1、超高、大空间、大跨度梁板模板支撑施工工法甘肃第七建设集团股份有限公司王茂全1. 前言随着建筑造型越来越趋于现代化，为满足特殊功能要求，超高、大空间、大跨度结构形式的应用越来越多。对于“三超”钢筋混凝土结构的施工方法、施工技术提出了更高的要求。最近几年，针对这种结构形式，超高、大空间、大跨度、超线荷载模板支撑架体施工技术，在七建集团公司内部已经趋于成熟。“超高、大空间、大跨度、超线荷载模板支撑体系”采用轴向传力较好的碗扣脚手架，同时加设竖向和水平剪刀撑、连墙件等稳固措施，有效的提高了支撑架体的整体稳定性，增大了承载能力和横向刚度，为“三超”模板体系的安装提供了安全可靠的施工操作平台和结构成型支撑
2、体系。在“兰州市九州台老虎梁”、“甘肃省高级人民法院审判综合楼”超高空间、大跨度、超线荷载模板施工中取得了较好的应用效果。同时为装饰工程施工提供了便利。2. 工法特点2.1 超高大空间、大跨度、超线荷载模板支撑施工，较传统架体大大缩短搭设周期。2.2 碗扣脚手架支撑体系杆件连接、传力为轴心传力，架体承载平台具有刚度大、承载能力强的特点，针对结构施工提供稳定支撑。3. 适用范围本工法适用于超高大空间、大跨度的结构构件的施工。4. 工艺原理4.1 在超高大空结构下按照计算书要求搭设碗扣式钢管支撑脚手架，在支撑脚手架顶端安装大梁和楼板模板，形成安全、可靠的操作承载平台。架体中部按照高度要求搭设隔离层
3、。4.2 架体与周边框架柱、剪力墙可靠连接，框架柱采用抱箍形式，剪力墙采用穿墙螺栓连接形式。4.3 支撑架体自下而上连续搭设竖向剪刀撑，以增加架体刚度，提高稳定性；同时在与竖向剪刀撑对应跨内搭设水平剪刀撑，水平剪刀撑按3.5m左右高度间隔布置，以增强架体水平抗剪稳定性，形成稳定的承载平台，利用支撑架体进行模板安装。4.4 模板空隙部分用脚手板封闭,以确保作业人员的安全。4.5 受力传递顺序：超高大空间结构自重和施工荷载模板承载平台及支撑架体底部架体支座或垫板地面或建筑主体结构。4.6 受力分析及计算顺序建筑结构计算单元的确定结构构件自重和施工荷载计算支撑架体计算连接件计算底座主体结构局部强度验
4、算或地基承载力验算。5. 施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程施工方案确定检查下部支撑架体搭设上部支撑架并搭设剪刀撑脚手架检查验收引测大梁定位轴线安装顶托座、大横杆、小横杆安装大梁底模底模起拱安装绑扎大梁钢筋大梁钢筋隐蔽验收安装大梁侧模并进行加固安装大梁之间剪刀撑及水平支撑安装楼面板模板楼面板钢筋绑扎模板、支撑架体、钢筋总体验收浇筑大梁、楼面板混凝土浇筑混凝土养护混凝土达到设计强度的100%后拆模。5.2 施工操作要点5.2.1 施工准备及方案确定高大结构施工前应按照结构的特征、特点综合考虑各种施工方法、注意要点，同时综合考虑环境条件对施工方法的制约和影响。对比施工方法之间的利与弊，认真对各
5、种方法所必须消耗的资源进行计算对比，以尽可能优化的资源、可靠地使用效果，安全的使用措施来确定最优化的施工方案。分析支座部位地基或建筑主体结构情况，以确保建筑主体结构的安全，确保建筑结构的使用功能，如下层结构或地基不能满足上部荷载承载要求时，应进行处理和加固加强。5.2.2 大梁模板安装加固模板面板全部采用12mm厚胶合板，大梁内背楞采用3570方木，大梁外侧背楞采用483.2双钢管；用“3”形扣件和16对拉穿墙螺杆加固固定。内背楞水平布置，外背楞竖向布置，外背楞外侧加设35道水平钢管围檁，用扣件与外背楞连接，梁底口水平围檁与背楞用扣件连接加紧，梁上口水平围檁用扣件与大梁外背楞连接固定，梁腰部围
