【摘要】高支模施工在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域扮演著重要的角色,但也伴隨著復(fù)雜的工程挑戰(zhàn)。文章旨在探討盤扣支撐體系在高支模施工中的應(yīng)用潛力,以及其對施工效率和質(zhì)量的影響。通過對盤扣支撐體系的基本原理、高支模施工需求和挑戰(zhàn)、應(yīng)用案例、設(shè)計施工要點,以及優(yōu)勢和局限性的詳細(xì)分析,為建筑行業(yè)提供有關(guān)新型支撐體系的重要見解,以改善高支模施工的可行性和效果。
【關(guān)鍵詞】盤扣支撐體系;高支模施工;施工效率;荷載
【中圖分類號】TU328" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028(2024)01-0138-03
高支模施工是現(xiàn)代建筑技術(shù)中一種關(guān)鍵的方法,主要用于高層建筑、橋梁和隧道等復(fù)雜的工程項目。這種施工方法能夠有效應(yīng)對大跨度和高負(fù)荷的挑戰(zhàn),但同時也帶來了一系列問題。為了克服這些問題,建筑業(yè)界持續(xù)探索和開發(fā)創(chuàng)新支撐體系。這些新型支撐體系旨在提高施工效率,降低成本,并保證工程的質(zhì)量和安全性。這些創(chuàng)新體系在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,對推動建筑技術(shù)的進(jìn)步起著至關(guān)重要的作用。
1 盤扣支撐體系的基本原理
1.1 盤扣支撐體系的定義和組成部分
盤扣支撐體系是一種現(xiàn)代建筑施工支撐技術(shù),旨在為高支模施工提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)支持。其核心特點在于采用模塊化的結(jié)構(gòu)元件,這些元件通過盤扣連接,形成一個穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)。盤扣支撐體系通常包括以下關(guān)鍵組成部分。
(1)支撐柱是盤扣支撐體系的主要承重元件,負(fù)責(zé)傳遞荷載至地基或其他支撐點。這些柱子通常由高強(qiáng)度鋼材制成,以確保足夠的承載能力。
(2)橫梁位于支撐柱之間,通過盤扣連接在柱子上。它們在支撐體系中起到連接和分配荷載的作用,確保整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
(3)盤扣連接件是盤扣支撐體系的關(guān)鍵部分,用于將支撐柱和橫梁緊密連接在一起。
這些連接件通常采用高強(qiáng)度合金制成,以確保連接的牢固性和耐久性。盤扣支撐體系通常需要進(jìn)行微調(diào)以適應(yīng)不同的施工要求和結(jié)構(gòu)尺寸。調(diào)整裝置用于實現(xiàn)高度、水平和傾斜角度的調(diào)整,以確保支撐體系的準(zhǔn)確安裝。
1.2 盤扣支撐體系的工作原理
盤扣支撐體系的支撐柱和橫梁采用盤扣連接方式,這是一種簡便但高效的裝配方式。盤扣連接部分的設(shè)計確保了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連接的可靠性。連接件的高強(qiáng)度和精確加工使支撐體系能夠承受施工中的荷載。這種靈活性對于施工周期較短的項目尤為重要,因為它可以節(jié)省時間和勞動力成本。盤扣支撐體系通過連接件的牢固性和組成部分之間的協(xié)同作用來維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性對于高支模施工中的混凝土澆筑、模板安裝和其他施工工序至關(guān)重要,以確保結(jié)構(gòu)不會傾斜或變形。
1.3 盤扣支撐體系與傳統(tǒng)支模的比較
