高大模板盤扣架平臺法施工技術

黃飛岳 中國鐵路上海局集團有限公司上海鐵路樞紐工程建設指揮部

1 工程概況

京滬鐵路無錫站改造工程包括：新建高架站房6 486 m2，既有站房改造12 800 m2，新建12 m寬旅客出站地道一座，新建行包地道一座，改造站臺雨棚四座20 190 m2，線路撥移及相關工程見圖1。

圖1 站改總體平面圖

新建高架站房主體一層，局部二層，建筑軸線尺寸82.2 m×57 m，建筑高度22.6 m，樁承臺基礎形式，主體為型鋼混凝土框架結構，屋面采用鋼網(wǎng)架結構；高架候車層為高架站房主要結構，候車層面積4 872 m2，主梁最大跨度19 m，梁截面尺寸700 mm×1800 mm，井式樓蓋梁截面尺寸400 mm×1200 mm，現(xiàn)澆樓板厚100 mm~120 mm，站房模板承重支撐架采用標準承插型盤扣式鋼管支撐架，搭設的架體高度為10.09 m。

2 平臺法技術方案

2.1 材料組成

盤扣架由可調(diào)底座、立桿、橫桿、斜桿、可調(diào)托座組成，其將立桿、橫桿、斜桿等桿件預先在工廠制作成品，在工地快速組成一套穩(wěn)定、安全的結構系統(tǒng)；桿件連接采用盤扣式承插結合（見圖2），可調(diào)托座與可調(diào)底座用于調(diào)節(jié)支撐高度；盤扣架立桿為Φ48.3×3.2mm，Q345低碳合金鋼，主要技術參數(shù)見表1。

圖2 盤扣架組成

表1 盤扣架立桿參數(shù)表

雙C鋼采用Q345低碳合金鋼，工廠流水線生產(chǎn)，通過螺栓加撐管拼接成型的雙拼對撐構件（見圖3），最大效用地發(fā)揮鋼材的力學特征，雙C鋼主要技術參數(shù)見表2。

圖3 雙C鋼樣式

表2 雙C鋼參數(shù)表

2.2 架體設計

架體高度10.09 m，主框架梁截面為700 mm×1 800 mm，采用傳統(tǒng)梁板共支法，立桿間距900 mm×1 200 mm；樓蓋井字梁尺寸為400mm×1 200 mm，采用平臺法支撐體系施工技術，立桿間距900 mm×2 000 mm；步距統(tǒng)一采用1 500 mm，井字梁底采用特制雙C鋼作為主龍骨，模板次龍骨為40 mm×90 mm木方；具體架體平面布置見圖4，架體剖面見圖5。

圖4 架體平面布置圖

圖5 架體剖面圖

3 設計原理及受力分析

3.1 設計原理

考慮井式樓蓋梁高全部相同，通過新型特制雙C鋼做平臺式支撐體系，雙C鋼通過螺栓對接，放置于可調(diào)托座上（見圖6），平臺支撐立桿位置不受井字梁間距的影響，按照上部荷載最不利工況確定立桿間距，整個平臺搭設至井字梁底；板底支撐則通過立桿，將力傳遞至平臺上。