6、檁可间隔与外背楞用扣件连接固定；梁与梁之间采用剪刀撑矫正大梁上口位置和平直度，剪刀撑间距按3.5m的空间均匀加设三组。大梁模板安装加固如下图所示。 11 5.2.3 高大梁板脚手架支撑体系高大梁板支撑系统采用碗扣脚手架，支撑脚手架搭设应严格按照支撑架体布置图进行施工，大梁支撑脚手架和楼面板支撑脚手架搭设统筹考虑，以结构梁为基准进行脚手架布置；脚手架立杆接长采用对接形式，以碗扣脚手架承插对接，立杆顶端采用可调节托座。支撑架体立杆底部采用钢质底托，底托底部加垫50mm厚木板，木垫板的有效面积应保证在0.4m2及以上，为了确保垫板的整体性，垫板应通长设置。架体地基土层承载力达到fak=170kN/m
7、2的要求。由于该部位支撑脚手架搭设高度较高，支撑架体上部荷载较大，为确保碗扣脚手架支撑体系的整体稳定性，依据建筑工程模板安全技术规范JGJ162-2008的相关规定，支撑脚手架应在规范要求范围内隔跨设置剪刀撑，竖向剪刀撑设置在大梁立杆的外侧，用扣件与立杆固定牢靠，竖向剪刀撑自架体底部至架体顶部“Z”字形满布；水平剪刀撑设置在主框梁跨内，与竖向剪刀撑对应布置，水平剪刀撑自下而上每隔二步设置一道，水平剪刀撑沿主框梁跨内对角线布置；剪刀撑的具体布设位置详见下图。支撑架体周边沿支撑架体外侧立杆设置连续竖向剪刀撑，形成外围的稳定的架体骨架。为了确保支撑架体的整体稳定性，除增设剪刀撑之外，在框架柱、剪力墙
8、等能够可靠连接的部位增设连墙件；与框架柱的连接采用抱箍形式，用双扣件固定牢靠。剪力墙部位利用原有穿墙螺杆孔，重新加设16穿墙螺杆，配合“3”形扣件紧固483.2钢管，再用钢管扣件与支撑脚手架连接，该部分连墙件沿高度方向与水平剪刀撑同层设置。能够与下层周边梁板连接部位，可预埋连接件，作为横向连接支点。5.2.4 混凝土浇筑要求为确保模板支架在施工过程中均衡受力，混凝土浇筑采用由中部向两侧扩展的浇筑方式。严格控制实际施工荷载不超过设计计算荷载，施工荷载按照2.0kN/m2考虑，混凝土浇筑荷载4.0kN/m2考虑。为减少混凝土泵管的冲击荷载，混凝土泵管支架另行搭设，以确保模板支撑的稳定性。浇筑过程中
9、，安排专人检查支承架体的稳定情况，如发现下沉、松动等情况应及时进行处理加固，确保安全后再进行正常浇筑。6. 材料与设备6.1 材料6.1.1 钢管：碗扣脚手架采用483.5的钢管制作的成品杆件，立杆型号为LG-3000、LG-2400、LG-1800、LG-600，横杆型号为HG-900、HG-600。其质量标准应符合现行国家标准直缝电焊钢管GB/T 13793和低流体输送用焊接钢管GB/T 3091中的Q235A级普通钢管的要求，同时应符合碳素结构钢（GB/T700）中235A级钢的规定，不得使用打孔、锈蚀、变形的碗扣。6.1.2 碗扣、可调底座材质应符合可铸造铁件GB 9440中KTH33
10、0-08及一般工程用铸造碳钢件GB11352中ZG270-500、ZG230-450的规定。6.1.3 扣件：采用锻铸铁制作的扣件，其材质符合现行国家标准钢管脚手架扣件（GB15831）的规定，扣件的螺栓拧紧扭矩达65Nm时应完好无损。6.2 机具设备：主要施工机械：电焊机1台、钢管切割机1台、木工机械1套。塔吊回转半径要求能够覆盖工作面。7. 质量控制本工法执行相应的国家规范标准、行业标准和地方标准等，同时应执行相应的法律法规的相关规定。7.1 进入现场的碗扣架构配件应具备以下证明资料：7.1.1 主要构配件应有产品标识及产品质量合格证7.1.2 供应商应配套提供管材、零件、铸件、冲压件等材
