复杂结构 碗扣式 高大支模架施工技术应用

复杂结构 碗扣式 高大支模架施工技术应用

张维榜 1 经和森 1 胡建水 2

1. 浙江新盛建设集团有限公司 浙江杭州 310015; 2. 杭州伟业建设集团有限公司 浙江杭州 310015

摘要：杭州运河中央公园（二期）工程的框剪结构具有空间高、跨度大、弧形构件多、超限梁板分布范围广的特征。主体结构标高繁杂，同层标高均不统一，高低相差最大达5.42m。以大剧院施工难度最大的中庭区域高大支模架为例，阐述复杂结构碗扣式支模架体系的施工技术应用并提出相关技术优化措施，为类似工程提供了应用参考。

关键词：超限梁板；复杂结构；碗扣式支模架体系；施工技术应用

The application of the construction technology of

cuplock tall mold stand with complex structure

Zhang Weibang¹ ,Jing Heseng ¹ ,Hu Jianshui²

( 1.Zhejiang Xinsheng Construction Group Co．Ltd．，Hangzhou 310015，China；

2. Hangzhou Weiye Construction Group Co. Ltd.，Hangzhou 310015，China)

Abstract: The frame shear structure of Hangzhou Canal Central Park (phase II) project has the characteristics of high space, large span, many arc members, and wide distribution range of transfinite beam slab. The elevation of the main structure is complex, the elevation of the same floor is not unified, and the difference between the height and height is up to 5.42m. Take the construction of the theater the most difficult atrium area tall formwork frame for example, this paper application of the construction technology of the bowl buckle formwork support system of complex structure and put forward relevant technical optimization measures. It provides application reference for similar projects.

Key words: Transfinite beam slab ; Complex structure ; cuplock die frame system; Application of construction technology

1、工程概述

项目主体大剧院工程建筑造型集观赏性与标志性为一体，旨在创造一个功能复合、活力四射、融于自然、彰显文化的绿色生态建筑，作为区政府重点工程，建成后将成为区文化产业综合体与多功能文化艺术公共设施。

大剧院主体结构复杂，存在大面积超限空间，大量超高超重弧型梁、异型砼结构，其中剧院中庭层高最高处达22.9米，且为坡道弧型斜屋面呈连续上升状。高大模板支架在整个工程施工中作为一个重点项来控制。建筑造型如图1所示。

图1中庭区域坡屋面

2、支模架方案设计

支模架搭设高度达到17~22.9m，结构分布着多条400mm*1900mm超重梁，为保证支模架体有更高的安全稳定性，支撑架形式选择采用加强型B级碗扣式钢管+可调托座组合支撑系统，板底模板及梁底模板的主、次楞采用H20木工字梁。模板面板采用15mm覆面木胶合板，方木采用38*89mm松木, 对拉螺栓采用Ф14圆钢。受力构件采用 Q345 材质的Φ48.3×3.6mm 低合金精密钢管。木工字梁刚度大，重量轻，可调托座承载力容许值80kN，立杆步距1.5m 时稳定承载力设计值46.9kN。超重梁经过验算梁集中线荷载28.33kN/m。高大支模架体重点对模板、主楞、次楞、立杆承载力进行验算。

3、技术难点

3.1坡面屋顶由复杂多段不同心弧形非常规的钢筋混凝土结构组成，测量作业量大，结构斜梁、弯梁集中交叉布置对放样精度要求高，测设时间跨度长，在施工作业中，容易出现构件位置偏差。超高复杂部位节点给测量放样、空间定位带来较大难度。

3.2碗扣架体因其单元横杆模数固定限制，在处理弧形梁、斜梁、小角度交叉梁、高底跨梁等复杂梁节点处会造成分段错搭。局部与模数不符的部位只能通过普通钢管连接组架，影响整体稳定性。相对于普通钢管支模架不能根据弧形角度随意调整搭设角度。如何保证在碗扣式支模架在无法搭设区域内通过调整架体构造措施进行完美搭接，同时又不影响架体牢固是一个难点。

4、关键技术措施

4.1建立架体区域施工细部控制网及竖向标高传递，做好主体结构定位、垂直度、顶面标高控制工作。测量放线时，将坡道同一圆心所对应的弧长分成多段，弧长按照距离固定等分，运用计算机辅助技术，计算出每一段弧的端点坐标，^[1]用已知数值弧长/坡率的公式求出各段坡道标高，然后利用全站仪定位出内部轴线。

