁2道,断面0.25 m×0.7 m,南北向肋梁 3道,断面0.35 m×0.7 m。楼面板距地面约50 m,常规建筑施工扣件式钢管脚手架无法满足该楼面板现浇支模架要求;本项目成功采用321贝雷桁架搭设悬空楼面板高大支模架,并取得良好的经济效益。

2 支架方案及施工方法

根据设计文件及施工现场情况,经设计验算,确定采用以贝雷桁架纵梁作为悬空楼面板现浇支模架主要承载结构的支架方案,即:1)共设五道双排单层东西向贝雷桁架纵梁作为施工支架主要承载结构。墙柱外侧各一道,采用宽45 cm支撑架及联板连接,贝雷纵梁端部支承于预埋于墙柱的型钢构件上;墙柱间布置三道,采用宽90 cm支撑架及联板连接,贝雷纵梁端部支承于已浇筑好的墙体上;贝雷桁架下弦杆支承部位均按要求设置相应的钢垫板。贝雷桁架在地面按2片一道拼装好采用汽吊整体吊装。2)墙柱外侧贝雷支承构件采用2根[25a槽钢焊接成一体(槽口朝外,以便圈梁混凝土浇筑时槽口内混凝土密实),南北通长预埋,两端悬出墙体100 cm,悬出段必须在预埋前焊好加劲肋,悬臂端焊接一限位构造。3)在下一楼层相应位置预埋由2根[12.6槽钢焊接成一体(槽口朝外,以便圈梁混凝土浇筑时槽口内混凝土密实)的型钢组合构件,南北通长预埋,两端悬出墙体30 cm,悬出段必须在预埋前焊好加劲肋。4)两道槽钢组合构件间设置一根φ 152 mm×10 mm钢管斜撑,钢管斜撑中间设置两道斜撑横向联系,采用型钢构件,一端与钢管斜撑焊接牢固,一端与墙柱中预埋钢板焊牢。5)与贝雷桁架纵梁垂直方向布置间距50 cmⅠ12工字钢,作为主梁浇筑模板支承体系及中间楼面板、肋梁浇筑支架支承体系。6)中间楼面板、肋梁浇筑支架采用φ 48 mm×3.5 mm的短钢管(约150 cm高)满堂支架体系,支承于Ⅰ12工字钢上。

支架布置示意图见图2。

3 支架检算

3.1 主梁支架贝雷纵梁检算

根据贝雷纵梁布置,考虑主梁及主梁附近85 cm范围楼面板荷载由边上3片单层贝雷桁架承载。最不利工况时,荷载:主梁自重,主梁附近85 cm范围楼面板、肋梁自重,贝雷桁架自重,施工模板及相应的施工机械、设备、人员等由3片单层贝雷纵梁承受。

由图2可见,主梁支架传力途径是模板及其上荷载通过Ⅰ12工字钢横梁作用在贝雷纵梁上,传递给墙柱外侧悬挑的[25a槽钢支撑构件上(通过内侧一片贝雷直接经由墙体传至地基的荷载作为安全储备考虑),悬挑型钢支撑构件上的部分竖向荷载通过钢管斜撑经由下一楼层墙柱传至地基。故支架设计需对贝雷纵梁的抗弯强度、抗剪强度及挠度进行检算,内力按简支力学模型计算。

3.2 悬挑型钢支撑构件及钢管斜撑检算

墙柱外侧[25a槽钢悬挑型钢支撑构件受力简图见图3。

由图3可见,根据主梁支架贝雷纵梁检算求得的反力P,可求出图3中构件内力。根据相应内力,对[25a槽钢抗弯承载能力及抗剪承载能力进行检算,应分别满足钢材抗弯强度 f及抗剪强度fv。

同样,根据由钢管斜撑传递下来的轴力 N的大小,应对钢管斜撑下支点的[12.6槽钢组合构件的抗剪强度进行检算。

钢管斜撑采用单根φ 152 mm×10 mm钢管,中间设两道型钢横向联系,每节段长L′=1.3 m。根据钢管斜撑受力状况,需按轴心受压构件对钢管的稳定性进行检算。

3.3 中间楼面板及肋梁支架检算

中间楼面板支架检算考虑中间510 cm范围荷载由中间4片贝雷桁架承载。由图2可见,支架传力途径是模板及其上荷载通过φ 48 mm×3.5 mm的短钢管满堂支架体系经由Ⅰ12工字钢横梁作用在贝雷纵梁上,经由墙体传递至地基。故支架设计需对贝雷纵梁的抗弯强度、抗剪强度及挠度进行检算。

楼面板及肋梁下的满堂支架,采用扣件式钢管支架,φ 48 mm×3.5 mm的钢管纵横距均为50 cm;考虑支架不高(135 cm),荷载不大,按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范搭设,满足相关构造要求,不需做受力检算。

4 注意事项

1)考虑墙柱外侧两片贝雷桁架支承于工字钢预埋件上,支承点接触面小,要求其下弦杆支承处放置一块500 mm×500 mm×20 mm A3钢板一块,钢板上下接触面支承必须密实,严禁脱空。2)贝雷桁架的拼装、就位等作业,应按《装配式公路钢桥使用手册》(交通部交通战备办公室,1998年 6月)实施。3)贝雷桁架上φ 48 mm×3.5 mm钢管满堂支架,应按JGJ 130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范实施。4)钢管斜撑设两道横向联系,与墙柱预埋钢板焊接牢固,以有效减小压杆稳定计算长度。5)支模时,应根据理论计算的贝雷纵梁在混凝土浇筑过程中的下挠数据设置预拱度;混凝土的浇筑顺序应遵循由跨中向两端对称浇筑。6)施工安全:高空支架上作业空间小,难度大,安全防护是重中之重;在支架搭设时考虑足够的作业空间的同时,对施工构件的临边均采取规范的防护措施,对施工作业人员做好相应安全知识教育;混凝土浇筑过程应派专职人员检查、观测整个支架的形变,尤其是关键节点,发现异常情况及时采取有效措施。7)本支架简易轻便,设计仅承受该楼层主梁、楼面板及肋梁浇筑施工荷载,其上的建筑结构必须在该楼层主梁、楼面板及肋梁混凝土达设计强度后再行施工。

5 结语

根据该项目特点,采用常规的建筑施工扣件式钢管脚手架做50 m高的悬空楼面板现浇支架不仅施工成本高、工期长,而且安全风险大;本方案借鉴公路桥梁贝雷支架理念,成功尝试了在高空悬空楼面板施工中采用321贝雷桁架搭设悬空楼面板高大支模架,可为类似工程提供参考。

[1] JGJ 130-2001,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].

[2] 刘 群.建筑施工扣件式钢管脚手架构造与计算[M].北京:中国物价出版社,2004.

[3] 交通部第一公路工程局.公路施工手册◦桥涵(下册)[M].北京:人民交通出版社,1995.