高空大跨度联廊采用扣件式钢管支撑施工

1、高空大跨度联廊采用扣件式钢管支撑体系施工O 潘宁涛 楼少敏 何央素 陈永波（浙江省二建建设集团有限公司）O 杜建江（浙江省宁波高专建设工程监理公司）【摘要】介绍高空大跨度联廊的模板支撑架体系施工方案、结构计算，采用扣件式钢管施工方法和构 造节点处理等技术措施，以确保模板支撑架体系整体稳定性。【关键字】高空大跨度联廊扣件式钢管模板支撑体系工程概况杭州师范学院新校区第四标段工程两座五层框架生命实验大楼和化学实验大楼，在五层屋面（标高21.5m）生命实验大楼和化学实验大楼设计有一装饰性的联廊相通建筑 平面如图1:生命大楼化学大楼图1连廊平面图根据本工程的实际情况，从工期和经济方面分析，采用钢柱、钢托

2、梁或钢管门型架的组合支撑体系不实际。故根据JGJ130-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范等编制专项模板支撑架体施工方案。经过计算、采取相应的技术措施，可以使用扣件式钢 管支撑体系，特别是在支撑结构构造、节点、钢管及扣件质量控制等方面应采取措施，以 保证立体支撑架体系有足够的强度、刚度和稳定性。二、模板支撑架体计算取梁为600 x 250mm板厚110mm初步确定梁底立杆间距 1000 x 1000mm板底立 杆间距1000x 1000mm荷载通过梁、板底模板传递到横楞，钢楞初步设计采用48x 3.5 300 。2.1 楼板验算 (荷载计算过程略)板底横向钢楞第二支座反力最大 Rb=

3、2.976KN板底纵向钢楞第二支座反力最大 Pb= 10.2KN板底纵向钢楞 3 =M/W=0.8722 x 106/ 5.08 x 103=172N/mnW m满足要求。Pb/2=5.1KN < Rc=8.0KN 满足扣件设计承载力要求立柱稳定性验算：根据 JGJ130-20015.3.3 条 48x 3.5 钢管计算长度Lo= h+2a=1.5m+0.4=1.9 m，回转半径 i = 15.8mm根据长细比入=L/i=1.9 x 103/15.8 = 120查表求出” =0.452Ng:支撑架体自重，每米高度的支撑架体每平方米自重1394N计算得出底部钢管的轴向荷载N= Pb +Ng

4、=10200N+21Mx 1394N/m=39474N22d =N/( 2 A) =39474 /(0.452 x489)=178.6N/mm <f (= 205M/mm) 即板底支模立柱满足稳定性要求。纵横向水平钢管的挠度变形验算：三跨钢管、单跨钢管均符合要求(小于f= l /250)板底立杆轴向压缩变形5Aw =Nx L/E x A=39474x 22500 - 2.06 x 10 x 489=8.8mm立杆变形超过要求，必须采取技术措施减少立杆轴向变形2.2梁验算(取1m宽作为计算单元，荷载计算过程略)2.2.1 最大第二支座反力Rb=(Kg X Qg + Kq X Qq) X |

5、=3.3KN梁底钢楞下纵向钢楞按三跨连续梁计算最大第二支座反力 Pb=(Kg X Fg + Kq X Fq) +Rb =13.8KNPb/2=6.9KN < Rc=8.0KN 满足扣件设计承载力要求2.2.2 钢楞下纵向钢楞Mmax=(KgX Fg + Kq X Fq) X |=0.916KN MS =M/W=0.91 6X 106/ 5.08 X 103=180N/mm <fm 满足要求。2.2.3 立柱稳定性验算根据JGJ130-20015.3.3 条48 X 3.5钢管计算长度Lo= h+2a=1.5m+0.4=1.9 m，回转半径 i = 15.8mm 根据长细比入=L/i

6、=1.9 X 103/15.8 = 120查表求出” =0.452Ng:支撑架体自重，每米高度的支撑架体每米自重1394N计算得出底部钢管的轴向荷载N= Pb +Ng=13800N+21MX 1394N/m=43074N2 2d =N/( W A)=43074 / (0.452 X 489)=194.8N/mm< f = 205M/mm即板底支模立柱满足稳定性要求。2.2.4 梁底横向钢楞的验算： 钢楞按简支梁计算，承受梁底传来的均布荷载。抗弯强度验算：跨中最大弯矩M=Fa= (3.3/2) X (1-0.25)/2= 632S =M/W=0.61875X 10 /5.08 X 10 =