在高支模施工領(lǐng)域,盤扣支撐體系和傳統(tǒng)支模是兩種常用的支撐方法,它們各有優(yōu)缺點。盤扣支撐體系以其模塊化設(shè)計著稱。這種設(shè)計采用盤扣連接支撐柱和橫梁,實現(xiàn)快速安裝和拆卸,顯著降低了施工時間和勞動成本。此外,盤扣支撐體系的可調(diào)節(jié)性強(qiáng),可根據(jù)不同建筑的尺寸和需求調(diào)整高度、水平位置和角度。由于采用高強(qiáng)度鋼材制造,該系統(tǒng)承載能力強(qiáng),適用于高層建筑和大型工程,且可重復(fù)使用性好。相比之下,傳統(tǒng)支模通常需定制,安裝和拆卸過程復(fù)雜,消耗更多人力物力。其承載能力受限于使用材料,通常需要更多的支模材料來應(yīng)對大荷載。此外,傳統(tǒng)支模的可重復(fù)使用性較低,使用后常需大量修復(fù)或廢棄,成本較高[1]。
2 高支模施工的需求和挑戰(zhàn)
2.1 高支模施工的特點
高支模施工主要用于建造高層建筑、橋梁、電力塔等高聳結(jié)構(gòu)。這種施工方式要求支撐系統(tǒng)必須穩(wěn)固,能夠安全、可靠地承受垂直方向的高荷載。高支模結(jié)構(gòu)通常較復(fù)雜,涉及非標(biāo)準(zhǔn)的幾何形狀、不同高度的樓層及各種工程挑戰(zhàn),這就要求支撐系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需求。鑒于施工高度大,高支模施工對安全性有極高的要求,任何支撐系統(tǒng)故障都可能導(dǎo)致重大事故和損失。在現(xiàn)代建筑項目中,施工周期通常被嚴(yán)格控制,高支模施工亦然。因此,支撐系統(tǒng)需要快速安裝,以確保項目按時完成。高支模施工往往包括混凝土澆筑、模板安裝和結(jié)構(gòu)組裝等多個階段,支撐系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)這些不同階段的要求。此外,高支模施工可能在不同的地理和氣候條件下進(jìn)行,如高海拔、寒冷地區(qū)或多雨地區(qū),這就需要支撐系統(tǒng)具備適應(yīng)多樣環(huán)境的能力。
2.2 盤扣支撐體系解決高支模施工挑戰(zhàn)的潛力
盤扣支撐體系高度可調(diào)整性使其能夠輕松適應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀,確保精準(zhǔn)支撐和平衡,進(jìn)而提升工程質(zhì)量。由于采用高強(qiáng)度鋼材,盤扣支撐體系具有優(yōu)越的承載能力,適用于高層建筑和大型工程,確保施工安全穩(wěn)定。其適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工,如非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀和多層樓建筑,滿足從混凝土澆筑到模板拆卸和結(jié)構(gòu)組裝的各個施工階段需求。盤扣支撐體系的耐久性和可靠性還賦予了其良好的重復(fù)使用性,降低了整體支撐系統(tǒng)的采購成本,節(jié)約資源。
2.3 為何需要尋求新的支撐體系
傳統(tǒng)支模系統(tǒng)在安裝和拆卸方面通常需要較長的時間,這可能導(dǎo)致施工周期延長,增加成本。新型支撐體系,如盤扣支撐體系,具備模塊化設(shè)計和快速安裝特性,可以顯著提高施工效率,縮短項目完成時間。傳統(tǒng)支模系統(tǒng)可能存在定位不準(zhǔn)確、穩(wěn)定性差等問題,可能影響工程的質(zhì)量。新型支撐體系通常具備更高的穩(wěn)定性和可調(diào)整性,有助于提高工程質(zhì)量和準(zhǔn)確性?,F(xiàn)代建筑項目的復(fù)雜性不斷增加,涉及到非標(biāo)準(zhǔn)幾何形狀、多層樓的建筑和各種工程挑戰(zhàn)[2]。
3 盤扣支撐體系在高支模施工中的應(yīng)用案例
高層倉儲項目:該項目為海港附近的高層倉儲設(shè)施,包含多個規(guī)模較大的倉庫。根據(jù)施工方案,倉庫頂板模板排架采用了最大橫縱步距為600mm×900mm×1500mm的盤扣支撐體系。該體系的立柱采用Φ48×3.2mm鋼管,水平桿采用Φ48×2.5mm鋼管,標(biāo)準(zhǔn)模塊組合實現(xiàn)整體穩(wěn)定。體系中設(shè)置滿布豎向斜桿,與水平桿構(gòu)成“X”型網(wǎng)格,增強(qiáng)了整體剛度。搭建過程按照定位、底座安裝、水平桿鋪設(shè)、豎直桿鋪設(shè)的順序進(jìn)行,確保項目質(zhì)量,如圖1。該盤扣支撐體系有效承載了頂板自重和混凝土澆筑時的荷載,相比傳統(tǒng)支撐,該體系搭建快速、精確,能夠適應(yīng)倉庫大跨度的需求,提高了頂板施工效率,保證了倉庫工程質(zhì)量。