11、质、产品性能检验报告。7.2 构配件进场质量检查的重点钢管管壁厚度；焊接质量；外观质量；可调底座和可调托撑丝杆直径、与螺母配合间隙及材质。7.3 对整体脚手架应重点检查以下内容：7.3.1 保证架体几何不变性的斜杆、连墙件、十字撑等设置是否完善；7.3.2 基础是否有不均匀沉降，立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况；7.3.3 立杆上碗扣是否可靠锁紧；7.3.4 立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度；7.4 双排脚手架搭设质量应按阶段进行检验：7.4.1 首段以高度为6m进行第一阶段（撂底阶段）的检查与验收；7.4.2 架体应随施工进度定期进行检查；达到设计高度后进行全
12、面的检查与验收；7.4.3 架体搭设到设计高度后，进行全面检测与验收。7.4.4 遇6级以上大风、大雨、大雪后特殊情况的检查；7.4.5 停工超过一个月恢复使用前。7.5 双排脚手搭设过程中，应随时进行检查，及时解决存在的结构缺陷。7.6 脚手架验收时，应具备下列技术文件7.6.1 施工组织设计及变更文件；7.6.2 超高手架应编制专项施工设计方案，并通过专家论证；7.6.3 周转使用的脚手架构配件使用前的复验合格记录；7.6.4 搭设的施工记录和质量检查记录；7.7 高度大于8m的模板支撑架的检查与验收要求与脚手架相同。8. 安全措施应遵照国家现行的建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范（JG
13、J 166-2008）、建筑施工模板安全技术规范（JGJ 162-2008）、建筑施工安全检查标准（JGJ 59-2011）、建设工程施工安全技术操作规程等标准的有关条文，针对不同工程，还应同时执行该工程所属部门的各级有关安全法规和文件，并应特别注意如下事项：8.1 施工前应按要求向全体操作人员进行详细的技术质量及安全交底；操作人员变动后应对新进场工人重新进行交底。操作人员必须持证上岗。8.2 该工程脚手架不得采用两种或两种以上的架体材料搭设。8.3 专项施工方案应通过专家论证，同时应按照专家论证的意见建议进行修订。8.4 超高大空间模板支撑脚手架的搭设应严格按照通过专家论证后的专项施工方案进
14、行搭设，同时应对照相关规定以及专项施工方案、设计图纸进行检查验收，验收合格后方可投入使用。8.5 检查验收分三阶段进行，第一阶段在脚手架搭设至高度的1/2时组织第一次全面检查验收，着重对架体基座、连墙点、剪刀撑、架体各部位连接点进行检查；第二阶段在支撑脚手架搭设至设计高度后进行，第三阶段在承载平台及底模安装完成后进行。8.6 如遇强风等恶劣天气后进行再次检查。中途停用时间长达一个月以上，重新启用前应进行再次检查。8.7 安全防护：8.7.1 在水平剪刀撑部位搭设水平隔离层，剪刀撑间距一般控制在3.5m，隔离层采用竹笆板进行封闭，采用12#铅丝与架体横杆、水平剪刀撑绑包扎牢固。8.8 在使用过程