7、121.8N/mm <f m,满足要求。22挠度验算 3 = Fa X (3l -4a )/24EI=2.5mm< S = l /250 =1000/250=4mm，符合要求。2.2.5 梁底纵向水平钢管的挠度验算 :按三跨钢管验算3=KfXFXl3/100XEXI=2.75 MM <f= l /250=1000/250=4mm ，符合要求 按单跨钢管验算3 = Fa X (3l 2-4a 2)/24EI =9.7mm> S = l /250 =1000/250=4mm，不符合要求。2.2.6 梁底立杆轴向压缩变形 :5Aw =NX L/E X A=43074X 225

8、00 - 2.06 X 10 X 489=9.6mm变形超过要求，必须采取技术措施减少立杆轴向压缩变形三、计算汇总根据以上设计计算汇总结果如下表板底梁底横向钢楞最大支座反力Rb=2.976KNRb=3.3KN纵向钢楞最大支座反力Pb= 10.2KNPb= 13.8KN纵向钢楞抗弯应力2i72N/mm2180N/mm2f = 205M/mm三跨钢管、单跨钢管 挠度变形验算均符合要求三跨钢管符合 单跨钢管不符合小于f= l /250扣件5.1KN6.9KNRc=8.0KN立柱底部稳定性验算应力2178.6N/ mm2194.8N/ mm2f = 205M/mm立杆轴向压缩变形Aw =8.8mmAw

9、 =9.6mm分析结果：1立杆轴向变形太大，超过允许要求；2、立柱底部及纵向钢楞内应力接近允许应力值；3、扣件承载力达到标准值的 7080% 4、梁底单跨钢管挠度变形验算不符 合要求；四、技术措施最后确定扣件式48 X 3.5钢管满堂支撑架采取的措施：1根据轴线尺寸的划分，将1m立杆间距调整为 0.8m X 0.8m，避免间距过密造成架体自重过大；水平横杆每步高1500m至结构梁板底，左右两端与主体砼结构刚性连接，与中间4只圆柱抱牢，且与两端大楼的五层模板支撑架连成整体，即5层部位整体搭设成钢管桁架格构形式，以增强支撑体系稳定性、减少变形；梁板底横向钢楞采用48 X 3.5钢管300具体见图

10、2、图3、图4。生命大楼11500宽X1800步距X1800立杆间距外脚手架，按标准要求搭设拉接3:=1一.J1LE 一 ?4于-:±1化学大楼图2立干平面布置图17.13M处及联廊部位水平剪刀撑布置图图3水平剪刀撑平面布置图WKL-1WKL-1外脚手架剖面示意图每4排设置垂直剪刀撑AXWO距间管钢埋预位部面屋的构结完已端两接拉时 临密加排二第下而上由接连性刚架重承、子柱与 距间 平uuuox 距 步XOO 距间接拉性刚架 手 脚外设置水平剪刀撑设置水平剪刀撑设置水平剪刀撑设置水平剪刀撑联廊部位承重架构造要求：水平及垂直方向每4排设置剪刀撑，外包四周设置全封闭剪刀撑承重架下回填土分皮

11、夯实200厚C3C素砼垫层立杆底垫14#槽钢联廊部位承重架剖面示意图图4支撑体系剖面及垂直剪刀撑布置图2、 每4排立杆间距设置水平及垂直钢管剪刀撑，垂直高度方向每4排立杆步距设置 水平钢管剪刀撑，形成全封闭立体空间桁架格构体系3、实际施工状况扣件紧固程度离散性较大，梁、板底部扣件全部另增加一个双保险 十字扣件，以增加扣件的保险程度；同时要确保钢管、扣件的质量符合要求。4、 适当加大梁板模板底部的起拱尺寸（约3-4mm），利用压缩沉降变形抵消部分此部 分增加起拱尺寸；并利用中间四个圆柱子分二层设置径向斜撑，支撑住梁底纵向钢管和立杆，以抵消部分立杆的轴向荷载和梁底变形；5、 控制操作的施工荷载，砼工和抹面泥工仅留7人，控制汽车泵泵送砼速度，由两端向中部推进；设置水平麻线，木工站在外脚手架上观察模板及承重架体和沉降变形情况； 与支撑架体系一起搭设外脚手架，以增加架体的侧向稳定性；6、支撑架体基础处理：回填土分层压路机压实，因场地为砂性粉土，设置井点降水设备，确保回填土密实，浇筑200厚C30砼垫层，按立杆间距布置14#槽钢于立杆底部。五、工程实施及结论本工程联廊采用扣件式钢管支