高大模板支撑体系在大型公共建筑施工中的应用论文

　　摘要：本文通过工程实例，着重对大型公共建筑施工中高大模架体基础处理、设计及施工检查与验收进行了阐述。
　　关键词：高架模板论文，工程论文，方案论文
　　山西体育中心主体育场总建筑施工面积90066㎡，由三层连续看台组成，外轮廓为近椭圆形，南北长约272m，东西宽约249m，结构最高点为55.64m，看台下结构共5层，为框架剪力墙结构，其中一层运动员训练用房结构层高8.25m,框架柱的纵距为8.4m，横向间距26.4m；柱为直径1.7m的圆柱，框梁跨度为26.4m，截面尺寸为0.8m×1.8m；次梁截面0.4m×0.9m，梁跨度为8.4m；一层地面采用素土回填，要求压实系数不低于0.95。此层施工方案主要为：一是土方回填分层夯实，以保证达到要求的密实度；二是要确保架体水平的刚度和立杆的稳定性。该方案必须经有关部门及专家审查后实施，保证高支模架体的安全，控制搭设质量，确保高大跨度结构混凝土梁板安全顺利浇捣。
　　1架体支设方案论文
　　由于本工程模板支架搭设高度超过8m，跨度超过18m，属高大模板支撑体系。结构构件较大，其施工荷载与构件恒载也较大，模板支撑的难度也有所提高。在模板支撑的方案中，通过征求专家建议和对支撑体系各种可能方案的选择，综合架体应满足施工方便、经济合理、安全可靠、质量保证等各方面的因素，最后确定采用Φ48×3.5mm钢管扣件式满堂脚手架支撑体系，同时进行混凝土整体浇捣的施工方案。
　　1.1模板支架结构的选择论文
　　1.1.1梁、板支撑布置
　　拟选择Φ48×3.5钢管满堂支架，板下立杆双向间距600mm×600mm，纵横水平杆步距h=1500mm；梁宽方向：在梁底加设三道承重立杆即梁下立杆行距为300mm，以增加立杆支承强度保证其稳定性；梁长度方向与板相同，排距为600mm。纵横水平杆双向拉结，将梁排架及板排架连成整体满堂架；立杆下部设纵横扫地杆；底部用通长50mm×300mm硬木枋作垫板；为防止扣件滑移，在梁底第一道横杆与立杆连接时必须采用双扣件。
　　1.1.2剪刀撑设置论文
　　为保证架体立面刚度和水平刚度，应在立面和水平方向加设剪刀撑。垂直方向：在立面四周连续不间断的设置垂直方向的剪刀撑，其立面角度为45。，由底部直至梁板底；水平方向：每间距两步设一道连续不间断的剪刀撑，第一道剪刀撑与扫地杆水平交叉，最上部一道剪刀撑与梁底部横杆水平交叉，其水平角度为45。，水平剪刀撑必须贯穿所有横杆。使整个架体变成一个在水平方向和垂直方向的牢固的不可变体。
　　1.1.3梁、板模板及支撑、拉结件的设置论文
　　800mm×1800mm框架梁竖向主龙骨为双钢管Φ48×3.5mm，间距为600mm；横向次龙骨采用50mm×100mm通长木枋5道，间距为360mm；对拉螺栓采用M16四道，穿过梁模立面，用蝴蝶扣固定在主龙骨双钢管间；梁底用50mm×100mm木枋作格栅，间距200mm。400mm×900mm次梁竖向主龙骨为双钢管Φ48×3.5mm，间距600mm;横向次龙骨采用50mm×100mm通长木枋3道，间距为300mm；对拉螺栓采用M12三道，梁底用50mm×100mm木枋作格栅；粱底模、梁侧模及板底模均采用18mm竹胶合板拼装而成。
　　1.2荷载取值计算论文
　　由于混凝土荷载和配筋量较大，设计荷载取值按下列原则确定（800mm×1800mm框架大梁为例计算）：
　　框架大梁截面B=800mm，H=1800mm，板截面为150mm。梁截面下有5根立杆，立杆沿梁长间距为600mm，沿梁宽方向为300mm。作用荷载包括梁与模板自重荷载和施工活荷载，其中：
　　钢筋砼梁自重q1=25.000×1.800×0.600=27.000kN/m；
　　模板的自重q2=0.350×0.600×(2×1.800+0.800)/0.800=1.155kN/m；
