超高大跨度預應力砼梁結構高支模的施工與安全

1、超高大跨度預應力砼梁結構高支模的施工與安全 作者： 大型砼梁板結構高支模的施工，一般難度都比較大。但只要精心編制了高支模 專項施工方案，控制了高支模的搭設質量，就可以順利完成其砼澆筑。深圳會展中心 的超高大跨度應力砼梁結構高支模的施工，就是這樣的成功實例。 一、工程簡要概況 深圳會議展覽中心是深圳市政府重點投資的大型公共建筑項目， 占地約 22 萬 m2 。會展中心 EF軸之間為鋼筋混凝土主樓，地下 3 層，地上 5 層，地上各樓層 （其標高為 0.00 、7.5m 、1.5m 、30m 、45m ）在縱橫方向均有相應的框架雙排大梁， 雙梁跨距均為 30m 為預應力砼結構。 45m 樓層的橫向

2、雙梁， 兩端各加 15m 懸挑部分， 梁總長達 60m 。 45m 樓層板厚 200mm ，其他各樓板厚均為 250mm 。各樓層中部 留有 12m 寬的自動扶梯孔洞。 二、結構設計特點 1. 結構跨度大：柱網間距縱橫向均為30m ，柱斷面為 44m，主次梁凈跨距 2 6m 。 2. 懸挑梁段長： 45m 樓層橫向框架雙梁， 南北向各挑出 15m ，懸挑范圍從 16軸，共 360m 長，懸挑部位投影面積達 10800m2 。 3. 砼梁截面大： 30m 以下框架雙梁截面均為 21m2.75m（2 bh，下同 ）； 4 5m 框架梁縱向梁截面為 21m4.35m ，橫向魚腹式梁截面為 21m（

3、6.35 5.968 ）， 其懸挑梁段截面為 21m（5.968 2.826m ）。 4. 梁截面復雜： 45m 橫向框架梁為懸挑魚腹式梁，截面梁高從梁中兩側成弧 線變化（ 6.35. 5.968 2.826m ），其余縱橫向框架梁均為等截面雙梁。部分梁頂有 水溝，并留有孔洞。 5. 樓層層間高： 12層層高 7.5m ，34 層層高 15m ， EF軸外懸挑梁段 高度達 45m 。 6. 自重荷載重： 30m 以下主框架梁自重的線荷載為 13.7.5kN/m ，全梁自重 3 575kN ；45m 橫向魚腹梁自重的線荷載平均為 317.5 kN/m ，其中懸挑梁段自重線荷 載平均為 100 k

4、N/m ，魚腹式大梁自重共 8555 kN/m ； 45m 縱向梁自重線荷載 217. 5 kN/m ，梁自重 5655 kN 。 7. 樓層洞口多： 樓層平面變化大， 洞口寬， 造成滿堂腳手架一部分支撐須通過 樓層向下傳遞荷載至不同高度的支承面，使得排架支撐系統(tǒng)的計算長度不統(tǒng)一。 8. 預應力張拉： 在砼梁預應力沒有張拉時， 其大梁難以承受相應部位的自重荷 載。 此外，后澆帶數量較多，使得許多原來的簡支梁、連續(xù)梁變?yōu)閼冶哿夯驍嗔骸?三、模板支撐方案 由于工程設計采用超高大跨度帶懸挑的預應力砼梁結構，使之模板支撐施工 難度很大，經研究論證后，根據工程具體實際情況，分別考慮： 1. EF軸跨內的

5、各樓層砼梁結構采用滿堂鋼管腳手排架支撐，并在縱橫框 架梁底的中部設置臨時支柱，以減少設計梁的跨度，提高梁的承載能力。臨時支柱分 為組合鋼管柱和砼剛性柱，其柱承載力按完全能承受該區(qū)段本層全部施工荷載考慮。 組合鋼管柱設在框架梁底各 1/3 處，其柱截面尺寸為 1.25 2m ，由 54 根鋼管 組合，鋼管縱橫向間距 250250 ，梁截面方向為 6 排，梁長方向為 9 排（參見圖 1）。 柱頂采用可調節(jié)支撐托，托頂布置 100100 實木方材。柱底部與周邊鄰梁預埋的短 鋼管相接，柱內部設有縱橫向剪刀撐，柱間用水平鋼管連接，與已施工的砼柱之間相 互頂死。 砼剛性柱設在大梁后澆帶斷口處，并保持原有支

