高空大懸挑裝配式可拆卸周轉(zhuǎn)模板支撐工藝研究

龐巍祥，李燦峰

（1.寶業(yè)集團(tuán)股份有限公司，浙江 紹興 312030；2.浙江寶業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 紹興 312028）

1 工藝特點(diǎn)

（1）傳力明確，安全可靠。

支撐架體由單榀支撐架體逐榀安裝而成，各構(gòu)件之間的連接及懸挑主梁、斜撐柱、中間層連接桿與主體結(jié)構(gòu)的連接均采用螺栓連接，該支撐體系的受力主要由單榀支撐架體承擔(dān)，并通過預(yù)埋件傳遞給同層建筑結(jié)構(gòu)。在該支撐架體上搭設(shè)外腳手架及扣件式鋼管支模架，技術(shù)成熟、安全可靠。

（2）安拆便捷，省時省工。

由于各構(gòu)件之間的連接及懸挑主梁、斜撐柱、中間層連接桿與主體結(jié)構(gòu)的連接均采用螺栓連接，安拆簡單、施工簡便；施工時懸挑主梁、斜撐柱、橫向連系桿可在地面拼裝后，吊裝至安裝位置與主體結(jié)構(gòu)預(yù)埋螺栓進(jìn)行對接安裝。該施工過程安全作業(yè)可控，施工速度快，效率高，用工少。

（3）通用性強(qiáng)，可周轉(zhuǎn)使用。

該支撐體系取材容易，工字鋼經(jīng)久耐用，可周轉(zhuǎn)次數(shù)多、材料損耗少、利用率高。同時可拆卸成各個單獨(dú)構(gòu)件，便于運(yùn)輸及二次周轉(zhuǎn)使用。

（4）節(jié)省材料，節(jié)省施工成本。

相比落地式滿堂支撐架和型鋼懸挑梁，支撐架能有效減少懸挑型鋼梁、鋼管、扣件等的使用，進(jìn)而降低懸挑支模結(jié)構(gòu)施工所耗費(fèi)的材料。

2 工藝原理

（1）高空大懸挑裝配式可拆卸周轉(zhuǎn)模板支撐體系主要由懸挑主梁、斜撐柱、縱橫向連系桿、中間層連接桿等組成，扣件式鋼管支模架及外腳手架的立桿則搭設(shè)在懸挑主梁上。詳見圖1。

圖1 模板支撐體系組成

（2）扣件式鋼管支模架及外腳手架的立桿豎向力主要由單榀支撐架體承擔(dān)，并通過預(yù)埋件傳遞給同層建筑結(jié)構(gòu)。傳力明確可靠。懸挑主梁、斜撐柱、中間層連接桿支承在混凝土梁上的支撐點(diǎn)部位，施工時應(yīng)對支承混凝土梁進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，不滿足時應(yīng)采取相應(yīng)的加固措施?？v橫向連系桿、中間層連接桿、水平剪刀撐等則有效保證了支撐架體的穩(wěn)定性。

（3）構(gòu)件均采用工廠化生產(chǎn)，構(gòu)件之間的連接及懸挑主梁、斜撐柱、中間連接桿與主體結(jié)構(gòu)的連接均采用螺栓連接。其中懸挑主梁、斜撐柱、中間層連系桿與主體結(jié)構(gòu)相應(yīng)位置的預(yù)埋件進(jìn)行螺栓連接。構(gòu)件連接處設(shè)置連接板，各連接節(jié)點(diǎn)詳見圖2。

圖2 連接節(jié)點(diǎn)

（4）支撐體系施工時，在地面上可先將懸挑主梁、斜撐柱、橫向連系桿進(jìn)行拼裝后，采用塔吊或其他吊裝設(shè)備將其吊裝至安裝位置與主體結(jié)構(gòu)預(yù)埋件進(jìn)行對接安裝，再安裝中間層連接桿形成單榀支撐架體，然后逐榀安裝支撐架體并安裝縱向連系桿、水平剪刀撐，形成模板支撐體系，并在支撐架體上進(jìn)行扣件式鋼管支模架搭設(shè)施工。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）按國家及地方有關(guān)規(guī)定編制專項(xiàng)施工方案，針對超過一定規(guī)模的危大工程專項(xiàng)施工方案應(yīng)經(jīng)專家論證通過后方可實(shí)施。