圖6 平臺法構造

3.2 受力分析

混凝土構件按最不利布置，有以下三種工況，如圖7所示。

工況一為單支立桿承擔梁的一半荷載，雙C鋼支撐整根梁荷載和板荷載；

工況二為單支立桿承擔整根梁的荷載，雙C鋼主要承擔板荷載；

工況三為單支立桿承擔整根梁的荷載，雙C鋼承擔整根梁荷載和板荷載。

圖7 三種工況

可見：工況三為支撐架立桿、雙C鋼主梁荷載均為最大工況，支撐體系應按照工況三進行最不利情況驗算，這里以主要構件雙C鋼及立桿為例進行承載驗算，其他桿件不展開。

3.3 雙C鋼承載驗算

3.3.1 根據(jù)荷載及內(nèi)力計算結果得

最大彎矩：Mmax=6.56 kN·m

最大剪力：Vmax=12.21 kN

最大撓度：ωmax=3.74 mm

3.3.2 承載驗算

3.4 立桿承載驗算

3.4.1 根據(jù)荷載及內(nèi)力計算結果得

立桿最大荷載設計值：41.41 kN。

3.4.2 立桿計算長度計算

計算公式一：l0=ηh=1.2×1 500=1 800 mm；

計算公式二：l0=h′+2ka=500+2×0.7×500=1200 mm；

其中：

η—支架立桿計算長度修正系數(shù)1.2；

h—支架立桿中間層水平桿最大步距；

h′—支架立桿最頂層水平桿步距；

k—懸臂端計算長度折減系數(shù)，取0.7；

a—支架立桿伸出頂層水平桿中心線至支架可調(diào)托座支撐點的距離。

立桿計算長度兩者取大值，即l0=1 800 mm；

長細比λ=l0/i=1 800/15.99=112.6＜[λ]=150，滿足規(guī)范要求。

3.4.3 立桿抗壓強度驗算

由長細比λ=112.6，查表得軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)φ=0.388，則單支立桿允許最大承載設計值：Nmax≤[f]φA=300×0.388×4.534×100/1000=52.78 kN；單支立桿軸力設計值N=41.41 kN≤Nmax=52.78 kN，滿足要求。

4 施工工藝及關鍵技術

4.1 施工流程

基礎處理→按專項施工方案放線→根據(jù)立桿位置放置可調(diào)底座→盤扣架體搭設→插入可調(diào)托座→安裝雙C鋼主龍骨→搭設板底模板支撐體系→高大支模驗收合格后交下道工序。

雙C鋼主龍骨施工步驟見圖8。

圖8 雙C鋼主龍骨施工步驟

4.2 關鍵技術

4.2.1 平臺法對地基承載力要求較高

因立桿間距相對加大，單支立桿軸力增加較多，對架體地基要求相應也提高，須按照立桿最大設計軸力進行地基驗算，確保地基穩(wěn)定。

4.2.2 雙C鋼的安裝是平臺法技術關鍵

雙C鋼是平臺法梁板支撐最主要傳力構件，其安裝是支撐體系的關鍵，雙C鋼連接接頭須位于頂托中央，這就對架體的安裝精度提出較高的要求，每搭設完一步支架后，應及時校正水平桿步距及立桿的縱、橫距，控制立桿的垂直偏差及橫桿的水平偏差；另外雙C鋼的自身拼接須牢固。

4.2.3 平臺法架體搭設與模板安裝施工聯(lián)系更加緊密

因現(xiàn)澆梁模板支撐體系直接利用架體雙C鋼作為主龍骨，因此架體搭設班組與模板支設班組必須對接清楚，加強溝通與聯(lián)系，確保梁板定位及標高無偏差。

4.3 檢查與驗收

按國家標準與要求進行材料進場驗收及分階段架體驗收，架體搭設前后應嚴格執(zhí)行架體驗收標準，在地基完成后架體搭設前、首段達到6 m、架體逐層升高時、達到設計高度后均必須進行檢查和驗收，并形成書面記錄。

5 與傳統(tǒng)架體的對比分析

5.1 社會效益

與傳統(tǒng)鋼管腳手架對比，盤扣架采用固定模式結構，現(xiàn)場裝配式安裝，使得腳手架的施工質(zhì)量受人為因素影響降低到最??；目前盤扣架制作及租賃市場整體相對規(guī)范，架體構件尺寸偏差小，整體熱鍍鋅處理降低了構件銹蝕導致承載力降低的概率；另外，架體構件搭設整齊規(guī)范，熱鍍鋅構件使得整體呈現(xiàn)銀色外觀，給人以一種耳目一新的感覺，有助于提高現(xiàn)場文明施工標準。

5.2 經(jīng)濟效益

與常規(guī)梁板共支法盤扣架搭設技術對比，平臺法獲得較大的經(jīng)濟效益；以無錫站高架站房第二施工段為例，現(xiàn)澆結構1 200 m2，架體搭設方量11 355 m3，若采用梁板共支方案搭設架體的含鋼量為17.6 kg/m3，平臺法技術方案搭設架體的含鋼量為13.2 kg/m3，用鋼量節(jié)省25%；同時搭設工作效率提高，每人工搭設方量由以往的70 m3升至110 m3，提升55%，相對應工期節(jié)省35%。

5.3 適用范圍

盤扣架平臺法施工技術適用于梁高基本一致的公共建筑、地下廣場、廠房等大跨度高大模板支架，當支架較矮時，須進行經(jīng)濟對比分析。

6 結束語

綜上所述，在類似于大跨度井字梁樓蓋結構特性的現(xiàn)澆混凝土高大模板支架，盤扣架平臺法施工技術具有規(guī)范、高效的施工特點，方便了施工，縮短了工期，降低了成本，可取得較大的社會效益及經(jīng)濟效益。