排涝站主厂房梁板工程高支模施工技术分析

杨 可

(惠州市惠州大堤东堤管理中心，广东 惠州 516001)

0 引 言

排涝站主厂房屋面梁板工程具有规模大、范围大、质量要求高等特点，对施工技术和标准提出了更高的要求，早期支架模板搭设施工技术，难以满足排涝站主厂房屋面梁板工程施工建设的要求。高支模施工技术可大幅提升工程内部结构的安全性和稳定性，更好的保障排涝站主厂房屋面梁板工程的安全性和可靠性，而且相关零部件和结构体系拆除之后可循环利用，可更加有效的降低施工成本，提升施工效率和安全性，保证工程项目的总体质量。基于此，开展排涝站主厂房屋面梁板工程的高支模施工技术分析和研究就显得尤为必要。

1 工程概述

马安围澳背排涝站扩容改造工程，在主厂房屋面梁、板工程中，需高支模施工；现取其中支模高度最高、梁高度最大的主厂房主梁WKL1、WKL2、WKL4、WKL5(宽×深=400×1200 mm)和屋面板(厚 100 mm)进行计算。主泵厂房电机层▽ 16.60 m以下属于剪力墩墙结构，▽16.60m以上框架结构，建筑高度：12.70m，建筑面积：1376.50m2，里脚手架最大净高：流道层至梁底 19.50 m(▽8.60 m -▽28.10 m)、流道层至楼板底 20.60 m(▽ 8.60 m -▽ 29.20 m)。

2 高支撑架的构造和施工要点

2.1 构造要求

在排涝站主厂房屋面梁板工程施工建设中，梁板模板高支撑架可按照设计荷载的要求，选择合理的杆体结构，常用的杆体结构有两种，一种是单立杆，另一种是双立杆。二者的区别主要体现在步距不同上，若步距比较小，可选择单立杆，步距比较大，则可以选择双立杆，以保证高支撑架的强度和稳定性。如果在具体施工中，梁和楼板荷载之间相差的距离比较大，可按照实际情况合理调整立杆间距，以保证构造质量[1]。

2.2 立杆步距设计

在排涝站主厂房屋面梁板工程中，架体立杆步距，有两种形式，一种是等步距，另一种是变步距。前者适用于立杆轴力变化范围比较小的高支撑架构造设计中；后者则多应用在轴力高度分布变化比较大的构造设计中。如果存在了变步距设计方法，则变化幅度要尽量减少，高支撑布局控制在 0.90-1.50 m之间效果最佳。

2.3 整体性构造层设计

在排涝站主厂房屋面梁板工程高支模施工中，如果支撑架的高度在 20.0 m以上，或者横向上的高宽比不超过 6.0 m，需要设置双水平加强层，具体的做法为：在高支撑架的顶部到中部位置，每隔 10.0 m的距离，设置一道竖向斜杆，以提升空间结构的稳定性，更好的控制变形约束[2]。高支撑架的顶部和底部，都必须设置水平加强层，可以是双水平加强层，也可以是单水平加强层。

2.4 剪刀撑和顶部支撑点设计

在进行剪刀撑设计中，需要沿着排涝站主厂房屋面梁板工程支架四周外立面满设剪刀撑。中部则可以根据实际需求，按照架框格大小的不同，每隔 10-15 m就设置一道剪刀撑。为了最大限度上提升高支模的稳定性和安全性，为排涝站主厂房屋面梁板工程施工提供良好的环境，需要合理的布置剪刀撑。本工程剪刀撑布置在各构件的交叉点位上，以提升高支模总体结构的稳定性。

在排涝站主厂房屋面梁板工程的立杆顶部则需要布置上支承托板，控制顶部支撑点到支架顶层横杆的高度不超过 40.0 cm，各支撑点需要布置在顶层横杆之上，并适当靠近立杆，最大不能超过 20.0 cm[3]。

2.5 支架搭设和和施工

在排涝站主厂房屋面梁板工程高支模支架搭设中，必须按照工程设计要求，做好支架搭设工作，为提升支架的稳固性，立杆和水平杆的接头需要错开处理，且严禁同时布置在一个框格中，无论是立杆的垂直度，还是横杆的水平度，都需要在允许范围。且钢管和钢管连接的扣件需要拧紧，拧紧力矩要控制在 45 N·m-60 N·m之间[4]。

在具体施工中，必须科学合理的设计混凝土浇筑方案，保证模板支架在施工中能够均衡荷载，选择从中间向两边逐步浇筑的方法进行混凝土浇筑。对那些超过最大荷载的要做好控制措施，做好现场管理工作，避免钢筋、钢板、施工工具等堆放在支架上方[5]。

3 高支模施工的稳定性和安全性验算

3.1 底模板验算分析

第一层龙骨(次楞)间距L= 300 mm，计算跨数5跨；底模厚度h=18 mm，板模宽度b=400 mm。

则有W=bh2/6=400×182/6=21600 mm3,I=bh3/12=400×183/12=194400 mm4。

3.1.1 抗弯强度验算

弯矩系数：

KM=-0.11,Mmax=KMq1L2=
-0.11×16.74×3002=-165726 N·mm

(1)

