大截面超高钢筋混凝土斜向刚架支模技术

1 大截面超高钢筋混凝土斜向刚架大截面超高钢筋混凝土斜向刚架 支模技术支模技术 沈祖华沈祖华 顾国华顾国华 马剑钢马剑钢 江苏省通州市第二建筑安装工程公司 江苏省通州市第二建筑安装工程公司 摘要 摘要 南京化工职业技术学院教学组团工程报告厅设两榀钢筋 混凝土装饰刚架 其中斜向装饰刚架斜柱 斜梁截面均为 600mm 1600mm 柱顶标高最高为 27 24m 两榀装饰刚架交汇处菱 形斜柱截面为 52 2030mm 2030mm 菱形 柱顶标高 29 29m 本 文介绍了大截面超高钢筋混凝土斜向刚架的支模技术 关键词 关键词 大截面超高 斜向刚架 支模 1 工程概况 工程概况 南京化工职业技术学院教学组团工程由公共教学楼 电教楼 报告厅及四栋教学楼组成的群体工程 建筑总面积 73468m2 钢筋混 凝土框架结构 报告厅为学院进行学术报告 小型会议场所 平面为半径 36m 圆心角 60 的扇形 共四层 建筑面积 3651m2 底层为教材 库 二层为办公用房 三 四层为 461 个座位的会议厅 屋顶结构 标高最低处 16 70m 最高处 扇形平面圆心 24 90m 因建筑造型 需要 在报告厅扇形平面两直边 A 轴 E 轴 外设有两榀装饰刚架 图 1 其中 A 轴外斜向装饰刚架由 7 根不等高斜柱及斜梁 柱 梁截面均为 600mm 1600mm 组成 柱距 6m 柱与地面倾角 72 2 柱顶标高最低为 20 73m 7 轴 最高为 27 24m 1 轴 柱顶斜梁 坡度为 1 5 每根柱顶另有横向斜梁 截面 600mm 1600mm 与 报告厅主体结构框架柱 截面 400mm 600mm 相连 图 2 E 轴 外装饰刚架平面轴线为半径 270m 的圆弧 由 7 根直径 500mm 不等 高圆柱与 550mm 800mm 斜梁组成 柱距 6m 圆柱顶标高最低为 16 50m 7 轴外 7 轴 最高为 22 50m 2 轴 柱顶斜梁坡度 1 5 每根圆柱顶另有 250mm 600mm 横向斜梁与主体结构框架柱 相连 图 3 A 轴外斜向装饰刚架标高为 27 24m 斜柱 1 轴 顶通过 600mm 1600mm 斜梁 坡度 1 5 E 轴外装饰刚架标高 22 50m 圆柱 2 轴 顶通过 750 1600 mm 1600mm 变截面斜梁 坡度 约 1 2 由现场放样确定 共同连结于两刚架平面轴线相交处 1 轴外 菱形截面 52 边长 2030mm 2030mm 斜柱顶 图 1 菱形斜柱柱顶标高 29 29m 柱与地面倾角约 71 2 柱轴线水平投 影 亦为 E 轴外刚架平面轴线 与 A 轴外斜向装饰刚架平面轴线夹 角为 52 由于设计原因 设计单位对菱形斜柱及菱形斜柱顶与柱顶标高 为 22 50m 圆柱 2 轴 间 750 1600 mm 1600mm 变截面斜梁结 构变更较多 2 工程特点 工程特点 根据以上情况 该装饰刚架施工有以下特点 2 1 施工荷载大 A 轴外斜向装饰刚架 7 根矩形斜柱及大部分斜 梁截面面积达 0 96m2 菱形斜柱截面面积为 3 25m2 变截面斜梁截 面面积达 1 2 m2 2 56 m2 构件截面大 施工荷载大 大部分斜梁施 3 工集中线荷载大于 15KN m 2 2 施工高度高 矩形斜柱柱顶标高为 20 73m 27 24m 菱形斜 柱柱顶标高 29 29m 梁柱模板支撑系统高度达 30m 施工时 受斜 向装饰刚架结构状态 气候条件 施工设备影响大 对施工工艺 安全防护 施工质量要求高 2 3 施工难度大 A 