大型仓储超高框架梁装配式支撑体系施工技术

宋 晓

（广州工程总承包集团有限公司 广州 510310）

0 引言

大型仓储类项目具有层高大，施工范围广，框架梁截面大的特点，传统的满堂支模架施工方式存在采用的钢管及构配件材料多，安拆的时间长，与独立柱抱柱稳定措施较多，安全风险性较大等诸多弊端。本文以某食品加工中心项目11.5 m 层高框架梁施工过程中的支撑体系为研究对象，如图1 所示。提出了一种安拆快捷，安全可靠，节约成本的新的施工工艺，以完成大型仓储类项目超高框架梁结构施工［1-3］。

1 装配式支撑体系设计

提出了以预埋钢牛腿+扁担梁+贝雷架+三角桁架组合形成的快速安拆钢平台支撑体系，如图2所示。

2 支撑体系计算分析

2.1 钢平台和钢牛腿模型建立

采用Midas Civil 软件建立钢平台体系有限元模型［4］，如图3 所示。取最大跨度11.3 m 的PT6 节段为例进行验算，中间受力构件为321 型标准贝雷片，由3 节3 m 节段组成，两端采用三角桁架，根据不同的跨径尺寸、贝雷阴阳榫头的不同，提前在工厂加工制作，上弦杆采用双拼16a 槽钢，腹杆采用80×60×5.75 方通，系杆采用双拼50×5 角钢，三角桁架型材采用Q355B。两榀钢桁架之间底部采用I12.6工字钢，斜杆采用φ48×3钢管组成横向稳定支撑杆系。

采用Midas FEA NX 软件建立钢牛腿与混凝土立柱耦合的实体模型，如图4 所示。钢牛腿承受上部混凝土主梁和钢平台支撑体系的自重以及施工过程的动荷载［5］。

2.2 荷载取值

装配式钢平台支撑体系的传力途径为：框架梁现浇钢筋混凝土自重和施工活荷载→木模板和方木次楞→方通主楞→可调顶托→钢平台顶部横向平台梁PTL（双拼10#槽钢）→钢桁架梁→钢扁担梁和钢牛腿→已施工独立混凝土柱结构。

在钢平台支撑体系［6-8］中，承受的荷载包括钢桁架自重荷载，上部主次楞、平台模板、护栏、混凝土框架梁自重及施工活荷载等载荷作用，荷载最终组合按照1.2倍自重+1.4倍施工作业荷载取值。

2.3 钢平台计算分析结果

钢平台支撑体系最大位移为11.2 mm，位于支撑体系中部，小于《钢结构设计标准：GB 50017—2017》规定的L/500＝24 mm（最大位移处构件跨度L=12 m），符合要求。

钢平台支撑体系的最大组合应力位置为三角桁架的斜腹杆与上弦杆交接处附近，为237.8 MPa（小于Q355B 钢材最大组合应力310 MPa），如图5 所示。最大剪应力位置为支座处，为90.1 MPa（小于Q355B 钢材最大剪切应力180 MPa），满足要求。

2.4 钢牛腿计算分析结果

由应力验算结果可知，钢牛腿最大组合应力在靠近根部的腹板处，为134.4 MPa（小于Q355B 钢材最大剪应力310 MPa），如图6 所示。钢牛腿最大剪应力亦在靠近根部的腹板处，为125.4 MPa（小于Q355B 钢材最大组合应力180 MPa），符合要求。

3 装配式支撑体系安装

3.1 支撑体系安装工艺流程

钢牛腿制作与安装→扁担梁的安装→钢平台与防护栏的地面拼装→钢平台支撑体系整体吊装安装→测量放样顶托标高调整→钢筋绑扎→梁模板安装→混凝土浇筑。

3.2 钢牛腿制安

在混凝土独立柱上方沿着混凝土次梁方向预埋在支模前预埋8 根φ32×1.5 钢套管，并采取焊接的形式使其固定，确保混凝土浇筑完成后各钢套管孔洞不偏位。钢板480×250×20提前打穿螺栓安装孔洞，钢牛腿采用H250×200×12×10 焊接于钢板上，焊缝厚度不得小于10 mm，如图7所示。钢牛腿制作完成后利用4根高强螺连接扁担梁与钢牛腿。待混凝土柱脱模后，通过8根高强螺杆D30安装柱两侧钢牛腿，如图8所示。

3.3 钢平台地面拼装

在场地内原地面进行混凝土框架主梁钢结构平台组装［9］。钢结构平台中部采用标准321型贝雷架结构，两侧采用Q355 三角桁架，架体间距1.5 m 并设置侧向支撑。贝雷架顶部设置双拼10 号槽钢平台梁和钢管作为操作平台，在梁底设置可调托座并固定在双拼10#槽钢上，如图9所示。

3.4 钢平台整体吊装

采用四点吊装，两边各设置一台升降车，工人升置柱顶位置，先连接柱两侧的钢牛腿上的扁担梁。调整中心线于轴线对齐后落钩，连接牢固后松钩。以此类推吊装三跨混凝土框架次梁支撑钢平台。次梁方向的钢平台吊装完成后，吊装中间混凝土框架主梁钢平台体系，同理两边各设置一台升降车，工人升至柱顶位置，混凝土框架主梁支撑钢平台贝雷架与安装完成的钢牛腿连接采用4根高强螺栓连接。如图10所示。

4 装配式支撑体系拆卸

由于框架梁底空间有限［10］，采用汽车吊直接拆除容易产生视线盲区且易对已浇筑完成的框架梁造成碰撞损伤，本拆除工艺采用预留孔洞穿入钢棒并连接吊环，通过电动葫芦下放的方式进行钢平台的整体拆卸以方便循环投入使用，如图11所示。

在框架梁混凝土浇筑前，在梁两侧预埋两根D100套管，待框架梁强度达到90%，具备拆除条件后，进入支撑体系拆卸工序。拆除顺序如下：梁侧模板拆除→穿入D90 穿心钢棒并安装吊环及电动葫芦→钢扁担梁、三角桁架与钢牛腿外侧间螺栓拆卸→钢扁担梁拆除→次梁方向钢平台拆除→钢牛腿内侧与三角桁架间螺栓拆除→钢牛腿拆除→预埋高强螺栓拆除→中间框架梁位置钢平台拆除。

钢扁担梁、钢牛腿、三角桁架间存在竖向位置上的重叠，在拆除螺栓连接后，钢扁担梁和钢牛腿前，需先用电动葫芦将钢平台上拉5～10 cm，升降车上的施工人员将钢扁担梁、钢牛腿从水平向上取出拆卸后，用电动葫芦将钢平台缓慢吊至地面，采用汽车吊将钢平台转运到下一个区域进行架设施工。

5 结语

⑴ 通过对空间复杂架构的有限元施工方针分析，确保设计安全可靠，同时合理分配并调整施工方案中的构件型号、材质。

⑵钢平台体系拼装完成后，在地面对支撑体系进行模拟预压试验，降低安全隐患。

⑶采用本装配式支撑体系的安拆施工，降低高空框架梁施工采用传统高大支模失稳的安全隐患，同时本支撑体系取得了较好的经济效益，提高了支撑体系的周转效率。