（2）熟悉結(jié)構(gòu)圖紙，掌握方案施工要點(diǎn)，核實(shí)懸挑主梁、斜撐柱、中間層連系桿等平面位置及標(biāo)高尺寸。

（3）對技術(shù)管理人員等進(jìn)行上崗前技術(shù)培訓(xùn)和質(zhì)量意識教育、技術(shù)交底，對于組裝工、檢驗(yàn)人員等主要工種進(jìn)行特殊培訓(xùn)。

（4）落實(shí)方案所需懸挑主梁、斜撐柱、縱橫向連系桿、中間層連系桿等材料進(jìn)場，根據(jù)塔吊位置、起重量等確定地面拼裝位置，保證拼裝場地平整堅(jiān)實(shí)。

3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）詳細(xì)研究結(jié)構(gòu)施工圖紙，結(jié)合懸挑結(jié)構(gòu)外挑寬度、面尺寸、施工部署安排等情況進(jìn)行扣件式鋼管支模架、外腳手架的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定鋼管立桿間距及軸向力設(shè)計(jì)值。

（2）根據(jù)懸挑主梁上部扣件式鋼管支模架立桿布置情況，進(jìn)行模板支撐體系設(shè)計(jì)，對模板支撐體系強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等進(jìn)行計(jì)算[1]。計(jì)算簡圖詳見圖3。

圖3 支撐架體計(jì)算

（3）按支撐架體計(jì)算簡圖，取典型的計(jì)算單元計(jì)算，對懸挑主梁、斜撐柱、中間層連接桿等桿件及與主體結(jié)構(gòu)之間的連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各構(gòu)件的截面尺寸規(guī)格及錨固，同時對各道連接焊縫進(jìn)行計(jì)算，確定焊縫的長度、厚度。

（4）懸挑主梁、斜撐柱、中間層連接桿支承在混凝土構(gòu)件上的支撐點(diǎn)部位，應(yīng)對支承混凝土構(gòu)件強(qiáng)度、剛度進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，不滿足時應(yīng)采取相應(yīng)的加固措施。

3.3 構(gòu)件制作

（1）構(gòu)件采用工廠化制作。根據(jù)結(jié)構(gòu)圖、模板支撐體系設(shè)計(jì)方案出具深化加工圖紙，并組織有關(guān)工程技術(shù)人員對設(shè)計(jì)圖、深化加工圖紙進(jìn)行審查，統(tǒng)計(jì)出各構(gòu)件的規(guī)格、數(shù)量。

（2）對工字鋼、鋼板、螺栓等原材料進(jìn)行檢查驗(yàn)收，復(fù)核所用材料的規(guī)格、材質(zhì)及外觀質(zhì)量，并應(yīng)符合設(shè)計(jì)和現(xiàn)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）所有構(gòu)件應(yīng)按深化加工圖紙核定幾何尺寸，放樣完成后應(yīng)進(jìn)行自檢，自檢無誤后報專職檢驗(yàn)人員進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后按工藝要求制作必要的角度、槽口等。

（4）材料切割前應(yīng)清除表面的油污、鐵銹和潮氣，切割后氣割表面應(yīng)光滑無裂紋，應(yīng)除去熔渣和雜物，剪切邊應(yīng)打磨。切割后須進(jìn)行檢查，合格后方可進(jìn)入下一道工序。

（5）構(gòu)件尺寸應(yīng)符合深化加工圖紙的要求，構(gòu)件組裝可先采用點(diǎn)焊方式固定后再進(jìn)行滿焊加工，防止發(fā)生焊接變形，各節(jié)點(diǎn)焊接質(zhì)量應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范要求。