6、撐系統(tǒng)，防止由于后澆帶的 留設形成的斷梁或懸壁梁，在較長時間后形成徐變而下垂，產生端部裂縫。柱斷面分 別為 300500 （承載軸向力 1700kN 驗算），配盤 822，8150 和 300300（承 載軸向力 1000kN 驗算），配筋 812，箍筋 8150 。柱下端為固定端，與樓層砼 之間按施工縫處理，上端為簡支座，在柱頂設一模板，使柱頂與樓底砼分開，但柱鋼 筋全部錨入樓層梁板砼中。 圖 1 鋼管組合柱示意圖 樓層空洞的上層有結構時，本層采用型鋼（ I20 ）封閉洞口，以作為上部結構 的支撐。型鋼沿短方向布置，跨度不得超過 6m ，若超過 6m 時，在其底部增設鋼管 組合柱作為支撐。

7、型鋼應和樓面預埋鋼板焊接， 防止排架搭設時水平荷載使之產生位 移。 樓層板底支撐常規(guī)高支模滿堂腳手架設置。其不同樓層板底模板支撐間距見 表 1 。 不同樓層板底支撐間距 表 1 2. +45m 樓層 EF軸框架大梁兩端于 4 16軸之間南北兩側各向外挑出 15 m ，澆筑該 15 外挑梁板結構時，需搭設 45m 高的高支模。故采用了鋼結構支撐和滿 堂鋼管排架相結合的方案（參見圖2），即 30m 以下采用鋼格構柱梁系統(tǒng)支撐， 30 m至 45m 采用滿堂鋼管排架；其鋼管立桿底部支撐在鋼結構支撐系統(tǒng)的滿鋪工字鋼 上。把荷載通過桁架梁和格構柱傳遞給基礎； 桁架梁和格構柱是承受垂直荷載的主要 構件，并

8、為施工平臺提供足夠的剛度。 鋼管立桿縱橫向間距 250250 ，橫桿步距 1m， 搭設方式與 30m 以下 EF軸跨內滿堂鋼管排架的搭設基本相同。 圖 2 45m 高支模示意圖 四、支撐系統(tǒng)安裝 1. 鋼管組合柱施工順序： 底層大梁砼澆筑前預留鋼板或短鋼管 放置縱向掃地桿 立桿 橫向掃地桿 第一步縱向水平桿 第一步橫向水平桿 連墻件 （或加斜拋） 組合柱外側鋼管與 預埋鋼件焊接或拉接 第二步縱向水平桿 第二步橫向水平桿 鋼管頂部支撐 托100100 木方 架設梁模板。 2. 砼剛性柱施工順序： 底層大梁砼澆筑前留設柱插筋 綁扎剛性柱的鋼管 支設剛性柱模板 澆筑 剛性柱砼 搭設大梁鋼管排架及支設

9、梁模板 綁扎大梁、板鋼筋 留設砼剛性柱插筋 澆梁板砼 60 天（其他工序的施工期） 補澆后澆帶砼。 3. 鋼格構柱梁支撐施工順序： 底部砼基礎（基礎頂部預埋留鋼板或螺栓） 安裝第一節(jié)格構柱 縱橫向聯(lián) 結柱節(jié)段頂部用 15.5m 鋼絲繩四角纜風臨時固定 安裝頂端節(jié)格構柱 纜風臨時 固定 縱橫向聯(lián)結 安裝柱頂鋼桁架梁 （先內側后外側） 拆除纜風鋼絲繩 安裝頂 部工字鋼平臺梁 鋼結構安裝采用安裝螺栓連接固定后焊接。 五、搭設施工安全 （一）強化安全管理： 1. 建立了完整的安全保障組織體系。 總包單位設立安全部經理， 施工單位設立 安全主任， 各工程處設立安全科長， 各工區(qū)設有專職安全員， 各班組設

10、有兼職安全員。 2. 健全了各級安全管理制度。安全目標管理對公司、 工程處、工區(qū)、 班組進行 層層分解，責任剖析，落實到人。 3. 建立健全了安全責任制。 堅持每天安全主任、 安全科長現(xiàn)場巡查， 專職安全 員重點把關，兼職安全員分區(qū)負責的制度，并做到每周四下午定期召開安全會議，分 析研究每周安全情況。 4. 制定了嚴格的獎懲制度。對不按安全規(guī)范標準施工，違章作業(yè)的進行批評、 警告，直至罰款；對模范執(zhí)行安全規(guī)定施工的進行表揚和獎勵；對及時發(fā)現(xiàn)安全隱患 或制止安全事故發(fā)生的給予重獎。 5. 監(jiān)理公司設立了專職安全監(jiān)督工程師，對施工中關鍵部位予以旁站監(jiān)理。 （二）嚴格執(zhí)行安全措施： 1. 高支模搭設

