论文部分内容阅读
【摘 要】进入新世纪以来，随着我国国民经济的稳定、健康发展，我国建筑事业的发展也呈现出稳定发展趋势。在建筑业大跨度迈进的社会潮流下，各种大跨工业厂房、演出剧院、会展中心、体育馆等大跨度、超大跨度的建筑结构不断的涌现了出来，使得我国建筑结构得到了进一步的发展与提升，这也为工程施工工艺带来了新的困惑与难题。在这种建筑结构下，传统的混凝土结构和网架结构的刚性屋盖逐步无法满足施工要求，其在施工的过程中多以斜拉钢桁架结构为主，这种结构的应用已成为目前大跨度工程中的一种安全、经济、可靠的高支模施工手段。本文以实际工程为例，就其斜拉钢桁架高支模施工技术要点进行分析与总结。
【关键词】高支模；大跨度；斜拉钢桁架；重复使用
近年来的社会发展中，随着高空连体、悬吊结构的不断涌现和普及，其给混凝土工程施工带来了各方面的困难与影响，尤其是支模施工，更是变得困难重重。在这些建筑结构施工的过程中，高支模问题是一个十分关键的环节，其一旦出现施工质量和施工工艺问题，极容易给工程造成质量缺陷，甚至是出现支模失稳坍塌的事故。近年来，建筑工程技术人员基于这些现象与问题进行分析总结得出了一项新的高支模施工技术，即本文提出的斜拉钢桁架施工技术。这种施工技术是以斜拉钢桁架作为主要的支模平台进行模板支撑和施工。经过多年的工作实践证明，这种支模技术对于提高模板工程施工质量和解决现有模板施工缺陷十分必要，是一种高效、经济的高支模施工技术方法。
1.斜拉钢桁架概述
斜拉钢桁架结构是目前工程项目中应用较多的一种结构形式，其是由塔柱、钢桁架、斜拉锁三个部分构成的一种新型空间结构，也是目前较为常见的建筑工程结构。在施工的过程中其主要的特点是利用斜拉锁作为钢桁架施工的主要弹性支撑点，这个支撑点的利用对于降低和减小钢桁架之间的承重结构有着重要作用与意义，其在施工的过程中能够有效的防止由于模板支撑而造成的种种施工隐患和安全问题。同时在目前的工程施工中，这种工程结构在施工的过程中可以通过斜拉索来控制应力的大小，从而提升钢桁架的位置，进而为工程支模工程的开展提供必然依据。
2.支模方案的选择
根据以往的支模方法进行施工和管理总结得出，在目前的工程项目中常见的施工方案与方法主要有以下几种：
2.1钢管扣件式脚手架搭设
钢管扣件式脚手架搭设方法也被人们称之为满堂落地式脚手架搭设技术。其在施工的过程中是通过将整个脚手架支撑在土地之上，其根据施工要求总结得出，存在着工程荷载大、施工底层要求高，且在搭设的过程中一次性投入量较大，搭设施工复杂且施工难度高，而且在施工的过程中存在着下方操作面窄的要求，使得其在模板超过二十米以上的高空中存在着极高的安全隐患，使得其在工作中无法对于工程质量得到保证，从而引起施工模板坍塌事故。
2.2依附高层结构主体的钢管三角斜撑架支模方案
该方案特点是不落地搭设，利用了已有一定强度的混凝土主体结构能卸载传力的特点，较省材省力。但高空悬挑搭设支模架的难度增大，高空作业多，极易发生坠落事故。
2.3悬空斜拉钢桁架支模方案
采用普通槽钢、角钢等型钢加工制作桁架，钢桁架制作后由塔吊整体安装就位。
经过方案比较，在高层连体和悬挑结构中采用悬空斜拉钢桁架支模方案是优选方案，该方案既方便施工，又将模板支架上的所有荷载尽快传至已有结构。
工程实践证明，这是一个避免超高支架落地支模，防止支架整体失稳坍塌，解决高支模施工的安全可靠、有效、经济的方法。
3.斜拉钢桁架设计及支模施工
3.1斜拉钢桁架支撑体系设计
钢桁架是支模施工主要受力构件，考虑到已施工结构混凝土强度和支模高度的协调，把钢桁架支模平台设置在空中花园下第二层楼面结构。由于桁架承担全部荷载传递到支座处的反力较大，难以满足楼板抗冲切的要求，再配4根书25mm的三级钢筋两边对称斜吊拉，向空中花园下一层楼面结构卸载。
支模由4榀钢桁架和3道桁架间支撑组成，桁架高为1.5m，跨度10m、12m不等，上弦杆为16a号双槽钢、腹杆分别为8号双槽钢、￡50x5双角钢、吊拉筋采用由25mm新三级钢筋。钢桁架的整体稳定性主要依靠同桁架间的剪刀撑形成整体，共同工作。
3.2斜拉钢桁架制作安拆
3.2.1桁架制作