15、中严禁进行下列作业：8.8.1 任意拆除架体结构件或连墙件。8.8.2 拆除或移动架体上安全防护设施。8.8.3 其它影响架体安全的作业。8.8.4架体上的建筑垃圾及其他杂物应及时清理。8.8.5 搭设、拆卸作业时，应设置警戒区，禁止无关人员进入作业现场。作业现场应当设置负责统一指挥的人员和专职监护的人员。各工序应当定岗、定人员、定职责。作业人员应当严格执行施工方案及有关安全技术规定。同时应在飘落区域拉警戒线。9. 环保措施9.1 对施工人员应定期进行环境保护、文明施工教育，加强职工的环境保护、文明施工意识。9.2 实行区域管理，划分责任范围，定期进行文明施工检查。9.3 加工和安装过程中应避
16、免构件间的相互碰撞，教育工人不得随意敲击，确保白天噪声排放不超过65dB，夜间噪声排放不超过55dB。9.4 切实加强火源管理，安装作业面禁止吸烟，焊接作业时应清理周边的易燃物，作业面消防工具齐全，动火区域的灭火器应定期检查。9.5 废料要及时清理，并在指定地点堆放，保证施工场地的清洁和施工道路畅通。9.6 作业人员操作时要佩戴好个人劳动保护用品。9.7 施工完成后应对可回收构件及时进行回收，以确保重复利用，减少资源浪费。10.应用实例10.1 应用实例一甘肃省财政厅老虎梁绿化点生态温室工程位于兰州市北塔山老虎梁西梁，该工程总建筑面积3722，生态温室一层门厅、储藏、管理等房间层高4.56.9
17、m，财政博物馆层高13.2m，半地下室层高4.5m，框架剪力墙结构。该工程于2010年10月24日开工，2011年10月6日主体结构施工完成，2011年8月墙体砌筑完成，并进行墙面粉刷、屋顶装饰瓦安装等工程施工，2012年7月由财政厅移交给省政府。该工程财政博物馆部分建筑面积为842m2。总高度20.023m。设计以主框梁为基本网格所构成的井子梁布置，大梁截面高度为1.20m、1.50m、2.0m。沿周边设置的1.5m高大梁底标高为11.7m，1.2m大梁和2.0m大梁底标高为12.0m，大梁轴线跨度为21.60m，净跨度21.0m，属于超高大跨度、超线荷载钢筋混凝土构件；同时是该工程危险性较
18、大的分部分项工程的代表。设计计算过程只要能够满足2.0m梁高模板及支撑要求，则1.20m、1.50m梁高模板及其支架完全可以满足。轴线间设计有镂空楼板20块，其余为100mm厚屋面板，而且屋面板被井子梁分隔成32503100的小方块，虽然净空高度较高，但在本次施工过程中只作为一般施工分项考虑。10.2 应用实例二甘肃省高级人民法院办公及审判综合楼工程建设规模为：地下一层，主楼地上十九层、群楼四层，框架-剪力墙结构，主楼建筑高度85.60m，局部87.10m；东西群楼高度20.70m。建筑物地面以上总长度为132.40m，最大宽度为68.75m，其中主楼长度为64.90m，宽度为30.35m；东西群楼长度为68.75m，宽度为32.15m。地下一层层高为4.50m，地上首层四层层高为4.80m，五层十九层层高均为4.00m，主楼的5层、9层、13层、17层设置中庭隔板，室内外高差为0.450m、1.10m、1.35m。工程平面布置为“凹”字形对称布置。本工程2011年6月30日开工，2011年11月10日完成基础分部施工。2012年10月8日主楼主体结构封顶。东裙楼二层结构层高为4.8m，梁为井字梁，框架梁截面尺寸5001000mm，次梁截面尺寸300600mm，板厚120mm。框架梁最小跨度为8.1m，最大跨度为27m。