轴外斜向装饰刚架及菱形柱结构上除柱顶有 屋面梁与主体结构相连外 整个柱高度与主体结构无任何构件相连 整个施工期间 斜柱处于超高独立悬臂柱状态 而斜向装饰刚架平 面轴线与主体结构距 10 6m 菱形柱根部与主体结构距约 18m 斜柱 支撑与已施工主体结构无法可靠连结 斜柱 斜梁结构状态要求模 板系统具有相当的强度 刚度及稳定性 模板支撑系统布置有较大 难度 另外 斜柱混凝土浇注时施工缝的留置 菱形斜柱属大体积混 凝土 其裂缝的控制也需周密的考虑 限于篇幅 本文不作介绍 2 4 施工变更多 施工过程中 设计单位对菱形斜柱及柱顶 750 1600 mm 1600mm 斜梁结构变更较多 使模板 钢筋 混 凝土施工变更较多 3 模板及支撑系统构造 模板及支撑系统构造 根据工程情况及工程特点 我们曾考虑斜柱施工采用滑模或移 置组合钢模方案 但都因考虑到斜柱施工过程中受力状态与完工后 不一致 施工中要对斜柱进行支撑加固 而上述两方案因滑模 或 移置组合钢模 与支撑系统间节点构造复杂而放弃 考虑到模板支 撑系统的强度 刚度和稳定性为斜向刚架施工技术中的关键 我们 采用了目前较为成熟的 18mm 厚胶合板为模板 50mm 100mm 松木 4 木方为楞 扣件式钢管脚手架为支撑的模板体系 3 1 梁模 3 1 1 600mm 1600mm 斜梁 梁模设计时要分别验算底模 侧模 50mm 100mm 木方强度 刚度 梁下小横杆强度及梁下钢管支架稳定性 以及小横杆与钢管 立杆间扣件的抗滑承载力 在本例中 梁下小横杆强度与扣件抗滑 承载力起控制作用 在验算时 应将梁施工线荷载乘以 1 cos 为斜梁倾角 系数 3 1 2 750 1600 mm 1600mm 斜梁 该梁为 2 轴圆柱与菱形斜柱间斜梁 截面大 跨度大 约 13 5m 斜度大 约 1 2 模板支架高 该梁底与 E 轴外刚架顶 550mm 800mm 梁底在同一斜面上 故考虑该梁分两层浇筑 每层 厚 800mm 第一层与 550mm 800mm 梁同时浇筑 两层间隔时间以 下层混凝土强度达到能承受下层自重为原则 梁下层混凝土强度达 到能承受自重时 松开钢管支架顶扣卸载 卸载后再顶紧扣好 使 下层混凝土自重不再由支架承担 为确保上下层混凝土共同工作 保证抗剪能力 下层混凝土浇筑时加设 500 长 12 400 插筋 并在 下层混凝土初凝前进行拉毛处理 拉纹垂直于梁轴线 3 2 柱模 斜柱胶合板模板纵向设 50mm 100mm 木方 200 230 48 3 5 双钢管柱箍 400 12 对拉螺栓 370 400 设 双螺母 柱模除根据浇筑混凝土侧压力验算柱箍及对拉螺栓外 还 要验算斜柱倾斜面模板 相当于梁底模 木方强度与刚度 5 3 3 支撑系统 3 3 1 梁沿轴线 斜柱沿倾斜方向立杆纵向 500 600mm 1600mm 斜梁 斜柱横向 梁 柱宽度方向 设 4 根 立杆 菱形柱倾斜边横向设 6 根立杆 梁及柱下立杆均要进行稳定 性验算 验算时 需考虑风载组合 为确保支撑系统整体性 在梁 柱区间设立杆 800 800 与梁柱下钢管立杆组成满堂支架 3 3 2 立杆距底座上皮 200mm 处设纵横向扫地杆 步距 1 5m 每步均设置纵横向水平连系杆 因斜梁下立杆高度不一 要求将低 处连系杆向高处延长不少于两跨于立杆固定 3 3 3 斜柱及梁支架两侧立杆设纵向剪刀撑 由底至顶连续设置 3 3 4 纵横向均从顶层开始向下 每隔四步设一道水平剪刀撑 限于菱形斜柱区域 3 3 5 沿柱倾斜方向 柱下设斜支撑斜向 1000 矩形斜柱横向 设 2 根 