11、的所有架子工、木工、起重工、 鉚工等必須持證上崗， 必須佩戴 安全帽、安全帶，穿防滑鞋。 2. 鋼管滿堂腳手架采用 48鋼管和可鍛鑄造扣件，其質量應符合國家和部頒 標準要求。使用前應認真挑選，對于銹蝕嚴重，彎曲變形的不得使用?？奂扰浼?使用前要全面進行保養(yǎng)。 3. 高空作業(yè)人員必須配備工作包，將所用鐵釘、螺帽、小型工具等放于其內， 以免高空墜物。 4. 吊裝鋼格構柱、 鋼桁架梁的吊車， 必須設備資料齊全， 機況良好， 具有檢測 合格證書。吊車司機應持證上崗操作。 5. 鋼格構柱支撐吊裝就位后， 應固定好基礎螺栓或與預埋鋼板焊接， 及時架設 臨時纜風繩固定，在未固定前不得上人施工。 6. 鋼

12、構件之間安裝時先擰緊安裝螺栓后予以焊接。鋼格構柱、 桁架梁連接就位 固定后，方可拆除臨地纜風繩。 7. 滿堂架鋼管立桿垂直度偏差不得大于架高的1/300 ，且控制在 50mm 以內， 立桿接頭采用對接扣件連接，兩根相鄰立桿的接頭不得設置在同步內。立桿排距、間 距及橫桿步距必須分別按方案要求設置，小橫桿伸出立桿 100mm ，上下橫桿的接位 置應錯開位置。 8. 所有鋼管滿堂排架均設有底部加固桿， 同時在每跨度內設置四道剪刀撐， 剪 刀撐與水平成 45，且須上頂模板，下支在樓面上，以增加支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 9. 對接扣件的開口應朝上或朝內。 扣件螺栓方向應盡量一致， 便于施工及檢查。 扣件螺栓擰

13、緊力矩不應小于 40N.m ，不大于 65 N.m 。擰緊施力時應平穩(wěn)均衡，不得 帶有顫動或沖擊。 10. 鋼管滿堂排架搭至 2m 以上必須張掛安全平網，外側張掛安全立網。 30m 鋼平臺梁上用安全密目網予以封閉， 避免高空落物。 鋼格構柱支撐范圍外設置安全警 戒線。 （三）根據模板支撐系統(tǒng)的超高重載特點，為確保澆筑砼的安全，我們重點 抓了高支模的量化驗收： 1. 由于鋼結構支撐的部分基礎下部為回填土， 雖然經過分層夯實， 當鋼格構柱 就位承載后，我們每天定期用測量儀觀察并作出書面記錄，經測量發(fā)現(xiàn)，個別基礎略 有沉降 （23cm ），立即對其進行了壓力灌漿加固處理， 處理后的基礎沉降僅為 1

14、2mm 。 凡檢 2.組織有關人員， 對已安裝就位的鋼柱梁的節(jié)點、螺栓、焊縫逐一檢查， 查不合格或有遺漏的登記造表，限期整改，直至復查合格。 3. 對 +45m 懸挑大梁下的鋼管滿堂腳手架和鋼格構柱梁兩種支撐形式的轉換 處須特加關注， 并仔細檢查。 尤其是每根鋼管立桿下部必須垂直平穩(wěn)地立在鋼格構支 撐平臺梁（工字鋼）的受力中心線上，以保證荷載的傳遞。 4. 鋼管滿堂腳手架受力與傳力的關鍵在扣件的堅固及均衡，在對已搭設滿堂腳 手排架檢查時，我們采取了 20 30 人在同一受力平面內同時復擰，齊步檢查，以保 證扣件擰緊質量，使排架鋼管支撐均勻受力。 5. 高支模分區(qū)分段量化驗收檢查， 發(fā)現(xiàn)不合格， 填寫整改通知單， 要求限期逐 一整改，整改后報請有關技術人員及監(jiān)理復檢，直至全部整改合格，各方（乙方、監(jiān) 理）技術負責人簽字認可，方可澆砼。 6. 砼澆筑時， 設有多名專職安全員觀察模板及支撐系統(tǒng)變形情況，經過全過程 觀察，未發(fā)現(xiàn)任何異常現(xiàn)象。 由于嚴格了高支模的量化驗收，超高大跨度預應力梁結構的砼澆筑工作得以 順利、正常、圓滿完成。 六、結語 在深圳會展中心超高大跨度預應力砼梁結構高支模的施工中，經過多方專家 論證后