中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 200135
中國博覽會(huì)會(huì)展綜合體項(xiàng)目位于上海市青浦區(qū),總建筑面積約147 萬m2,其中地上建筑面積127 萬m2,地下建筑面積20 萬m2,建筑高度43 m。展廳建筑面積53 萬m2,由4 個(gè)獨(dú)立的大展廳構(gòu)成了其獨(dú)特的四葉草造型。建成后將成為世界上規(guī)模最大、最具競(jìng)爭(zhēng)力的一流會(huì)展綜合體(圖1)。
本工程空間結(jié)構(gòu)高大,雙層展廳層高16 m,樓面為超大面積預(yù)應(yīng)力梁板結(jié)構(gòu),按軸線x方向長度為298.2 m、跨度36 m,y方向長度為308.0 m、跨度27 m,展廳屋面結(jié)構(gòu)為多跨連續(xù)大跨度三角形的空間管桁架結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力框架梁截面尺寸為1 800 mm×2 650 mm,一級(jí)次梁截面預(yù)應(yīng)力井字梁截面尺寸為600 mm×2 500 mm,間距9 m;預(yù)應(yīng)力小次梁截面尺寸為300 mm×900 mm,間距9 m;樓板板厚180 mm(圖2)。
圖1 中國博覽會(huì)會(huì)展綜合體項(xiàng)目鳥瞰圖
圖2 展廳結(jié)構(gòu)剖面示意
(a)超高。工程支模高度達(dá)到16 m,對(duì)支模架體搭設(shè)要求高,不僅要求架體本身的安全,且對(duì)施工過程中的安全要求亦高;
(b)超重。工程框架梁截面為1 800 mm×2 650 mm(y向),1 800 mm×2 650 mm(x向),次梁為600 mm×2 500 mm;
(c)大跨度。工程預(yù)應(yīng)力混凝土梁跨度沿縱向36 m、橫向27 m,在房建系統(tǒng)中較為罕見。
(d)結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。工程結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,雙向均配置大量的預(yù)應(yīng)力筋,施工中應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力張拉對(duì)結(jié)構(gòu)整體受力性能產(chǎn)生不利影響。
若采用普通鋼管扣件式滿堂支撐架進(jìn)行搭設(shè),經(jīng)計(jì)算大梁底板支撐立桿間距須為200 mm×400 mm,立桿步距1 700 mm,板下支撐間距800 mm×800 mm。由于梁底立桿搭設(shè)間距過小,不僅工人操作困難,搭設(shè)速度較慢,架體承載力受節(jié)點(diǎn)影響較大,而且鋼管、扣件用量大,鋼管需求量將超3 萬t,扣件需求量為600 萬只,綜合經(jīng)濟(jì)性較差。
若采用碗扣式滿堂支撐架進(jìn)行搭設(shè),經(jīng)計(jì)算,大梁底板支撐立桿間距為300 mm×600 mm,立桿步距1 200 mm,板下支撐間距1 200 mm×1 200 mm,其搭拆速度、架體承載力雖優(yōu)于普通扣件式鋼管支撐架,但整體穩(wěn)定性一般,需時(shí)較多。對(duì)于會(huì)展項(xiàng)目體量大、工期緊的特點(diǎn)而言,還需進(jìn)一步優(yōu)化支撐體系。
采用新型承插盤扣式滿堂支撐架進(jìn)行搭設(shè),經(jīng)計(jì)算大梁底板支撐立桿間距可放至900 mm×1 200 mm(梁底立桿規(guī)格Φ60.3 mm×3.2 mm,材質(zhì)Q345),立桿步距可放至1 500 mm,板下支撐間距1 500 mm×1 200 mm。由于立桿間距大、桿件用量少,其搭拆速度優(yōu)于普通扣件式支撐架和碗扣架[5],且經(jīng)復(fù)驗(yàn)測(cè)試,立桿承載力大,架體安全性高。
故經(jīng)綜合分析,選用方案三進(jìn)行本工程展廳部分的模板支撐架設(shè)計(jì)。
新型承插型盤扣式鋼管支架立桿有Φ60.3 mm×3.2 mm、Φ48.3 mm×3.2 mm兩種規(guī)格,不同的立桿規(guī)格構(gòu)成了A、B兩種系統(tǒng)支撐架體。立桿底部使用底座,頂部使用可調(diào)托座,如圖3所示。
圖3 架體節(jié)點(diǎn)
大梁底立桿采用A型支撐架,立桿橫距均為900 mm,縱距為1 200 mm。模板為厚18 mm膠合板;梁底次龍骨為5#槽鋼,間距300 mm、跨度900 mm,次龍骨垂直于梁截面鋪設(shè);主龍骨為150 mm×75 mm×5 mm×7 mmH型鋼,間距900 mm,跨度1 200 mm,H型鋼鋪設(shè)方向?yàn)轫樍轰佋O(shè)。A型架體構(gòu)件型號(hào)規(guī)格見表1,A型架架體示意見圖4。
表1 A型架型號(hào)規(guī)格
圖4 A型架搭設(shè)示意
厚18 cm混凝土板下及600 mm×2 500 mm、300 mm×900 mm梁底采用B型架搭設(shè)平臺(tái)方式,架體搭設(shè)至600 mm×2 500 mm梁底支模高度,即可調(diào)托座頂面高度13.08 m。托座內(nèi)放置同A型的H型鋼,型鋼上鋪設(shè)5#槽鋼作為2 500 mm次梁模板支撐的次龍骨,其余部分板下支撐立桿立于100 mm×100 mm木方上(木方放置在型鋼平臺(tái)上)。A型架體構(gòu)件型號(hào)規(guī)格見表2,B型架架體示意見圖5。
表2 B型架型號(hào)規(guī)格
圖5 B型架搭設(shè)示意
(a) 該新型承插盤扣式滿堂支撐架應(yīng)配套使用,進(jìn)場(chǎng)應(yīng)檢測(cè)和測(cè)試,符合《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ 231—2010)規(guī)定要求;
(b)支撐面承載力需進(jìn)行檢測(cè),達(dá)到承載力140 kPa的要求;
(c)由于工程大部分梁截面較高,分別為2 650 mm和2 500 mm,因此梁側(cè)模板支撐應(yīng)加設(shè)斜撐;
(d)梁底設(shè)型鋼轉(zhuǎn)換層,每道型鋼兩端需采用“鱷魚夾”將型鋼與頂托連接固定(圖6);
圖6 鱷魚夾連接節(jié)點(diǎn)
(e)采用Φ48 mm×3.24 mm鋼管將1 800 mm×2 650 mm梁底A型架與周邊板底B型架連接。水平方向?yàn)榱洪L方向最外側(cè)一支A型立桿均與B型立桿拉結(jié),垂直方向上共3 道。由于A型架立桿Φ60.3 mm,因此需采用專用Φ(60.3~48 )mm扣件。
(f)水平桿件或斜桿通過插銷固定在豎向桿件的盤扣上,插銷外表面應(yīng)與水平桿和斜桿桿端扣接頭內(nèi)表面吻合,插銷連接應(yīng)保證錘擊自鎖后不拔脫,抗拔力不得小于3 kN。
工程實(shí)踐證明:該新型承插型盤扣式腳手架以其安全性能高、搭拆方便、用工量少、外形美觀等特點(diǎn),克服了傳統(tǒng)支模體系在超高超重大跨結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的施工難題,對(duì)于施工工期緊張的項(xiàng)目尤為適用,不僅為本工程贏得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,亦為類似結(jié)構(gòu)支撐體系的設(shè)計(jì)與施工提供了比照和參考。