菱形柱横向 4 根 斜支撑要进行稳定性验算 水平支撑竖 向 500 横向 3 根 长度 2 3m 与 4 根以上立杆扣紧 3 3 6 A 轴外斜向装饰刚架与 E 轴外装饰刚架及菱形斜柱等为一 个模板系统整体 其步距高度应一致 水平连系杆 水平剪刀撑等 应拉通 并与已施工结构牢固拉结 3 3 7 为保证混凝土浇灌密实 避免发生离析 在斜柱模板上留 设下料口 3 3 8 为减少支架系统施工荷载 确保混凝土浇筑质量 斜柱采 取分段搭设模板 分段绑扎钢筋和分段浇筑混凝土 经计算确定施 工缝留设位置并取得设计单位同意 6 3 4 支撑系统基础处理 根据模板系统传下荷载及土质情况 进行计算后对基础作如下 处理 原土整平 夯实或分层回填 夯实 上浇 100 厚 C20 混凝土 混凝土达到强度后 铺设 50mm 200mm 垫木作为立杆基础 基础 要做好排水处理 4 模板及支撑体系施工要点 模板及支撑体系施工要点 4 1 混凝土基础上放好柱 梁轴线 模板控制线及立杆定位线 垂直剪刀撑位置线 4 2 斜柱模板施工时 预先制作一块有 72 角 边长为 1682 3mm 1000mm 的平行四边形样板 用于矩形斜柱 菱形斜柱 与此类似 与水平尺配合控制斜柱倾角 并与预先计算的斜柱各浇 筑段上下两端模板控制点与主体结构轴线水平距离校核 确保斜柱 倾角符合要求 4 3 按立杆平面位置点设立立杆 根据步距要求搭设连系杆 当 斜柱 斜梁下立杆搭至设计要求的高度区域时 初步校核立杆高度 对立杆调整或套可调托撑 并调整至设计标高 4 4 搭设斜柱倾斜底面斜支撑及水平支撑 要求斜支撑与倾斜底 面垂直 并与所遇立杆扣牢 支撑底部牢固支于基础或已施工结构 上 有个别斜支撑无法支于基础或已施工结构上时 斜支撑所扣立 杆加设一道垂直剪刀撑 4 5 安装木方 铺设模板 注意控制梁斜度和斜柱倾角 按设计 要求起拱 本工程设计未提及起拱要求 搭设时斜梁 斜柱均按水 平跨度 3 1000 控制 4 6 验收与监控 每段搭设完成及浇筑混凝土前 检查各部位轴 7 线标高尺寸是否正确 各杆件是否牢固 验收合格后才允许浇筑混 凝土 浇筑过程中 由专职人员全程监控 5 几点体会 几点体会 本工程模板支撑系统高达 30m 施工集中线荷载大于 15KN m 属高大模板工程 必须从设计计算 搭设和管理等各个环节确保质 量与安全 5 1 高大模板工程方案设计计算中 要使荷载传力路线明确 偏 心越小越好 本工程斜柱模板设计时 以斜支撑及垂直支撑 立杆 共同承担斜柱施工荷载 设计人员要与施工人员相互沟通 使设计 便于施工 施工符合设计 5 2 对于目前常用的扣件式钢管支模架 如是大截面梁板 不但 要校核立杆承载力 还要校核模板刚度 更要校核梁模下小横杆强 度 扣件抗滑承载力等 在相当多的情况下 可能后者起控制作用 5 3 支模架应在两个方向设水平连系杆 步距不能大于 1 8m 高大工程支模架 步距宜为 1 5m 或更小 高大工程支模架中 足够 数量的水平 垂直剪刀撑是保证支撑系统整体稳定的重要条件 也 是杆件计算长度取值符合力学模型的前提 5 4 模板支架立杆根部须平整 坚固 结实 要有符合设计要求 的垫板和支座 如在混凝土结构层 楼面 上设置 一定要在混凝 土强度能承载时进行 方案应对结构承载力进行验算 立杆根部纵 横向扫地杆对立杆承载能力影响极大 在方案设计 施工中不能忽 视 南京地区风载较大 高度大于 15m 的室外支模架 设计时一定 8 要考虑风载组合 5 5 要从钢管与扣件质量 方案设计与报批 搭设过程 检查验 收和使用过程监督与控制五个环