　　施工活荷载p1=(1.000+2.000)×0.800×0.600=1.44kN；
　　经荷载组合得:
　　均布荷载Q=1.2×27.000+1.2×1.155=33.786kN/m；
　　集中荷载P=1.4×1.44=2.016kN；
　　1.3模板支撑体系计算论文
　　以800mm×1800mm的框架大梁进行计算，其钢管立杆间距为300mm×600mm，沿宽方向间距300，沿梁长方向间距为600进行如下复核性验算。
　　1.3.1钢管立杆的承载力验算
　　运用pkpm建筑施工施工安全计算软件，将以上荷载输入后得立杆承受的最大荷载N1=8.95kN；
　　N2=G主杆+G横杆+G斜杆+G扣件=1.2×0.129×8.25=1.28kN；
　　式中：N2---立杆的自重轴向力。
　　每根立杆承受的压力：N3=8.95+1.28=10.23kN
　　承载力判定：σ=N3/A=10230／489=20.92N/mm2<fm=215N/mm2
　　故承载力满足要求。
　　1.3.2钢管稳定性验算论文
　　考虑不利因素，立杆的长度系数u为1.7；立杆计算长度Lo=k1k2(h+2a)=1.167×1.008×(1.500+0.300×2)=2.470m；立杆的长细比Lo/i=2470.306/15.800=156.000；由长细比lo/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数φ=0.287；钢管立杆受压强度计算值σ=N3/φA10230/(0.287×489.000)=72.89N/mm2<f=215N/mm2，故钢管的立杆稳定性满足要求。
　　1.3.3梁立杆处地基承载力计算
　　立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求：
　　P≤f
　　式中：P——立杆基础底面的平面压力，P=N3/A1=56.83kN／m2；
　　N3——上部结构传至基础顶面的轴向力计算值总和，N3=10.23kN；
　　A1——基础底面面积，A1=0.3×0.6=0.18m2；
　　fg——地基承载力设计值，fg=64.00kN／m2；
　　地基承载力设计值应按下式计算：fg=kc×fak；
　　式中：Kc——脚手架地基承载力调整系数，kc=0.40；
　　fak——地基承载力标准值，fak=160.00kN/m2。
　　因而，回填土地基能够承受由立杆传来的上部荷载。
　　1.3.4扣件抗滑力的计算
　　纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑力承载力按照下式计算：
　　R≤Rc
　　式中：Rc——扣件抗滑承载力设计值，由于设计为双扣件取12.8kN；
　　R——纵向和横向水平杆传给立杆的竖向作用力计算值；通过以上计算知纵向和横向水平杆传给立杆的竖向作用力即轴心压力总和为10.23kN。
　　故立杆与顶部纵横水平杆连接采用双直角扣件连接可满足要求。
　　1.3.5通过架体支撑体系计算确定架体设计结果
　　(1)采用Φ48mm×3.5mm钢管满堂架支撑体系。
　　(2)立杆扣件对接接长，梁截面800mm×1800mm框架大梁，架体宽度为：梁宽+每200mm，梁底梁宽方向加三根承重立杆，故梁宽方向立杆间距为300mm，梁长方向为600mm梁截面400mm×900mm次梁，架体宽度+每边100mm，立杆间距为600mm×600mm；板的支承立杆间距均为600mm×600mm；双向水平杆步距h=1500mm。
　　(3)主龙骨采用Φ48mm×3.5mm双钢管；次龙骨采用50mm×100mm木枋。
　　
　　图1高大模板图
　　(4)拉结螺栓框架大梁采用M16，次梁采用M12。