坡道和卸貨平臺項目:該項目的坡道和卸貨平臺采用了最大橫縱步距為600mm×900mm×1500mm的盤扣支撐體系,以支承150mm厚的混凝土樓板。該體系的立柱采用Φ48×3.2mm鋼管,主梁采用雙拼Φ48×3.0mm鋼管,確保強(qiáng)度。體系中設(shè)置環(huán)形聯(lián)結(jié)的水平桿和滿布豎向斜桿,增強(qiáng)了整體剛度和穩(wěn)定性。在狹小的施工場地內(nèi),該支撐系統(tǒng)能迅速搭建,有效減少澆筑時樓板的垂度變形。同時,該體系采用模塊化設(shè)計,可適應(yīng)曲線梁的需要,拆解成塔式支架進(jìn)行。該盤扣支撐體系保證了坡道和卸貨平臺施工的安全性和質(zhì)量[3]。
4 盤扣支撐體系的設(shè)計和施工考慮
4.1 設(shè)計參數(shù)和規(guī)范要求
在設(shè)計盤扣支撐體系時,首先要進(jìn)行詳細(xì)的荷載計算,考慮垂直荷載、水平荷載和風(fēng)荷載等因素,且需遵守相應(yīng)建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),確保系統(tǒng)能安全承受施工中的各種荷載。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性至關(guān)重要,設(shè)計時要細(xì)致考慮支撐柱、橫梁、連接件的尺寸、材質(zhì)和連接方式,以滿足設(shè)計要求并預(yù)防傾斜或塌陷。盤扣支撐體系應(yīng)設(shè)計為可在施工過程中進(jìn)行高度、水平和角度的微調(diào),保證精準(zhǔn)的定位和平衡。同時,支撐系統(tǒng)的基礎(chǔ)和地基設(shè)計需保證能穩(wěn)定承受荷載,考慮到地基的承載能力、穩(wěn)定性和土壤條件,采取相應(yīng)措施以增強(qiáng)地基穩(wěn)固性[4]。
安全性是設(shè)計的關(guān)鍵,需要符合施工安全標(biāo)準(zhǔn),包括考慮安全系數(shù)、緊急撤離計劃以及必要的安全設(shè)備和措施,以保障施工人員安全。所使用的材料必須符合標(biāo)準(zhǔn),確保足夠的強(qiáng)度和耐久性,通常采用高強(qiáng)度鋼材。此外,設(shè)計還需考慮施工現(xiàn)場的地理和氣候條件,特殊環(huán)境下可能需要額外的防護(hù)和控制措施,以保證支撐系統(tǒng)的性能不受影響。
4.2 施工過程中的技術(shù)要點
工程結(jié)構(gòu)施工流程:軸線、標(biāo)高引測→彈線放樣→綁扎柱筋、承重排架搭設(shè)→梁模板支設(shè)、柱子鋼筋綁扎→梁鋼筋綁扎→鋼結(jié)構(gòu)次梁預(yù)埋件預(yù)埋→樓板模板支撐→樓板下層鋼筋綁扎、柱封?!娐窆堋鷺前迳蠈愉摻罱壴[蔽工程驗收→梁板柱澆混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→清理→進(jìn)入上一層結(jié)構(gòu)施。
在開始支撐系統(tǒng)安裝前,必須對支撐系統(tǒng)的基礎(chǔ)和地基進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作。這包括確保地基堅固、平整,能夠承受支撐結(jié)構(gòu)的荷載。支撐柱的垂直度對于支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。在安裝支撐柱時,需要使用水平儀和測量工具來確保支撐柱的垂直度,以防止傾斜或不穩(wěn)定。橫梁的水平定位對于支撐系統(tǒng)的負(fù)荷分布和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性至關(guān)重要。