（6）以構(gòu)件組裝位置為基準(zhǔn)，螺栓連接孔的位置應(yīng)準(zhǔn)確，按圖紙尺寸號出桿件兩端的螺栓孔位置線，將孔位標(biāo)注清楚，并打生樣沖眼，以便于加工和檢查。

（7）構(gòu)件制孔采用數(shù)控平面鉆床進(jìn)行精密機(jī)械鉆孔，為確保鉆孔精度和質(zhì)量，在相連接的兩塊連接板制孔時，分組同時制孔，并標(biāo)上編號，以保證構(gòu)件相連時連接板邊緣加工和孔位的一致性。

（8）構(gòu)件在制作完成后，應(yīng)按深化加工圖紙和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出廠前的檢查，并按要求進(jìn)行編號。

（9）構(gòu)件運(yùn)抵施工現(xiàn)場時，應(yīng)會同監(jiān)理等單位進(jìn)行共同驗(yàn)收，驗(yàn)收合格方可進(jìn)入現(xiàn)場安裝。

3.4 預(yù)埋螺栓

（1）預(yù)埋螺栓應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诨炷翝仓斑M(jìn)行，在相應(yīng)樓層鋼筋綁扎完畢后，將預(yù)埋螺栓按圖紙位置和定位尺寸用定位模板控制進(jìn)行埋設(shè)，預(yù)埋螺栓設(shè)置找正就位后應(yīng)固定。

（2）組織工程技術(shù)人員調(diào)查現(xiàn)場施工情況，同時檢查預(yù)埋件標(biāo)高、中心線、平整度、尺寸等[2]。

3.5 單榀支撐架體安裝

（1）安裝前應(yīng)確認(rèn)預(yù)埋螺栓部位的混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上，并滿足設(shè)計(jì)計(jì)算要求。

（2）在地面將懸挑主梁、斜撐柱及橫向連系桿采用螺栓進(jìn)行組裝后，采用塔機(jī)或其他吊裝設(shè)備將其吊至預(yù)安裝位置與主體結(jié)構(gòu)預(yù)埋件進(jìn)行對接安裝。

（3）嚴(yán)格控制懸挑主梁的位置、標(biāo)高及表面平整度，確保滿足鋼管支模架搭設(shè)要求。

（4）采用塔吊或其他吊裝設(shè)備將中間層連接桿起吊至安裝位置，定位對接后用螺栓擰緊。

3.6 逐榀安裝支撐架體并安裝縱向連系桿

（1）按單榀支撐架體安裝方法，逐榀安裝支撐架體。安裝時應(yīng)嚴(yán)格控制懸挑主梁、斜撐柱等在同一縱向平面上。

（2）考慮安裝誤差因素，縱向連系桿腹板處鉆成長圓形螺栓孔，與斜撐柱螺栓孔進(jìn)行螺栓連接。詳見圖4。

圖4 縱向連系桿與斜撐柱連接節(jié)點(diǎn)

3.7 水平剪刀撐安裝

為增加支撐架體的側(cè)向穩(wěn)定，應(yīng)在懸挑主梁的兩端及每隔30 m或在兩端設(shè)置一道水平剪刀撐。水平剪刀撐可選用16a工字鋼，剪刀撐兩端與懸挑主梁上翼緣處采用滿焊連接，中間每隔1根與懸挑主梁上翼緣滿焊，焊縫厚度6 mm。水平剪刀撐布置詳見圖5。

圖5 水平剪刀撐布置

3.8 滿鋪?zhàn)鳂I(yè)腳手板

在支撐體系懸挑主梁上設(shè)50 mm×80 mm方木，垂直懸挑主梁布置，間距300～400 mm，上鋪15 mm厚模板，模板與方木之間用釘子固定。

3.9 外腳手架搭設(shè)