（1）先安装桁架垫板及引弧板，同一节点应先焊下翼缘后焊上翼缘，先焊梁的一端再焊梁的另一端，严禁两端同时焊接，避免焊后热膨胀、冷却后收缩扭曲变形，同时减小应力集中。
（2）桁架节点中塞焊缝高度为5mm，型钢焊接均采用两侧面焊缝，角钢焊接角焊缝高度为5mm，其余未注明处焊缝高度均为8mm。
（3）型钢杆件与节点板采用两侧面角焊缝，每条焊缝长度为不小于型钢的截面高度，当两侧面焊缝不能保证时，采用三面围焊。
（4）对每品桁架的焊接施工都要做详尽的记录。
3.2.2桁架吊装
（1）桁架在制作场地制作完成后，尽量利用施工现场现有的塔吊完成吊装工作。
（2）桁架安装在离高空间内凹大板下2层的楼面处，支座螺栓M24的位置应根据桁架施工图纸预埋在施工桁架安装层上，结合桁架实际加工尺寸定位。
（3）桁架支座处另增加5夺16mm的抗冲切受力钢筋并伸入边梁或柱墙内长度不小于30cm。
（4）桁架间剪刀撑现场拼装，降低加工尺寸的误差。
3.2.3桁架拆除
（1）模板拆除条件为同条件养护试块强度得到100%设计强度。桁架待上部荷载全部卸掉后先行拆除桁架剪刀撑。
（2）桁架采用两点吊装，吊点位置焊接小16mm焊接吊环，吊环以不影响排架安装为宜。
（3）桁架拆除根据结构特点，待桁架逐步移出至中心与塔吊吊点在同一垂线上后，利用新完成的空中花园楼层上安装的5t卷扬机下落桁架。桁架下落过程中利用绳索控制桁架的方向，保证桁架下落过程中不受结构楼层的影响，桁架下落到下层楼面后，通过滑动钢管向外滑移。
（4）桁架吊到地面后进行检查，保修，保证下次利用时的完好性。
3.3斜拉钢桁架高支模设计与施工注意点
（1）为了确保高空钢管支架的整体稳定性，桁架平台上钢管必须设置纵向剪刀撑，且与周围钢管脚手或结构连接或顶紧卡牢，并在扫地杆处增设水平剪刀撑以增加钢桁架体的整体刚度稳定。
（2）工字钢在钢桁架的相交处均设置加宽的加劲肋，用M18螺栓栓接，保证工字钢在支座处的抗扭能力，端头点焊槽钢拉结。
4.结语
斜拉钢桁架平台与一般钢管脚手架支模配套的施工方法对于解决高空支模工程是成功的，它减少了高支模的不安全因素，使施工快、周期短、灵活性强、经济性好。经统计计算，若采用普通扣件式钢管落地脚手架，仅高支模层的钢管需65t左右，耗材、安全风险大。而采用了高支模可周转使用斜拉桁架，整个平台支撑工程仅用型钢13t。操作简单快捷，安全可靠。它与普通扣件式钢管落地脚手架搭设费用相比较，直接成本节约了80万元。
【关键词】高支模；大跨度；斜拉钢桁架；重复使用
近年来的社会发展中，随着高空连体、悬吊结构的不断涌现和普及，其给混凝土工程施工带来了各方面的困难与影响，尤其是支模施工，更是变得困难重重。在这些建筑结构施工的过程中，高支模问题是一个十分关键的环节，其一旦出现施工质量和施工工艺问题，极容易给工程造成质量缺陷，甚至是出现支模失稳坍塌的事故。近年来，建筑工程技术人员基于这些现象与问题进行分析总结得出了一项新的高支模施工技术，即本文提出的斜拉钢桁架施工技术。这种施工技术是以斜拉钢桁架作为主要的支模平台进行模板支撑和施工。经过多年的工作实践证明，这种支模技术对于提高模板工程施工质量和解决现有模板施工缺陷十分必要，是一种高效、经济的高支模施工技术方法。
1.斜拉钢桁架概述
斜拉钢桁架结构是目前工程项目中应用较多的一种结构形式，其是由塔柱、钢桁架、斜拉锁三个部分构成的一种新型空间结构，也是目前较为常见的建筑工程结构。在施工的过程中其主要的特点是利用斜拉锁作为钢桁架施工的主要弹性支撑点，这个支撑点的利用对于降低和减小钢桁架之间的承重结构有着重要作用与意义，其在施工的过程中能够有效的防止由于模板支撑而造成的种种施工隐患和安全问题。同时在目前的工程施工中，这种工程结构在施工的过程中可以通过斜拉索来控制应力的大小，从而提升钢桁架的位置，进而为工程支模工程的开展提供必然依据。
2.支模方案的选择
根据以往的支模方法进行施工和管理总结得出，在目前的工程项目中常见的施工方案与方法主要有以下几种：
2.1钢管扣件式脚手架搭设
