石灰窑成品料仓大斜壁混凝土漏斗模架支撑体系研究

石灰窑成品料仓大斜壁混凝土漏斗模架支撑体系研究

王超

河北建工集团有限责任公司河北石家庄050051

摘要：组合载荷达120吨的大斜壁混凝土漏斗，采用普通φ48×3.5钢管脚手架无法满足要求，提出普通脚手架支撑体系与4根φ219×8无缝钢管形成组合承重体系的方案，解决技术难题，安全可靠、经济实用，有一定的借鉴意义。

关键词：砼料仓；大斜度漏斗；钢管立柱支撑体系；组合承重体系

一、工程概述

某钢厂石灰窑工程成品混凝土料仓25m×21m，檐口标高+33.15，漏斗3、4为8m×7m的2个漏斗料仓，漏斗底标高为+2.15，底梁底标高+11.15，梁高2.7m，斜壁厚400mm。漏斗1、2为7m×7m的2个漏斗料仓，漏斗底标高为+6.75，底梁底标高+10.70梁高1.3m。C轴为漏斗1、2与3、4的共壁部分。

特点：底梁互相交叉，结构复杂，施工难度大。尤其是漏斗3、4，斜壁部分高11.7m，坡度达71.50，斜壁荷载非常集中，单漏斗钢砼及其他组合荷载总重约120t，是施工的难点。

二、灰窑成品料仓大斜壁混凝土漏斗模架支撑体系优化后方案

2.1采用普通的施工方法，即φ48×3.5扣件式钢管搭设承重支撑体系，由于斜壁长荷载大，支撑面积小，φ48×3.5立管间距太小，且无法承受120吨的整体荷载。

2.2根据现有条件及实际工况，结合框架结构的受力特点，提出由4根φ219×8无缝钢管和φ48×3.5脚手管组合，形成整体共同承受斜壁漏斗荷载的方案。

2.3受力模型及计算

受力模型简化为以4根无缝钢管为主受力构件，φ48×3.5搭设的脚手架体系增加抗压强度及稳定性。为保证支撑体系具有一定的安全系数，钢管脚手架体系不参与承载力复核。以漏斗3为例，计算复核如下：

荷载组合后约120t，设置4根Φ219×8无缝钢管立柱支撑，每根平均分配压力约30t，支撑点在-1.88地坑砼底板筏板上，上部顶点为+2.15的漏斗咀，上下设置厚20的钢板垫板，简化计算高度4m。受力模型简化计算为轴心受压构件，Φ219×8钢立柱中部与满堂脚手架设置连接拉杆，防止倾倒。

Φ219×8无缝钢管，净截面面积An=5303mm2，回转半径i=74.7mm

2.3.1轴心受压构件的强度验算

式中：

N──轴心拉力或轴心压力，取N=300kN；

l──构件的计算长度，取l=4000mm；

i──构件的回转半径，取i=74.7mm；

λ──构件的长细比，λ=l/i=4000/74.7=53.548；

[λ]──构件的允许长细比，取[λ]=150；

构件的长细比λ=53.548≤[λ]=150，满足要求；

φ──轴心受压构件的稳定系数，λ=l/i计算得到的构件柔度系数作为参数查表得φ=0.838；

An──净截面面积，取An=5303mm2；

f──钢材的抗拉强度设计值，取f=215N/mm2；

N/（φAn）=300×103/（0.838×5303）=67.508N/mm2；

σ=67.508N/mm2≤承载力设计值f=215N/mm2，故满足要求！

经验算，Φ219×8无缝钢管立柱支撑满足强度和稳定性要求。

三、砼漏斗施工方法

3.1施工段划分

根据混凝土漏斗料仓工程的特点，采用两段法施工，第一步：漏斗斜壁和底梁一次浇筑成型（荷载120吨），第二步：料仓竖壁和顶板一次浇筑成型。重点在第一步。

3.2主要工序施工难点和方法

3.2.1承重支撑体系：采用扣件式满堂脚手架，模板支撑全部采用φ48×3.5单立杆双扣件。底梁下承重立杆横向不少于4根立杆，纵向立杆间距不大于500mm，漏斗斜壁部分立杆纵横向间距不大于700mm，大横杆间距不超过1500mm。

模板全部采用木模，配合40×80木龙骨，间距不超过100mm；木龙骨要与支撑横杆用铁丝扎牢，防止滑脱。漏斗3、4坡度陡，底部荷载非常集中，采取4根φ219×8无缝钢管作为主承重支撑，钢管上下端加设20厚钢板垫板。如图3.2成品料仓漏斗脚手架支撑示意图所示。

图3.2成品料仓漏斗脚手架支撑示意图

3.2.2混凝土浇筑：通过在内模上留300mm×500mm浇筑口，竖向间距3m，水平方向不超过4m，解决漏斗处混凝土入模和振捣的难题。浇筑口以下的砼浇筑完成后，用木模封堵浇筑口，再进行上一层砼浇筑。四个漏斗循环往复，均匀下料，保证支撑体系受力均匀。

四、实施效果

采用普通脚手管和φ219×8钢立管组合支撑方案，模板支撑体系由脚手架承担，总体砼漏斗荷载由φ219×8钢管承担，大斜壁混凝土漏斗顺利实施，混凝土结构密实，外观质量良好，建设单位及监理单位一致认可。

参考文献：

[1]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）

[2]《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

[3]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

[4]《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

[5]《施工技术》2002（3）：《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》