在安裝橫梁時,需要使用水平儀和測量工具來確保橫梁的水平定位[5]。支撐系統(tǒng)的連接件必須具備高強(qiáng)度和可靠性,以確保支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在安裝連接件時,需要正確擰緊螺栓和螺母,確保連接牢固。支撐系統(tǒng)必須能夠合理分配施工過程中的荷載,包括垂直荷載、水平荷載和風(fēng)荷載。荷載分配必須符合設(shè)計參數(shù)和規(guī)范要求。在施工現(xiàn)場必須提供必要的安全設(shè)備和措施,以保護(hù)施工人員的安全。這包括扶手、護(hù)欄、安全帶等。支撐系統(tǒng)在施工過程中應(yīng)定期進(jìn)行檢查和維護(hù),以確保其性能不受影響。發(fā)現(xiàn)任何損壞或問題都應(yīng)及時修復(fù)。在施工現(xiàn)場必須制定緊急撤離計劃,以應(yīng)對突發(fā)情況。所有施工人員必須了解撤離程序并定期進(jìn)行演練。
4.3 安全和質(zhì)量控制
在施工現(xiàn)場,必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的安全措施和規(guī)定。所有施工人員必須接受適當(dāng)?shù)陌踩嘤?xùn),并了解緊急撤離程序和應(yīng)對突發(fā)事件的步驟。定期檢查和維護(hù)安全設(shè)備也是必要的。在施工過程中,應(yīng)設(shè)立專門的安全監(jiān)督人員,負(fù)責(zé)監(jiān)督安全措施的執(zhí)行情況[6]。定期安全檢查和審核有助于識別潛在的安全風(fēng)險,并采取相應(yīng)的糾正措施。在施工前必須制定詳細(xì)的質(zhì)量控制計劃,包括材料的選擇、施工工藝和檢驗程序。這有助于確保支撐系統(tǒng)的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求,并減少后期的修復(fù)和調(diào)整工作。施工過程中應(yīng)準(zhǔn)確記錄施工進(jìn)展和質(zhì)量控制數(shù)據(jù)。這些記錄包括支撐系統(tǒng)的安裝日期、施工人員的簽名、材料合格證明等。這有助于跟蹤施工質(zhì)量和解決問題。支撐系統(tǒng)的關(guān)鍵部件應(yīng)定期進(jìn)行質(zhì)量檢驗和測試,以確保其符合設(shè)計要求。包括材料強(qiáng)度測試、焊接質(zhì)量檢查和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性測試等。
5 結(jié)語
盤扣支撐體系代表了建筑施工領(lǐng)域不斷創(chuàng)新和進(jìn)步的一部分。通過綜合考慮其優(yōu)勢和局限性,并采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣砜朔魬?zhàn),可以更好地利用這一支持工具,提高施工效率、降低成本,并確保工程質(zhì)量。盤扣支撐體系的廣泛應(yīng)用將為建筑行業(yè)的未來發(fā)展貢獻(xiàn)更多可能性,推動工程建設(shè)朝著更安全、更高效和可持續(xù)的方向發(fā)展。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,可以預(yù)見盤扣支撐體系的設(shè)計和制造將進(jìn)一步改進(jìn)。新材料和制造技術(shù)的應(yīng)用,如更輕、更強(qiáng)的材料和數(shù)字化制造,將有助于提高支撐系統(tǒng)的性能和效率。未來可能會出現(xiàn)更多與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的支撐系統(tǒng)創(chuàng)新。隨著物聯(lián)網(wǎng)和傳感技術(shù)的發(fā)展,未來的支撐系統(tǒng)可能會更加智能化[7]。
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[作者簡介]趙磊(1980—),男,浙江杭州人,本科,工程師,研究方向:建筑工程。