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大跨度预应力混凝土梁高大模板支架施工技术

 摘要:随着建筑行业的发展,大跨度预应力混凝土梁高大模板支架的应用也逐渐普遍,对其施工技术也越来越严格。某建筑采用大跨度预应力混凝土结构,属大跨度高大模板支架工程,对预应力混凝土梁高大模板支架的设计、施工技术、监测及质量控制措施进行了介绍,为工程创优打下良好基础。

  关键词:大跨度;高大模板支架;施工技术;监测;质量控制

  近年来,随着我国城市化建设的不断推进,建筑物的规模、体型也不断扩大和复杂。在建筑施工中,大跨度、大截面梁高大模板支架的使用逐渐普遍起来。但由于施工不当,没有认真执行安全技术标准规范,施工中模板支架倒塌事故时有发生,不仅造成了严重的经济损失,而且严重威胁到施工作业人员的生命安全健康,这不得不引起我们的高度重视。下面,结合具体工程,就大跨度预应力混凝土梁高大模板支架施工技术作一系统介绍。

  1 工程概况

  某建筑工程,4层屋面大跨度预应力梁边跨截面为500mm×2200mm,跨中截面为500mm×2600mm,偏安全同时考虑施工方便按500mm×2600mm设计与计算。屋面板厚250mm采用GBF板,预应力梁顶最高标高28.6m,支撑在结构标高11.10m上,属于高大模板支架工程。
根据建设部文《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》规定本工程属于高大模板支撑,方案需进行专家评审,评审后满足各项要求才能用。高支模施工,重点考虑支架的整体强度和稳定性。

  2 梁模板支架计算编制依据

  1)JGJ162-2008建筑施工模板安全技术规范。2)JGJ130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范标准。3)某工程施工图。说明:本工程模板支架采用φ48×3.5mm钢管与扣件搭设,考虑实际使用的钢管厚薄不均匀,按φ48×3.0mm钢管进行计算,偏安全。同时考虑到现在实际工程中存在使用φ48×2.75mm的钢管,从安全角度考虑,本工程模板支架的钢管计算采用φ48×2.75mm的钢管进行计算。

  3 预应力梁模板支架设计

  梁截面尺寸500mm×2600mm,支模高度为17.5m(梁顶最高标高28.6m,支撑在标高11.10m上),板厚250mm,混凝土构件采用木胶合板支模,计算梁下的模板支架尺寸。
3.1 荷载计算
梁混凝土自重:0.5×2.6×24=31.2kN/m。
梁钢筋自重:0.5×2.6×2.5=3.25kN/m,偏大取2.5kN/m2(规范取值1.5kN/m2)。
梁模板自重:(0.5+2.6×2)×0.5=2.85kN/m。
梁两侧楼板钢筋及混凝土自重:0.25×1.0×25.5=6.38kN/m(此值计算偏大,安全)。
合计恒载:43.68kN/m。
梁浇筑混凝土时支架立杆施工活载取1.0kN/m2(规范取值);加上振捣混凝土时产生的荷载偏大取2.0kN/m2(规范取值为2.0kN/m2)。
因此,施工活载为:0.45×(1.0+2.0)=1.35kN/m。
另考虑到支架立杆及相连杆件的自重,偏安全取4kN/m(此值偏大),计算支架承载力时,支架的设计荷载为:
q=1.2×(43.68+4)+1.4×1.35=59.1kN/m。
3.2 支架搭设
采用φ48×3.5mm脚手钢管与扣件搭设成排架,在中间立杆顶部设可调托,轴心受力。
3.3 支架搭设尺寸
梁作用在支架上的荷载q=59.1kN/m,考虑到立杆支座处内力重分布,中间支座处受力较大,将设计荷载乘以1.1系数进行计算,即q=1.1×59.1kN/m=65.0kN/m,沿梁方向0.45m荷载N=0.45×65.0=29.3kN。考虑采用梁下中间顶部设可调托,偏安全考虑,梁两边双扣件与梁两边立杆上双扣件,不承担荷载(很安全),全部由中间的两个可调托承担,则每个可调托承担的轴向力14.65kN(梁500mm宽的荷载全部由中间立杆承担,很安全)。双扣件抗滑设计承载力取12kN。
3.4 支架立杆稳定承载力复核
梁模板支架搭设的高度为17.5m,按步高1.5m进行搭设。考虑实际使用的钢管厚薄不均匀,按φ48×2.75mm进行计算,偏安全。顶部可调托为轴心受力,按轴心受压柱:
按步高为1.5m进行计算:l0+2a=1500+2×(200+48)=1996mm,λ=μh/i=1×1996/16=124.75,φ=0.412,φAf=0.412×391×205=33023.9N≈33.02kN>14.65kN(满足要求)。
按步高1.5m进行搭设,局部稳定性满足要求,见图1~图3。