钢管扣件式脚手架搭设方法也被人们称之为满堂落地式脚手架搭设技术。其在施工的过程中是通过将整个脚手架支撑在土地之上，其根据施工要求总结得出，存在着工程荷载大、施工底层要求高，且在搭设的过程中一次性投入量较大，搭设施工复杂且施工难度高，而且在施工的过程中存在着下方操作面窄的要求，使得其在模板超过二十米以上的高空中存在着极高的安全隐患，使得其在工作中无法对于工程质量得到保证，从而引起施工模板坍塌事故。
2.2依附高层结构主体的钢管三角斜撑架支模方案
该方案特点是不落地搭设，利用了已有一定强度的混凝土主体结构能卸载传力的特点，较省材省力。但高空悬挑搭设支模架的难度增大，高空作业多，极易发生坠落事故。
2.3悬空斜拉钢桁架支模方案
采用普通槽钢、角钢等型钢加工制作桁架，钢桁架制作后由塔吊整体安装就位。
经过方案比较，在高层连体和悬挑结构中采用悬空斜拉钢桁架支模方案是优选方案，该方案既方便施工，又将模板支架上的所有荷载尽快传至已有结构。
工程实践证明，这是一个避免超高支架落地支模，防止支架整体失稳坍塌，解决高支模施工的安全可靠、有效、经济的方法。
3.斜拉钢桁架设计及支模施工
3.1斜拉钢桁架支撑体系设计
钢桁架是支模施工主要受力构件，考虑到已施工结构混凝土强度和支模高度的协调，把钢桁架支模平台设置在空中花园下第二层楼面结构。由于桁架承担全部荷载传递到支座处的反力较大，难以满足楼板抗冲切的要求，再配4根书25mm的三级钢筋两边对称斜吊拉，向空中花园下一层楼面结构卸载。
支模由4榀钢桁架和3道桁架间支撑组成，桁架高为1.5m，跨度10m、12m不等，上弦杆为16a号双槽钢、腹杆分别为8号双槽钢、￡50x5双角钢、吊拉筋采用由25mm新三级钢筋。钢桁架的整体稳定性主要依靠同桁架间的剪刀撑形成整体，共同工作。
3.2斜拉钢桁架制作安拆
3.2.1桁架制作
（1）先安装桁架垫板及引弧板，同一节点应先焊下翼缘后焊上翼缘，先焊梁的一端再焊梁的另一端，严禁两端同时焊接，避免焊后热膨胀、冷却后收缩扭曲变形，同时减小应力集中。
（2）桁架节点中塞焊缝高度为5mm，型钢焊接均采用两侧面焊缝，角钢焊接角焊缝高度为5mm，其余未注明处焊缝高度均为8mm。
（3）型钢杆件与节点板采用两侧面角焊缝，每条焊缝长度为不小于型钢的截面高度，当两侧面焊缝不能保证时，采用三面围焊。
（4）对每品桁架的焊接施工都要做详尽的记录。
3.2.2桁架吊装
（1）桁架在制作场地制作完成后，尽量利用施工现场现有的塔吊完成吊装工作。
（2）桁架安装在离高空间内凹大板下2层的楼面处，支座螺栓M24的位置应根据桁架施工图纸预埋在施工桁架安装层上，结合桁架实际加工尺寸定位。
（3）桁架支座处另增加5夺16mm的抗冲切受力钢筋并伸入边梁或柱墙内长度不小于30cm。
（4）桁架间剪刀撑现场拼装，降低加工尺寸的误差。
3.2.3桁架拆除
（1）模板拆除条件为同条件养护试块强度得到100%设计强度。桁架待上部荷载全部卸掉后先行拆除桁架剪刀撑。
（2）桁架采用两点吊装，吊点位置焊接小16mm焊接吊环，吊环以不影响排架安装为宜。
（3）桁架拆除根据结构特点，待桁架逐步移出至中心与塔吊吊点在同一垂线上后，利用新完成的空中花园楼层上安装的5t卷扬机下落桁架。桁架下落过程中利用绳索控制桁架的方向，保证桁架下落过程中不受结构楼层的影响，桁架下落到下层楼面后，通过滑动钢管向外滑移。
（4）桁架吊到地面后进行检查，保修，保证下次利用时的完好性。
3.3斜拉钢桁架高支模设计与施工注意点
（1）为了确保高空钢管支架的整体稳定性，桁架平台上钢管必须设置纵向剪刀撑，且与周围钢管脚手或结构连接或顶紧卡牢，并在扫地杆处增设水平剪刀撑以增加钢桁架体的整体刚度稳定。
（2）工字钢在钢桁架的相交处均设置加宽的加劲肋，用M18螺栓栓接，保证工字钢在支座处的抗扭能力，端头点焊槽钢拉结。
4.结语
斜拉钢桁架平台与一般钢管脚手架支模配套的施工方法对于解决高空支模工程是成功的，它减少了高支模的不安全因素，使施工快、周期短、灵活性强、经济性好。经统计计算，若采用普通扣件式钢管落地脚手架，仅高支模层的钢管需65t左右，耗材、安全风险大。而采用了高支模可周转使用斜拉桁架，整个平台支撑工程仅用型钢13t。操作简单快捷，安全可靠。它与普通扣件式钢管落地脚手架搭设费用相比较，直接成本节约了80万元。