4.2复杂节点支撑加固构造要求

1）碗扣架体按所承受的荷载计算确定立杆的纵横间距与步距参数搭设，根据坡面层顶结构部位特点架体排布方案从原先平面连续搭接优化到按弧形面角度分段搭设，不同段架体分界位置每一步均用扣件钢管加固，通过方案优化在杆件承载力不变的情况下立杆间距增大，既节约材料又改善架体受力状况。架体分段布置如图2所示。

图2 架体分段布置图

2）模板支撑架顶层水平杆以上的架体结构为失稳的重点控制部位，^[2]本项目架体立杆伸出顶层水平杆的自由悬臂长度a值通过附加钢管连接上限值设定为≤100mm，可调托撑螺杆插入立杆长度下限值设定为≥150mm，安装时其螺杆应与立杆钢管上下同心，以确保立杆的处在轴心受力的稳定性状态。

3）对于不规则的部位梁底主次楞采用木工字梁，确保将主楞放置于碗扣立杆的中间，主楞的所有支点都得到有效支撑，偏心度不超过25mm。被支撑的结构面与斜梁存在坡度时，利用立杆碗扣节点位差增设水平杆，并配合可调托撑进行调整后，在U 形托板与斜放主楞支撑梁间采取加塞三角木楔填实确保主楞与顶托板的接触。斜坡部位杆件节点设置如图3所示。

图3斜坡部位杆件节点设置

4. 水平剪力撑随层高搭设，竖向斜撑杆在架体周边、内部纵向和横向每隔 4m~6m 由底至顶连续设置。剪力撑是保证支撑架整体稳定、传递水平荷载、增强架体整体刚度的主要杆件，也是水平面和竖向平面内几何不变形的重要保证。

5. 在架体剪刀撑设置的基础上，高支模架与已完浇注柱在竖直方向上按每隔二步进行抱柱可靠连接，架体的抗侧移能力会提高，立杆计算长度也可减小，稳定性可大幅提升。

6）每搭完一步支模架后，及时校正立杆的垂直偏差与水平杆的水平偏差。架体全高垂直度<35㎜内。搭设操作造成的架体垂直度偏差将改变立杆的轴向受力，垂直度偏差引起的偏心对杆件的稳定承载力产生较为显著的影响。^[3] 7）弧形梁模板加固采用高强穿墙螺杆对拉钢管，加固前钢管需要根据梁弧度进行预弯，达到所需弧度要求，且配置模板时根据构件拼装接合的需要进行适当加长或缩短，模板表面平整，节点平顺过渡，通过调节螺杆保证弧形梁的弧度准确。

5、实施效果

模板工程重点管控对标高、轴线、截面尺寸、垂直度、平整度、支模架强度、刚度、稳定性的检查，控制阴阳角接口、楼层间过渡节点、底部节点等一些特殊部位的模板加固，保证洞口方正，尺寸准确、层间过渡自然和混凝土的成型质量。混凝土梁柱节点如图4所示。

中庭坡屋面混凝土浇筑完成在达到设计强度后模板拆除，经检查混凝土构件几何尺寸符合设计及规范要求，混凝土内实外光，无蜂窝、无气泡，观感质量良好。屋面结构如图5所示。

图4 混凝土梁柱节点

图5 屋面结构

结束语

通过对碗扣式支模架技术的应用，在提高工程施工安全性能的同时，强化了架体的稳定性，装拆方便，作业强度低，施工工效高，有利于缩短工期。 架体能适应斜板、斜梁、折梁等各种复杂结构的模板支撑，搭设灵活性突出，与其他支撑体系相比，在同等荷载情况下，每空间立方米含钢量最低仅10kg左右，比传统脚手架材料减少50%以上，降低运输成本，节能环保。施工质量经检查质量良好，充分保证了建筑物的使用功能，取得了良好的社会效益。

参考文献：

[1]张晓勇、黄海、张世武、李忠卫.《艺术殿堂匠心营造-大型剧院工程综合施工技术》[M]北京:中国建筑工业出版社.2018

[2]JGJ166-2016.《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》[S]北京:中国建筑工业出版社.2016

[3]郑东，吴荣兴，王海林.碗扣式支模架在工程应用中常见问题分析与对策研究.[J].基层建设2018，40