雄安商务服务中心免架体叠合板支撑体系施工技术

童伟猛，闫晓冉，张亚军，殷小军，张水生，林安辉

（中建三局集团有限公司工程总承包公司，湖北 武汉 430064）

超高空间钢结构+装配式叠合板结构施工具有空间高度大、钢梁跨度大的特点，所以施工时需搭设支撑体系以确保装配式叠合板不开裂。该支撑体系如何设置更高效、更安全一直是困扰着工程管理人员的一个难题。

本项研究旨在研发一种能安全、具有普适性、经济性的支撑体系，解决施工过程中结构形式为“钢结构+叠合板”的楼板支撑问题，拆除后可周转使用，也可直接与主体钢结构连接，无需二次拆卸，协助现场施工。

1 工程概况

雄安商务服务中心项目位于河北省雄安新区容东片区（雄安市民中心北侧），总建筑面积约8.5万m2，地下2 层（局部3 层-14.1m），建筑面积约4.3 万m2，地上3 层（局部5 层36m），建筑面积约4.2 万m2。

本工程1#楼会展中心主体结构采用钢框架+混凝土叠合楼板的形式，叠合板分为预制底板和后浇叠合层两部分，预制底板厚90mm，后浇层厚60mm，混凝土强度为C30。

2 叠合板支撑体系比选

2.1 传统支撑方法

传统支撑施工方法为采用承插型盘扣式满堂支撑架体系，叠合楼板区域立杆横纵向间距2 100mm×2 100mm，横杆步距为1 500mm。

1）因中庭区域层高较高（二层层高为12.9m，三层层高为9m），故此方法涉及高大模板及支撑架施工，会大大增加施工复杂程度及成本。

2）同时因主钢梁高度较大（梁高均≥1.4m），主钢梁之间净距相对架体横纵向间距较小（主钢梁之间净距为3.25～3.8m），所以架体顶部横杆被主钢梁截断无法进行拉结，架体整体性差，存在巨大安全隐患。

3）以雄安商服项目为例，地下室为混凝土框架混结构，由品茗安全V13.5.2 计算得盘扣立杆横纵向间距为1 200mm×900mm，横杆步距为1 500mm。所以现场并无2 100mm 长的横杆，且一般建设项目均不会使用2 100mm 长横杆，经计算2 100mm 长横杆缺口为350t（图1）。

图1 搭设满堂支撑架

2.2 定制成品支撑模板

另一种方法是直接购买定制化的成品支撑模板，以可拆卸铝合金底膜为例，如图2 所示，该方法缺点如下。

图2 可拆卸铝合金底膜节点图

1）此做法价格高昂。

2）因模板均为根据每层结构特点专门定制，故无法周转，不利于推广，不具备普适性。

2.3 新型支撑体系

现研究的超高空间超大跨距免架体的叠合板支撑体系如图3所示，对比传统方法主要优势如下。

图3 超高空间超大跨距免架体的叠合板支撑体系

1）规避采用传统高大模板及支撑架的安全性问题。

2）解决了采用传统搭设钢管支撑，架体顶部横杆被主钢梁截断无法进行拉结，架体整体性差的问题。

3）相较于传统支撑施工方式，降低项目措施成本。

经综合比较，结合现场实际情况，采用“超高空间超大跨距免架体的叠合板支撑体系”进行施工。

3 模型建立

该体系的主要模型是在叠合楼板预制层下方焊接16# 工字钢作为支撑主梁，上铺100mm×100mm×5mm 方钢作为支撑次梁。从而保证施工过程中叠合板的挠度在允许值之内。

3.1 确定支撑体系主次背楞、间距及所用材质

钢梁腹板上焊接牛腿，牛腿由搭接板与加劲板组成，搭接板厚18mm，尺寸为160mm×120mm。加劲板厚18mm，板高120mm。牛腿四周角焊缝围焊，焊脚尺寸7mm。搭接板上边距钢梁顶260mm。如图4 所示。该道工序在厂家处完成，不在现场焊接。

图4 支撑节点详图

16#工字钢搭接在牛腿上，工字钢与搭接板搭接100mm，沿工字钢长度方向两边与搭接板采用普通式直角角焊缝焊接，焊脚长度7mm，角焊缝长度为50mm。工字钢沿梁跨方向间距不大于3 375mm 布置，下方牛腿间距同工字钢间距。方钢管垂直于工字钢放置，每跨一道，尺寸为100mm×100mm×5mm，方钢管顶与钢梁顶平齐。如图5 所示。

