高大模板支撐體系在工程中的應用

□文/劉旭亮 楊煜明 胡才高

1 工程概況

天津梅江會展中心二期工程總建筑面積280 550 m2，地上面積 216 070 m2，地下面積 64 480 m2，地上 3層，每層均設置夾層，地下1層，共分3個大區(qū)。其中I區(qū)、III區(qū)屋面最大高度38 m，II區(qū)屋面最大高度49 m。高大模板支撐體系遍布各個作業(yè)層，其中最大模板支撐高度為21.6 m，最大梁截面尺寸為1 200mm×2 700mm，最大跨度27 m，均屬于高大模板支撐體系范疇。模板支撐架總用量達300萬m3，其中高支模80萬m3。

2 高大模板支撐架體選擇

初步選定安德固、新華維等新型架體，碗扣式鋼管腳手架，鋼管腳手架3種方案。3種方案優(yōu)缺點如下。

1）安德固、新華維等新型架體

優(yōu)點。單根桿件豎向承載力為鋼管架或碗扣架的2～3倍，成品組裝桿件施工方便、安裝靈活、搭設需用時間短，容易操作。

缺點。費用高，材料租賃費用達到普通碗扣式鋼管腳手架兩倍以上。新型架體對操作人員安裝水平要求較高，必須為專業(yè)新型架體搭設人員。

2）鋼管扣件式腳手架

優(yōu)點。施工方便、容易操作，操作人員施工較為熟練。價格低廉，成本控制較好。

缺點。由于梁截面大，其中單根鋼管豎向承載力最大達到20.7 kN，而鋼管扣件式支撐體系主要靠扣件傳力，在具體的操作過程中，工人施工隨意性較大，控制扣件的扭矩較困難，容易造成安全隱患。

3）碗扣式鋼管腳手架

優(yōu)點。施工方便、容易操作，使用較為廣泛，操作人員施工較為熟練。價格低廉，成本控制較好。

缺點。由于高大模板支撐體系荷載較大，桿件間距較密，整個支撐架體的穩(wěn)定性是架體質量控制的關鍵。

通過綜合，從節(jié)約項目成本、保證架體安全和混凝土施工質量的角度出發(fā)選擇了碗扣式鋼管腳手架作為模板支撐體系。

3 施工工藝流程

支撐體系選型→方案比對確定→基礎處理→滿堂架體搭設→過程跟蹤檢查→各級驗收→模板施工→鋼筋綁扎→混凝土澆筑→模板拆除。

4 支撐體系設計

1）1 200mm×2 700mm預應力主梁。梁下6根承重立桿，主龍骨采用φ48mm雙鋼管托梁搭設，其中立桿垂直梁截面間距300mm，順梁間距600mm；架體步距1 200mm；梁底背楞采用10根100mm×100mm木枋均勻布置。梁側背楞采用50mm×100mm木枋豎放，間距300mm，雙鋼管主龍骨，梁側設高強對拉桿7道；梁下立桿采用2.4×4+2.1+0.1=11.8（m）碗扣立桿搭設，見圖1。

圖1 1 200mm×2 700mm預應力梁模板支撐

2）400mm×1 800mm次梁。次梁梁底為一道鋼管立桿采用扣件與滿堂架連接，立桿順梁方向間距為600mm，梁兩側立桿間距900mm。架體步距1 200mm；梁底背楞采用4根50mm×100mm木枋均勻布置。梁側背楞采用50mm×100mm木枋豎放，間距300mm，雙鋼管主龍骨，梁側設高強對拉桿7道，見圖2。

圖2 400mm×1 800mm梁模板支撐

因為首層和2層功能均為展廳且地面管溝設置在軸線位置，所以在架體設計階段復核零層板承載力并在地下室架體搭設階段予以考慮，在2層架體施工期間地下室架體不予拆除。因為主梁、次梁的支撐立桿分別有2根、1根位于管溝內，為確保架體整體性及豎向立桿對管溝的受力要求，管溝部分支撐立桿設計見圖3和圖4。

圖3 主梁立桿管溝支撐

圖4 次梁立桿管溝支撐

5.1 1 200mm×2 700mm梁受力驗算

1）梁側模受力驗算。梁側主龍骨采用φ48mm×3.5mm雙鋼管間距600mm，按3跨連續(xù)梁考慮受力狀態(tài)，經(jīng)PKPM軟件及手工雙重核算，抗彎強度=121.47 N/m2＜205 N/m2，滿足要求。

梁側對拉螺桿采用φ16mm高強對拉螺栓，經(jīng)PKPM軟件及手工雙重核算，最大拉力20 N＜24 N，滿足要求。

2）梁底模受力計算。梁底主龍骨采用φ48mm×3.5mm雙鋼管間距300mm，按多跨連續(xù)梁考慮受力狀態(tài)，經(jīng)PKPM軟件及手工雙重核算，抗彎強度=111.69 N/m2＜205 N/m2，滿足要求。

梁底立桿采用φ48mm碗扣式鋼管立桿，經(jīng)PKPM軟件及手工雙重核算，立桿穩(wěn)定性=107.73 N/m2＜205 N/m2，滿足要求。

5.2 樓板受力驗算

板底次龍骨采用50mm×100mm木枋，經(jīng)PKPM軟件及手工雙重核算，抗彎強度=5.24 N/m2＜13 N/m2，滿足要求。

板底主龍骨采用φ48mm×3.5mm鋼管，按照3跨連續(xù)梁考慮受力狀態(tài)，經(jīng)PKPM軟件及手工雙重核算，抗彎強度=153.14 N/m2＜205 N/m2，滿足要求。

板底立桿采用φ48mm碗扣式鋼管立桿，經(jīng)PKPM軟件及手工雙重核算，立桿穩(wěn)定性=99.68 N/m2＜205 N/m2，滿足要求。

6 高大模板支撐體系注意事項

1）澆筑混凝土前，對荷載較大部位（如1 200mm×2 700mm主梁下）對應的地下室滿堂腳手架禁止拆除。

2）搭設梁底和板底鋼管腳手架時，從邊跨一側開始安裝，先安第一排立桿，上好連接橫桿，再安第二排立桿，二者之間用橫桿連接好，依次逐排安裝。按設計標高調整梁底的標高，然后安裝梁底模板并要拉線找直，梁底板起拱，注意起拱應在支模開始時進行，而后將側模和底模連成整體。

3）滿堂架在結構柱處應與結構柱按每兩步拉接牢固以增強架體整體穩(wěn)定性。

7 結語

混凝土澆筑過程中監(jiān)控梁最大沉降為6.8mm，板最大沉降為2.3mm，均在預設起拱范圍之內，混凝土施工過程安全穩(wěn)定，混凝土施工狀況良好，達到了預期的效果。