江越勝 陳新年 李哲新
某大樓兩主樓之間在14層設(shè)置一16.8 m(跨度)×8.0 m(寬度)的懸空樓面板,其平面布置圖見(jiàn)圖1。樓面板南北側(cè)各一根主梁,斷面0.5 m×1.5 m;樓面板厚 15 cm,其間東西向肋梁2道,斷面0.25 m×0.7 m,南北向肋梁 3道,斷面0.35 m×0.7 m。樓面板距地面約50 m,常規(guī)建筑施工扣件式鋼管腳手架無(wú)法滿足該樓面板現(xiàn)澆支模架要求;本項(xiàng)目成功采用321貝雷桁架搭設(shè)懸空樓面板高大支模架,并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)設(shè)計(jì)文件及施工現(xiàn)場(chǎng)情況,經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算,確定采用以貝雷桁架縱梁作為懸空樓面板現(xiàn)澆支模架主要承載結(jié)構(gòu)的支架方案,即:1)共設(shè)五道雙排單層?xùn)|西向貝雷桁架縱梁作為施工支架主要承載結(jié)構(gòu)。墻柱外側(cè)各一道,采用寬45 cm支撐架及聯(lián)板連接,貝雷縱梁端部支承于預(yù)埋于墻柱的型鋼構(gòu)件上;墻柱間布置三道,采用寬90 cm支撐架及聯(lián)板連接,貝雷縱梁端部支承于已澆筑好的墻體上;貝雷桁架下弦桿支承部位均按要求設(shè)置相應(yīng)的鋼墊板。貝雷桁架在地面按2片一道拼裝好采用汽吊整體吊裝。2)墻柱外側(cè)貝雷支承構(gòu)件采用2根[25a槽鋼焊接成一體(槽口朝外,以便圈梁混凝土澆筑時(shí)槽口內(nèi)混凝土密實(shí)),南北通長(zhǎng)預(yù)埋,兩端懸出墻體100 cm,懸出段必須在預(yù)埋前焊好加勁肋,懸臂端焊接一限位構(gòu)造。3)在下一樓層相應(yīng)位置預(yù)埋由2根[12.6槽鋼焊接成一體(槽口朝外,以便圈梁混凝土澆筑時(shí)槽口內(nèi)混凝土密實(shí))的型鋼組合構(gòu)件,南北通長(zhǎng)預(yù)埋,兩端懸出墻體30 cm,懸出段必須在預(yù)埋前焊好加勁肋。4)兩道槽鋼組合構(gòu)件間設(shè)置一根φ 152 mm×10 mm鋼管斜撐,鋼管斜撐中間設(shè)置兩道斜撐橫向聯(lián)系,采用型鋼構(gòu)件,一端與鋼管斜撐焊接牢固,一端與墻柱中預(yù)埋鋼板焊牢。5)與貝雷桁架縱梁垂直方向布置間距50 cmⅠ12工字鋼,作為主梁澆筑模板支承體系及中間樓面板、肋梁澆筑支架支承體系。6)中間樓面板、肋梁澆筑支架采用φ 48 mm×3.5 mm的短鋼管(約150 cm高)滿堂支架體系,支承于Ⅰ12工字鋼上。
支架布置示意圖見(jiàn)圖2。
根據(jù)貝雷縱梁布置,考慮主梁及主梁附近85 cm范圍樓面板荷載由邊上3片單層貝雷桁架承載。最不利工況時(shí),荷載:主梁自重,主梁附近85 cm范圍樓面板、肋梁自重,貝雷桁架自重,施工模板及相應(yīng)的施工機(jī)械、設(shè)備、人員等由3片單層貝雷縱梁承受。
由圖2可見(jiàn),主梁支架傳力途徑是模板及其上荷載通過(guò)Ⅰ12工字鋼橫梁作用在貝雷縱梁上,傳遞給墻柱外側(cè)懸挑的[25a槽鋼支撐構(gòu)件上(通過(guò)內(nèi)側(cè)一片貝雷直接經(jīng)由墻體傳至地基的荷載作為安全儲(chǔ)備考慮),懸挑型鋼支撐構(gòu)件上的部分豎向荷載通過(guò)鋼管斜撐經(jīng)由下一樓層墻柱傳至地基。故支架設(shè)計(jì)需對(duì)貝雷縱梁的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度及撓度進(jìn)行檢算,內(nèi)力按簡(jiǎn)支力學(xué)模型計(jì)算。
墻柱外側(cè)[25a槽鋼懸挑型鋼支撐構(gòu)件受力簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3。
由圖3可見(jiàn),根據(jù)主梁支架貝雷縱梁檢算求得的反力P,可求出圖3中構(gòu)件內(nèi)力。根據(jù)相應(yīng)內(nèi)力,對(duì)[25a槽鋼抗彎承載能力及抗剪承載能力進(jìn)行檢算,應(yīng)分別滿足鋼材抗彎強(qiáng)度 f及抗剪強(qiáng)度f(wàn)v。