图5 支撑体系图

3.2 确定支撑体系平面布置

如图6 所示，以标高12.8m 处体系为例，确定支撑体系平面布置。

图6 标高12.8m处体系布置图（-0.1～12.8m）

3.3 确定支撑体系细部节点做法

如图7、图8 所示，牛腿四周与钢梁腹板角焊缝围焊，焊脚尺寸7mm。

图7 工字钢与牛腿搭接板连接节点

图8 标高变化区域（结构降板60mm）节点处理

3.4 特殊区域施工

因一层夹层南侧悬挑结构无法使用满堂架支撑，故也采用该支撑体系施工。

在钢梁GKL5（H1000mm×400mm×20mm×30mm）、GL6（HN700mm×300mm×13mm×24mm）腹板与16#工字钢腹板单面焊接，工字钢腹板采用普通式直角角焊缝与钢梁腹板焊接，同一跨内工字钢与钢梁腹板焊接在同一侧，焊脚长度10mm，角焊缝长度为100mm。叠合楼板区域工字钢上铺木方与钢梁标高平齐（木方方向与工字钢垂直，间隔300mm），作为叠合板支撑。现浇楼板区域工字钢上铺模板+木方与钢梁平齐（木方方向与工字钢垂直，间隔300mm），作为现浇板支撑。做法如图9、图10 所示。

图9 负一层夹层工字钢平面图1（阴影区域为现浇区域，非阴影区域为叠合楼板区域）

图10 工字钢与钢梁腹板连接立面图

3.5 体系的拆除转运

结构施工完毕，混凝土强度达到设计要求值后，拆除支撑体系，切割工字钢，将工字钢取下回收，切割边与托板平齐。因工字钢单位重量为20.5kg/m，支撑体系中一根工字钢长为4m，故一根工字钢重为80kg。分别于工字钢两侧放置两台等高车，等高车顶距离板底1.5m，由劳务工人对工字钢进行切割。先切割的一边，使用48mm×3.2mm 盘扣＋U 托进行临时支撑。待两边工资钢均切割完毕后，由劳务人员操作等高车，降低高度，同步将工字钢缓缓放下。其余工字钢操作同上。

4 可适用范围

将拟研究的支撑体系特点细化，考虑其具体适用范围如下。

1）适用于超高空间钢结构+装配式叠合板结构施工。

2）适用于建筑层高＞3m，主钢梁跨距＞4m或设计要求需要支撑的钢结构+叠合楼板的结构形式中。

3）适用于因场地条件受限从而无法进行架体搭设的钢结构+现浇混凝土楼板支撑施工。

4）采用此支撑体系，下方不影响材料及人员通行，极大地提高了项目场内交通运输效率。

本项目主要在标高12.8m、17.3m、21.9m处共6 920m2中庭区域叠合板下方使用该体系，其中工字钢用量2 334m，方钢管用量1 886m。

5 应用流程

第一步：工厂加工钢结构主梁时将钢结构牛腿一次带出。

第二步：在安装主体结构钢梁时，工人将工字钢放置与钢结构牛腿之上，无需使用电动设备辅助，对工字钢与钢结构牛腿进行简单焊接。

第三步：将方钢管按照计算间距放置于工字钢上，完成支撑体系施工。

第四步：按照施工蓝图，将叠合楼板吊装放置于指定位置。

第五步：待叠合板后浇层施工完毕并且达到设计规定强度后，拆除支撑体系。

6 优化与改进

对现有已经施工的“超高空间超大跨距免架体的叠合板支撑体系”进行优化，将原工字钢与牛腿的焊接改为栓接，如需周转使用时，拆除无需切割，节约拆除成本与时间，进一步降本增效。预计可节约50%拆除费用、70%拆除时间。

在工厂加工钢结构构件时，将8mm 厚钢板紧贴钢梁上翼缘与钢结构主梁满焊在一起。钢板长度超出钢梁翼缘100mm，高度为150mm。采用M8×30 螺栓与工字钢固定，螺栓中心位于钢板中部，间距为50mm。

7 结语

本研究设计了超高空间免架体的叠合板支撑体系，采用16#工字钢、100mm×100mm×5mm 方钢管、钢结构牛腿组合构成。该体系具有安全、普适、经济的特点。该体系解决了施工过程中结构形式为“钢结构+叠合板”的楼板支撑问题，拆除后可周转使用，也可直接与主体钢结构连接，无需二次拆卸。