　　(5)梁底格栅采用50mm×100mm木枋，所有模板采用18mm竹胶合板。
　　(6)模板支撑（见图1）。
　　1.4模板支架构造措施
　　(1)模板支架立杆底部设置50mm×300mm通长木枋垫板。
　　(2)脚手架纵横扫地杆采用直角扣件固定在距垫板100mm处的立杆上。
　　(3)梁底水平横杆必须设置在梁底主节点上，该横向水平杆在梁底架体立杆加密区内不得有接头，以使荷载有效扩散。
　　(4)立杆接长采用对接扣件，不得采用搭接；立杆上的对接扣件必须交错布置，2根相邻立杆的接头不得设置在同步内。同步内间隔一根立杆的2个相隔接头在高度方向错开的距离必须大于500mm；各接头中心到主节点的距离不大于步距的1/3。
　　(5)梁底沿梁长方向水平接长采用搭接，搭接长度≥1m，连接扣件≥3个，均匀布置，扣件距杆端≥10cm。
　　(6)梁底第一道横向钢管与立杆连接时，每个连接点均采用双扣件。
　　1.5粱底模板起拱措施
　　(1)框架大梁起拱。框架大梁起拱高度考虑架体变形hl及结构弹性变形h2等因素，结合规范要求，综合考虑框架大梁起拱高度为：h=hl+h2=15+20=35mm。
　　(2)次梁起拱考虑梁顶标高与主梁顶标高一致的情况下，通过降低次梁支座标高来达到起拱的目的，次梁起拱高度为35mm。
　　1.6架体底层基础处理措施
　　底层基础地基为高液限黄粘土，需在原土基础上目测地基并钎探，确定无自然洞穴后方可施工底层砼垫层。根据设计要求，底层地面为150mm厚C25砼垫层，地面为花岗岩地板。故先施工完垫层，待高支架模板支撑完成并浇捣梁板砼后再作底层花岗岩地面。
　　2高架支模施工
　　2.1模板支架施工顺序
　　基坑开挖时将地表杂土挖除，不足部分以黄粘土回填→目测，土层钎探，确定是否存在软弱下卧土层→土层基层碾压，压实度必须达到95%以上→地面垫层施工及养护→测量放线，确定高架立杆位置→搭设高大架体→中间检查→高大架体验收。
　　2.2混凝土结构施工顺序
　　主体结构施工顺序必须与模板高架施工相配合，具体施工顺序如下：高大模板架体验收→框架大梁、次梁底模支撑→框架大梁、次梁钢筋绑扎→框架大梁、次梁侧模，平板模架设→板钢筋绑扎→混凝土浇捣，淋水养护→模板及高大架体拆除。
　　3施工检查与验收
　　(1)检查钢管、扣件产品质量合格证，检查进场抽样检测报告等。
　　(2)架体检查与验收。1）搭设前对基础垫层进行检查，确保垫层砼强度不低于C25；2）高大模板架体在搭设过程中应对杆件的设置，连接件、构造措施跟踪检查。架体搭设完毕在架设模板前，对架体进行验收，必须满足搭设方案的设计，构造及规范要求。在浇筑混凝土前，对模板系统、模板支架系统进行验收；在浇捣砼过程中，检查是否超载，观察模板及支架变形情况并及时酌情处理。
　　4结束语
　　通过按照方案组织的施工，已完成山西体育中心主体育场高大模板支撑任务，运动员训练用房的梁板砼得以顺利浇捣，目前架体、模板系统已全部安全拆除。通过实践证明，该方案切实可行，安全经济、质量可靠，取得了良好的经济效益，同时也吸引了大批同行前来参观学习，社会效益也十分可观，为今后同类型工程的施工打下了坚实的基础，积累了一定的经验。
　　参考文献：
　　[1]建筑施工施工计算手册[M].北京：中国建筑施工工业出版社，2001。
　　[2]JGJ130-2001，建筑施工施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[s]。
　　[3]J10374-2004，钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程[s]。

《高大模板支撑体系在大型公共建筑施工中的应用论文》

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