同樣,根據(jù)由鋼管斜撐傳遞下來(lái)的軸力 N的大小,應(yīng)對(duì)鋼管斜撐下支點(diǎn)的[12.6槽鋼組合構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行檢算。
鋼管斜撐采用單根φ 152 mm×10 mm鋼管,中間設(shè)兩道型鋼橫向聯(lián)系,每節(jié)段長(zhǎng)L′=1.3 m。根據(jù)鋼管斜撐受力狀況,需按軸心受壓構(gòu)件對(duì)鋼管的穩(wěn)定性進(jìn)行檢算。
中間樓面板支架檢算考慮中間510 cm范圍荷載由中間4片貝雷桁架承載。由圖2可見(jiàn),支架傳力途徑是模板及其上荷載通過(guò)φ 48 mm×3.5 mm的短鋼管滿堂支架體系經(jīng)由Ⅰ12工字鋼橫梁作用在貝雷縱梁上,經(jīng)由墻體傳遞至地基。故支架設(shè)計(jì)需對(duì)貝雷縱梁的抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度及撓度進(jìn)行檢算。
樓面板及肋梁下的滿堂支架,采用扣件式鋼管支架,φ 48 mm×3.5 mm的鋼管縱橫距均為50 cm;考慮支架不高(135 cm),荷載不大,按建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范搭設(shè),滿足相關(guān)構(gòu)造要求,不需做受力檢算。
1)考慮墻柱外側(cè)兩片貝雷桁架支承于工字鋼預(yù)埋件上,支承點(diǎn)接觸面小,要求其下弦桿支承處放置一塊500 mm×500 mm×20 mm A3鋼板一塊,鋼板上下接觸面支承必須密實(shí),嚴(yán)禁脫空。2)貝雷桁架的拼裝、就位等作業(yè),應(yīng)按《裝配式公路鋼橋使用手冊(cè)》(交通部交通戰(zhàn)備辦公室,1998年 6月)實(shí)施。3)貝雷桁架上φ 48 mm×3.5 mm鋼管滿堂支架,應(yīng)按JGJ 130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范實(shí)施。4)鋼管斜撐設(shè)兩道橫向聯(lián)系,與墻柱預(yù)埋鋼板焊接牢固,以有效減小壓桿穩(wěn)定計(jì)算長(zhǎng)度。5)支模時(shí),應(yīng)根據(jù)理論計(jì)算的貝雷縱梁在混凝土澆筑過(guò)程中的下?lián)蠑?shù)據(jù)設(shè)置預(yù)拱度;混凝土的澆筑順序應(yīng)遵循由跨中向兩端對(duì)稱澆筑。6)施工安全:高空支架上作業(yè)空間小,難度大,安全防護(hù)是重中之重;在支架搭設(shè)時(shí)考慮足夠的作業(yè)空間的同時(shí),對(duì)施工構(gòu)件的臨邊均采取規(guī)范的防護(hù)措施,對(duì)施工作業(yè)人員做好相應(yīng)安全知識(shí)教育;混凝土澆筑過(guò)程應(yīng)派專職人員檢查、觀測(cè)整個(gè)支架的形變,尤其是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)采取有效措施。7)本支架簡(jiǎn)易輕便,設(shè)計(jì)僅承受該樓層主梁、樓面板及肋梁澆筑施工荷載,其上的建筑結(jié)構(gòu)必須在該樓層主梁、樓面板及肋梁混凝土達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再行施工。
根據(jù)該項(xiàng)目特點(diǎn),采用常規(guī)的建筑施工扣件式鋼管腳手架做50 m高的懸空樓面板現(xiàn)澆支架不僅施工成本高、工期長(zhǎng),而且安全風(fēng)險(xiǎn)大;本方案借鑒公路橋梁貝雷支架理念,成功嘗試了在高空懸空樓面板施工中采用321貝雷桁架搭設(shè)懸空樓面板高大支模架,可為類似工程提供參考。
[1] JGJ 130-2001,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].
[2] 劉 群.建筑施工扣件式鋼管腳手架構(gòu)造與計(jì)算[M].北京:中國(guó)物價(jià)出版社,2004.
[3] 交通部第一公路工程局.公路施工手冊(cè)?橋涵(下冊(cè))[M].北京:人民交通出版社,1995.