σ=Mmax/W=-165726/21600=-7.67 N/mm2

(2)

梁底模抗弯强度σ=-7.67 N/mm2

3.1.2 抗剪强度验算

剪力系数：

KV=0.61,Vmax=KVq1L=
0.61×16.74×300=3063 N

(3)

τ=3Vmax/(2bh)=3×3063
/(2×400×18)=0.64 N/mm2

(4)

梁底模抗剪强度τ=0.64 N/mm2

具体的计算简图如图1所示：

图1 底模板验算简图

3.2 支撑强度验算

在案例工程施工，高支模施工相关强度参数如表1所示。

表1 支撑强度参数表

3.2.1 荷载计算

传至每根钢管立柱最大支座力的系数为2.16

每根钢管承载：

NQK1=2.16×3230=6977 N

(4)

每根钢管承载活荷载：

(1.0 kN/m2):NQK2=
1.40×0.60×0.60×1000=504 N

(5)

每根钢管承载荷载：

NQK=NQK1+NQK2=6977+504=7481 N

(6)

钢管重量0.03 kN/m,立杆重量=0.03×18.30×1000=549 N

水平拉杆11层,拉杆重量=11×1.20×47.90=632 N

支架重量NGk=立杆重量+水平拉杆重量=549+632=1181 N

钢管轴向力：

N=1.2NGK+NQK=1.2×1181+7468=8885 N

(7)

3.2.2 钢管立杆长细比验算

LO1=ηh=1.10×1.80=1.98m,LO2=
h＇+2a=1.50+ 2×0.30=2.10 m

(8)

LO=LO2=2.10 m=2100 mm,i=15.90 mm,
λ=LO/i=2100/15.90=132.08

(9)

钢管立杆长细比 132.08<150,满足要求。

3.3 高支模对拉螺杆强度验算

在本工程施工中，对拉螺杆横向间距600 mm，侧肋间距300 mm，计算跨数5 跨,梁侧檩梁采用Φ48×3.20 双钢管，W=4730 mm3，I=113500 mm4，A=450 mm2。

3.3.1 抗弯强度验算

弯矩系数KM=0.17,P=5.51 kN

Mmax=KmPL=0.17×5.51×0.60×106
=562020 N·mm=0.56 kN·m

(10)

σ=Mmax/W=562020/(2×4730)=59.41 N/mm2

(11)

檩梁抗弯强度σ=59.41 N/mm2

3.3.2 抗剪强度验算

剪力系数：

KV=0.66,Vmax=KVP=0.66×5.51=3.64 kN
τ=3Vmax/(2bh)=3×3636
/(2×2×450)=6.06 N/mm2

(12)

檩梁抗剪强度τ=6.06 N/mm2

高支模对拉螺杆强度验算简图如2所示。

图2 高支模对拉螺杆强度验算简图

4 高支模的搭设和拆除方法

4.1 高支模搭设

高支模搭设是排涝站主厂房屋面梁板工程施工的重中之重，为保证施工质量，需要从以下几个方面同时入手来控制施工质量：

1)在脚手架搭设之前，要做好技术交底，保证每位施工人员，都能充分了解施工内容。

2)对各配件和结构件进行详细检查分析和验收，保证每根钢管、每件配件的质量和性能都符合施工要求。钢管在使用之前，需要做好清理工作，严禁存在杂物[6]。

3)钢管布置时，要先弹出立杆的位置，再通过放线测量的方法确定垫板和底座安放的位置，在具体搭设过程中，可采取逐排、通层搭设方式，边搭设，边设置扫地杆水平综合加固杆。

4)交叉支撑应在每列支架两侧设置，并采用锁销与支架立杆锁牢，施工期间不得随意拆除。

4.2 高支模拆除

高支模具有很高的重复再利用率，为提升利用效果，避免损坏模板结构，在本工程施工中按照以下方法来拆除高支模，取得了良好效果。

1)在高支模拆除之前，需要取得施工单位负责人和工程监理部门的许可之后，确认不再需要后，才能进行拆除操作。

2)支撑脚手架拆除之前，要先清除脚手架支持上存留的零星物件及杂物，避免影响下方人员的安全性[7]。

3)在高支模拆除时，需要设置合理的警戒区，由专人负责警戒。

4)脚手架支撑拆除需要在统一指挥下完成，按照后装先拆，先装后拆的顺序，逐步完成高支模和脚手架的拆除工作。

5 结 语

综上所述，文章采用工程实例结合理论实践的方法，分析了排涝站主厂房屋面梁板工程的高支模施工技术，分析结果表明，排涝站主厂房屋面梁板工程和常规的建筑工程项目，其施工结构更加复杂，影响施工质量和安全的因素也比较多。采用高支模施工技术，设计定型的铝板，为排涝站主厂房屋面梁板工程施工中各道工序高效、有序的开展营造良好条件，更好的保障排涝站主厂房屋面梁板工程施工质量和安全性，从而获得更大的经济效益。