外腳手架立桿縱距按懸挑主梁間距，立桿布置在懸挑主梁軸線位置，立桿頂部應(yīng)比結(jié)構(gòu)施工層高1.5 m；外腳手架應(yīng)與鋼管支模架進(jìn)行有效拉結(jié)，拉結(jié)點(diǎn)采用鋼管扣件按兩步三跨進(jìn)行連接。

3.10 鋼管支模架搭設(shè)

（1）在搭設(shè)鋼管支模架時，應(yīng)正確布置立桿位置，立桿均布置在懸挑主梁軸線位置，懸挑主梁在焊接粗直徑短鋼筋、支模架搭設(shè)時，從立桿底部插入短鋼筋，防止立桿移位。

（2）大懸挑結(jié)構(gòu)部位的扣件式鋼管支模架應(yīng)與同樓層內(nèi)部支模架水平桿拉通，并與同層先行施工的框架柱抱箍連接。

（3）支模架按設(shè)計(jì)方案及有關(guān)規(guī)范要求，設(shè)置水平剪刀撐及豎向剪刀撐。

（4）搭設(shè)完成后，應(yīng)對扣件式鋼管支模架進(jìn)行檢查驗(yàn)收，重點(diǎn)對立桿垂直度、扣件安裝等進(jìn)行檢查。

3.11 混凝土澆筑

（1）框架柱與梁板應(yīng)分開澆筑，先施工框架柱，待柱子混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后再澆筑梁板混凝土。

（2）澆筑混凝土前，應(yīng)對模板位置、尺寸、垂直度、預(yù)留洞以及對支撐系統(tǒng)進(jìn)行檢查的同時，把模板的縫隙和孔洞堵嚴(yán)密。

（3）澆筑時嚴(yán)格控制實(shí)際施工荷載不超過設(shè)計(jì)荷載，鋼筋等材料不能在支架上集中堆放，模板堆放高度不得大于1 m，堆放集中荷載不大于1 kN/m2。

（4）澆筑混凝土過程中派專人檢查模板支架和支承體系情況，發(fā)現(xiàn)下沉、松動和變形應(yīng)立即停止?jié)仓?，查清原因并及時處理后再施工。

3.12 模板支撐體系拆除

（1）大懸挑部位的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后方可拆模。

（2）支模架及模板體系拆除應(yīng)遵循“先支后拆、后支先拆，先拆不承重、后拆承重”的順序進(jìn)行。拆模時，應(yīng)事先熟知情況，找出拆模關(guān)鍵點(diǎn)位，對拆模進(jìn)度、安全、模板及配件的保護(hù)都有利。

（3）支撐架體拆除時應(yīng)逐榀拆除，將單榀支撐架體吊至地面后再拆分成各構(gòu)件，并分類堆放。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

高空大懸挑裝配式可拆卸周轉(zhuǎn)模板支撐體系，成功解決了高空大懸挑混凝土結(jié)構(gòu)承重模板支撐體系的搭拆問題，相比型鋼懸挑梁支撐架具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 社會效益

采用高空大懸挑裝配式可拆卸周轉(zhuǎn)模板支撐體系，保證了高空大懸挑混凝土結(jié)構(gòu)的施工安全。相比型鋼懸挑支撐架體系，由于各構(gòu)件之間和懸挑主梁、斜撐柱、中間層連接桿與主體結(jié)構(gòu)之間的連接均采用螺栓連接，施工工藝簡單，安拆便捷，省時省工，可重復(fù)周轉(zhuǎn)使用，運(yùn)輸方便。同時由于該模板支撐體系懸挑主梁在結(jié)構(gòu)處無需設(shè)型鋼孔，不會出現(xiàn)因型鋼孔后期封堵而引起的滲漏水、裂縫等質(zhì)量問題，施工質(zhì)量安全能得到有效保證。

5 結(jié)語

高空大懸挑裝配式可拆卸周轉(zhuǎn)模板支撐體系具有結(jié)構(gòu)簡單、傳力明確、安拆方便、使用安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，其核心技術(shù)已成熟，實(shí)際應(yīng)用中均取得了良好效果，在以后的類似工程中具有一定的推廣價值。