体育馆球型网架及高支模系统设计与施工研究

梁彦彦

（甘肃第七建设集团股份有限公司 甘肃兰州 730000）

体育馆是国内高校的重要基础设施，有建设流程繁琐、需考虑的因素多样等特征。在体育馆项目建设阶段，优化大跨度大截面梁模板支撑设计、施工效果，始终是施工方的共性追求，一方面有益于完善体育馆建设质量，另一方面也能取得较好的效益。鉴于此，笔者结合具体工程案例，较为详细的探究该支撑系统的设计及施工要点，以供同行参考。

1 工程概况

本体育馆项目为体育馆钢结构工程，整体结构是框架结构，建筑占地面积3057.6m2，地下一层，基础顶、钢柱底标高依次是-2.0m、-5.83m；地上三层，建筑顶、钢柱底标高为+17.9m、+16.6m，本工程网架形式为焊接空心球节点网架，网架结构形式为四角锥网架，多点支承，重约106t。平面尺寸52.1m×58.8m，高为3m，支座共计32 个，跨度52m×58.5m，最大杆件φ159×10，焊接球内径最大是WSR5225。建筑抗震设防烈度80，预计使用年限50 年。

2 梁模板支撑系统设计

碗扣式立杆下垫50×200mm 木板，立杆间距900×1200。梁、板扫地杆距楼地面300mm，梁水平杆步距1200mm，板水平杆步距600mm、纵、横向及水平剪刀撑均可搭接，搭接长≥1.0m，用三个旋转扣件依次与在离杆端间距≥100mm 位置固定[1]。

2.1 梁侧模板基本参数

断面宽、高依次为600mm、1800mm，两端楼板厚均为120mm；结合相关规范要求，拟定选用普通胶合板。内龙骨选用40×80mm 木方；外龙骨采用双钢管，间距600mm。

面板厚18mm，剪切强度1.47N/mm2，抗弯强度14.0N/mm2，弹性模量为6000.0N/mm2。

木方构件以上三项参数指标依次是1.3N/mm2、15.0N/mm2、9000.0N/mm2。

2.2 计算梁侧模板面板

面板属于受弯结构，应检验其持有的抗弯强度与刚度。依照连续梁对模板面板予以测算。

面板的测算宽度取值为0.60m。

经计算，得荷载（q）为22.032kN/m、截面惯性矩（I）为32.40cm3、截面抵抗矩（W）为29.16cm4。

针对静荷载标准值，严格依照《模板工程施工工艺标准》（Q/GJZ03—2005）进行测算[2]。

由左至右各支座（N1～N10=1.622kN）受力依次是1.622kN、4.664kN、3.965kN、4.151kN、4.105kN、4.105kN、4.151kN、3.965kN、4.664kN、1.622kN。最后，确定最大弯矩（M）为0.081kN，最大变形（V）为0.065mm。

计算的面板抗弯强度（f）为2.500N/mm2；针对抗弯强度设计值[f]，拟定取15.00N/mm2。

因为f＜[f]，故而断定面板抗弯强度符合相关规范设计要求[3]。

截面抗剪强度（T）为0.346N/mm2，抗剪强度设计值[T]为1.40N/mm2，经比较分析后，也能得出截面抗剪强度符合工程设计要求的结论。

2.3 梁侧模板内龙骨的计算

针对内龙骨直接承接模板传导的荷载，一般依照均布荷载连续梁予以测算。

内龙骨强度均布荷载（q）为6.854kN/m。

挠度荷载标准值（q）为4.544kN/m。

严格依照三跨连续梁计算，得均布荷载（q）、最大弯矩（M）、最大剪力（Q）、最大支座力（N）依次是6.854kN/m、0.247kN/m、2.468kN、4.524kN。在本算例中，截面惯性矩（I）、截面抵抗矩（W）依次是42.67cm3、170.67cm4。

2.4 计算对拉螺栓

采用公式N＜[N]=fA 计算，在上式内，N、A、f 分别是相应拉螺栓所承受的拉力、有效表面积（mm2）、把抗拉强度设计为170N/mm2。测得对拉螺栓直径、有效直径、有效面积、最大容许拉力值及所能承载的最大拉力依次为14mm、12mm、105.0mm2、17.85kN、13.437kN。对以上计算结果综合分析后，确定对拉螺栓强度符合标准要求。

3 施工方案及技术要点

3.1 设定施工工艺流程

图纸会审→设定具体方案→外购→焊接球节点、杆件、附件→检查规格等指标→喷砂除锈喷底漆、中间漆、面漆→验收构件→材料当地复检→现场定位放线→吊装设备安装→地面组装网架→焊接网架→安设檩条→分批吊装网架至标高→防火涂刷→完工检验→清理工程场地[3]。

3.2 网架焊接

（1）网架焊接准备：要求T 型接头间隙e≤15mm。若在1.5～5.0mm 区间内取值，应建议采用打底焊法宜规避焊漏，焊接环节适当增加角焊缝的焊脚尺寸，增加值与根部间隙持平。另外，焊接工序开展之前一定要落实技术和安全交底工作。

（2）焊接要求：如果杆件壁厚＞4mm，则焊接的厚度按照壁厚1.2 倍计算。该工程的杆件及焊接H 型钢的壁厚均偏大，焊缝应为五遍成型。第一遍是打底焊，必须焊透，不可有夹渣、气孔、裂纹等质量缺陷。经清理检查合格后方可进入到第二遍焊接，第三遍、四遍流程一致，最后一遍是成型焊接。成型后要求焊缝质量符合一级或二级焊缝的规定

3.3 吊装网架

根据现场实际情况、整体结构的布置情况及网架的形式，网架整体提升采用6 套φ426X10 独脚拔杆，拔杆高度为24m，设置24 个吊点，吊点设置在网架下弦球节点上，采用打捆的方式。每个独脚拔杆上设置四个32t 六门滑轮组，每个滑轮组采用顺穿形式，两个滑轮组组成双联滑轮组，由一台慢速5t 卷扬机提供动力。

3.4 涂装施工工艺

严格依照工程设计要求，在工厂中处理焊接钢球表面，建议涂刷可焊性防锈漆，杆件表面处理工作可以在工程现场进行，利用喷砂机具对其表面予以处理。涂层结构完整性修整及现场拼装焊缝六段，其它构件

均建议在网架安装前施工完成。涂装工艺中需注意的问题有：①喷枪与工作面间距250～400mm；②喷枪与工作表层成角90°；③两条相毗邻的喷涂带上应有1/3 的宽为重叠部分，尽可能维持厚度的均匀性。

3.5 拆除吊具

待网架整体就位后，依照次序拆除吊具，将就位网架设为拆除拔杆的支点，吊索及滑轮拆除在前，本工程中采用两台25t 吊车配合拔杆，按次序拆除拔杆，以上操作中尽量不要使拔杆触及到就位的网架。

4 结束语

以科学的设计计算方法为支撑，最后规划设计出符合体育馆工程实况的高大模板支撑体系。以施工设计图纸为指导开展施工作业，施工流程顺畅，并且架体持有较高稳定性，体现出较大的推广价值。