扣件式鋼管高支撐架在結構施工中的應用

殷松海

陜西省第一建筑工程公司

1.工程概述

    某辦公會議樓B段工程為五層框架結構．建筑總高度27. 60m，建筑面積約l0000 ㎡。會堂上部網架建筑高度為23 .8m。該工程結構設計復雜，施工難度大。在五層結構20. 90m標高處@軸設計了一根高2. 5m、跨度為24m的框架大粱，截面為矩形，寬為540mm，該梁自身自重較大，達79．31t，距離三層結構平面(標高為9 .8m)的高度為1l.1m，給支模和施工帶來了很大的困難。為了保證大梁的施工質量和安全, 經過研究論證、計算，決定從大梁的模板支撐體系入手，著重解決支撐大粱的扣件式鋼管高支撐架立桿穩定性的承載力驗算(支撐高度在4m以上的模板支架被稱為扣件式高支撐架)，來復核高支撐架能否滿足大粱施工要求。

2.施工方案

    根據大梁的形狀和所處的位置．首先確定粱模板的支設方法和扣件式鋼管高支撐架的搭設方法，來驗算高支撐架立桿的穩定性。

    2.1大梁模板支設方法

    (B)／⑤-⑧軸大粱為高空搭跨度結構，梁截面(寬×高)為540×2500mm，跨度為24m。距離三層結構平面(標高為0. 8m)的高度為ll.l m。大梁模板采用1cm厚竹膠板后背木方(60xlOOmm)進行配置，梁底模木方間距l80 mm，粱側模木方間距(跨度方向)300mm，木方后面背雙立鋼管，并用對拉螺桿配蝴蝶卡對模扳進行加固，對拉螺桿橫縱間距500mm，然后利用鋼管支撐架對模板進行加固，再進行大梁的施工。

    2.2大梁下部高支撐架的措設方法

    按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》(JGJl30-2001)進行搭設，鋼管采用Φ48×3 5mm型鋼管，要求鋼管無彎曲和銹蝕，扣件無裂縫、滑絲等質量缺陷。粱模板支撐架搭設高度為(23.4—2.5—9．8m)=11.1 m，大梁底支撐架立桿的縱距(沿跨度方向) L=0.5m，橫距(梁寬方向)為1.2m，水平桿的步距為h=l.5m，粱底增加兩道承重立桿，間距l80mm，該支撐架與(B)-(C)之間的滿堂架連接。由于該粱荷載較大，因此，立桿之間必須按步距滿設雙向水平桿，確保兩個方向足夠的剛度，立桿和水平桿的接頭均應錯開在不同的框格層中設置，立桿的垂直偏差和橫桿的水平偏差應小于《規范》的規定。并沿粱跨度方向每lOm增加一道剪刀撐與水平面夾角為45°，來增加架體的整體剮度和穩定性。梁寬方向的水平桿與梁長方向的縱向水平桿相連處的扣件螺栓擰緊，并在縱向水平桿與立桿相連處的下方另加一組雙扣件，防止在豎向荷載作用下單扣件滑動。

    2.3大粱施工的荷載計算

    施工大粱產生的荷載包括梁與模板自重荷載，加固模板所用的設施料自重及施工活荷載等。

    2.3.1荷載的計算：(取大梁lm長作為計算單元)經計算得到施工每米長大粱的荷載為：

    均布荷載值為：  q1=1.2×(33.75+1.5921.478+0.18)=44.4 KN／m

    集中荷載為：Pl．42.7=3.78 KN

    2.3.2梁底方木楞的支撐力計算：方木計算如下

    經過計算得到．從左到右各木方傳遞集中力(支座反力)分別為：

    N1=3．504KN：  N2=10．307KN：  N3=10.438 KN：  N4=3.504 KN；

    2.3.3梁底水平鋼管的支座反力計算：

    支撐鋼管按照結構力學連續粱的計算得到支座反力№=RB=0.751 KN中間支座最大反力Rmax=15.937 KN。

    2.4粱底縱向鋼管的計算

    縱向鋼管只起構造作用，通過扣件連接到立桿：

    2.5扣件抗滑移的計算

    縱向或橫向水平桿與立桿連接時，扣件的抗滑承載力按照下式計算(扣件式規范5.2.5)： R≤Rc其中：Rc——扣件抗滑承載力設計值，取8.0 KN；R——縱向或橫向水平桿傳遞給立桿的豎向作用設計值。

    計算中R取最大支座反力，R=15.9371KN，單扣件抗滑承載力設計計算不滿足要求，可以采用雙扣件，并用鋼管加設支托。

    當直角扣件的擰緊力矩達到40—65N·M時，試驗表明：單扣件在12KN的荷載作用下會滑動，其抗滑承載力可取8.0 KN：雙扣件在20 KN的荷載作用下會滑動，其抗滑承載力可取12．0 KN。

    2.6立桿的穩定性驗算

    2.6.1立桿的穩定性計算公式  σ=N／中A≤[]

    其中K-立桿的軸心壓力設計值 經計算，N=17.655KN

    Φ=0.202  A=4.89c㎡    []=205N／m㎡

    將上述數據代入=N／ΦA≤[]

    則σ=17．655×10／0.202×4.89×l0‘

    =178.734N／m㎡

    立桿的穩定性計算0=178.734N／m㎡<[]=205．OON／m㎡故立桿穩定性計算滿足要求。

    通過驗算，該大梁模板高支撐架架體穩定，能夠滿足大梁的正常施工。為了保證高支撐架立桿能夠均勻的將荷載傳遞給三層結構面．在立桿的根部墊50mm厚，寬300mm，長3000mm的木板，橫向縱向均加設掃地桿，掃地桿與木板之間用方木(50×80mm)配木楔塞實，保證荷載均勻傳遞。   

    上述對梁模板高支撐架的穩定性計算，得到西北建筑設計院結構工程師李若奇的審核認可，同意采用此方案施工大梁。

    現在大梁已經施工完成，在施工過程中經測量觀測，高支撐架架體穩定。大梁的位置和截面尺寸滿足設計和施工規范要求。

    通過對該大梁支模施工和高支撐架的驗算，總結出以下經驗：

    1)粱、板模板高支架可以根據設計荷載采用單立桿或雙立桿：

    2)高支撐架的步距，搭設時不得超過1. 5m   

    3)任何情況下，高支撐架的頂部和底部，必須設置水平加強層；

    4)高支撐架在使用過程中，應派人檢查支架的支撐情況，發現松動和變形情況及時解決；   

    5)在澆注砼過程中嚴格控制實際荷載不超過計算荷載，否則應有可靠的控制措施。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)