  4 预应力梁混凝土施工技术及高支模板监测

  1)本工程采用商品混凝土,混凝土浇筑原则:为确保模板支架施工过程中均衡受载,本工程拟采用由中部向两边扩展的浇筑方式。梁混凝土浇筑采用分段分层浇筑,对称浇筑方案。分段、分层浇筑。水平分层,浇筑厚度在20cm~50cm。混凝土下料点分散布置,浇筑循环推进、连续进行。不可预见情况的处理,施工技术负责人同现场监理工程师研究决定。2)本工程采用泵送混凝土,混凝土的坍落度一般在150mm,采用汽车泵泵送混凝土,混凝土的泵送速度约为1.5m/h。施工时要注意控制楼面堆积厚度不超过20cm,大梁浇筑时要进行分层施工,不能一次过泵到梁面。其他浇筑施工技术及注意事项参照该工程的施工组织设计。3)混凝土浇筑过程应严格按方案程序进行,在支架下面要安装照明灯,在安全员的监督下,派木工进行巡查,发现问题立即进行加固。如果支架沉降、位移达到报警值时,安全员应立即报告现场施工负责人,现场施工负责人查明情况,采取必要的安全措施和加固措施。发现险情,安全员、现场施工负责人要及时通知现场作业人员撤出危险范围。4)高支模监测项目部准备在现场进行施工过程监测。a.监测项目:支架沉降和位移。
b.测点布设:梁均设一个监测剖面(梁中位置),每个监测剖面布设一个支架水平位移监测点、两个支架沉降观测点。c.监测频率:浇筑混凝土过程中实施监测,监测频率不超过30min一次。

  5 预应力梁模板支架质量控制措施

  1)施工前由施工员对工人进行详细的技术交底,对钢管搭设、模板、支顶的加固等按规范要求安装。2)必须按方案做好卸荷措施。3)钢管安装前应检查是否有破损、立杆是否变形、焊口是否有裂缝。4)模板安装中,严禁使用有裂缝的松杂木枋,对梁底所使用支模松杂木枋,应事前检查,挑选完好的木枋。梁、板底模板按规范起拱确保模板和支顶系统不变形。5)模板安装中或完成后,由质安员、施工员在现场指导监督,确保模板支顶方案得到落实和按规范施工。6)混凝土浇筑过程中,派专人监察支架和支承情况,发现有较大下沉、松动和变形情况要及时采取措施解决,并向有关部门汇报。7)施工过程中必须符合JGJ130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范及相关规范的要求。8)水平拉杆、剪刀撑必须与钢管立杆同步搭设。9)扣件螺栓拧紧力矩为40N·m~60N·m。10)用于施工的钢管、扣件要按规定进行质量检测,禁止使用不合格的钢管、扣件。

  6 结语
通过本工程大跨度预应力混凝土梁高大模板支架设计、施工与顺利完成,可以发现,经过周密的准备部署,各方专家论证,严格控制施工技术、混凝土浇筑及模板监测等工作,并采取合理的质量控制措施,大跨度预应力混凝土梁高大模板支架的质量是能满足要求的。

  参考文献
[1] 申鑫.大跨度大截面梁高大模板支架设计与应用[J].云南冶金,2011年01期
[2] 林志泉.浅谈大跨度预应力混凝土梁高大模板支撑架施工技术[J].福建建材,2011年08期

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