高大模板支撑体系在工程中的应用

□文/刘旭亮 杨煜明 胡才高

1 工程概况

天津梅江会展中心二期工程总建筑面积280 550 m2，地上面积 216 070 m2，地下面积 64 480 m2，地上 3层，每层均设置夹层，地下1层，共分3个大区。其中I区、III区屋面最大高度38 m，II区屋面最大高度49 m。高大模板支撑体系遍布各个作业层，其中最大模板支撑高度为21.6 m，最大梁截面尺寸为1 200mm×2 700mm，最大跨度27 m，均属于高大模板支撑体系范畴。模板支撑架总用量达300万m3，其中高支模80万m3。

2 高大模板支撑架体选择

初步选定安德固、新华维等新型架体，碗扣式钢管脚手架，钢管脚手架3种方案。3种方案优缺点如下。

1）安德固、新华维等新型架体

优点。单根杆件竖向承载力为钢管架或碗扣架的2～3倍，成品组装杆件施工方便、安装灵活、搭设需用时间短，容易操作。

缺点。费用高，材料租赁费用达到普通碗扣式钢管脚手架两倍以上。新型架体对操作人员安装水平要求较高，必须为专业新型架体搭设人员。

2）钢管扣件式脚手架

优点。施工方便、容易操作，操作人员施工较为熟练。价格低廉，成本控制较好。

缺点。由于梁截面大，其中单根钢管竖向承载力最大达到20.7 kN，而钢管扣件式支撑体系主要靠扣件传力，在具体的操作过程中，工人施工随意性较大，控制扣件的扭矩较困难，容易造成安全隐患。

3）碗扣式钢管脚手架

优点。施工方便、容易操作，使用较为广泛，操作人员施工较为熟练。价格低廉，成本控制较好。

缺点。由于高大模板支撑体系荷载较大，杆件间距较密，整个支撑架体的稳定性是架体质量控制的关键。

通过综合，从节约项目成本、保证架体安全和混凝土施工质量的角度出发选择了碗扣式钢管脚手架作为模板支撑体系。

3 施工工艺流程

支撑体系选型→方案比对确定→基础处理→满堂架体搭设→过程跟踪检查→各级验收→模板施工→钢筋绑扎→混凝土浇筑→模板拆除。

4 支撑体系设计

1）1 200mm×2 700mm预应力主梁。梁下6根承重立杆，主龙骨采用φ48mm双钢管托梁搭设，其中立杆垂直梁截面间距300mm，顺梁间距600mm；架体步距1 200mm；梁底背楞采用10根100mm×100mm木枋均匀布置。梁侧背楞采用50mm×100mm木枋竖放，间距300mm，双钢管主龙骨，梁侧设高强对拉杆7道；梁下立杆采用2.4×4+2.1+0.1=11.8（m）碗扣立杆搭设，见图1。

图1 1 200mm×2 700mm预应力梁模板支撑

2）400mm×1 800mm次梁。次梁梁底为一道钢管立杆采用扣件与满堂架连接，立杆顺梁方向间距为600mm，梁两侧立杆间距900mm。架体步距1 200mm；梁底背楞采用4根50mm×100mm木枋均匀布置。梁侧背楞采用50mm×100mm木枋竖放，间距300mm，双钢管主龙骨，梁侧设高强对拉杆7道，见图2。

图2 400mm×1 800mm梁模板支撑

因为首层和2层功能均为展厅且地面管沟设置在轴线位置，所以在架体设计阶段复核零层板承载力并在地下室架体搭设阶段予以考虑，在2层架体施工期间地下室架体不予拆除。因为主梁、次梁的支撑立杆分别有2根、1根位于管沟内，为确保架体整体性及竖向立杆对管沟的受力要求，管沟部分支撑立杆设计见图3和图4。

图3 主梁立杆管沟支撑

图4 次梁立杆管沟支撑

5.1 1 200mm×2 700mm梁受力验算

1）梁侧模受力验算。梁侧主龙骨采用φ48mm×3.5mm双钢管间距600mm，按3跨连续梁考虑受力状态，经PKPM软件及手工双重核算，抗弯强度=121.47 N/m2＜205 N/m2，满足要求。

梁侧对拉螺杆采用φ16mm高强对拉螺栓，经PKPM软件及手工双重核算，最大拉力20 N＜24 N，满足要求。

2）梁底模受力计算。梁底主龙骨采用φ48mm×3.5mm双钢管间距300mm，按多跨连续梁考虑受力状态，经PKPM软件及手工双重核算，抗弯强度=111.69 N/m2＜205 N/m2，满足要求。

梁底立杆采用φ48mm碗扣式钢管立杆，经PKPM软件及手工双重核算，立杆稳定性=107.73 N/m2＜205 N/m2，满足要求。

5.2 楼板受力验算

板底次龙骨采用50mm×100mm木枋，经PKPM软件及手工双重核算，抗弯强度=5.24 N/m2＜13 N/m2，满足要求。

板底主龙骨采用φ48mm×3.5mm钢管，按照3跨连续梁考虑受力状态，经PKPM软件及手工双重核算，抗弯强度=153.14 N/m2＜205 N/m2，满足要求。

板底立杆采用φ48mm碗扣式钢管立杆，经PKPM软件及手工双重核算，立杆稳定性=99.68 N/m2＜205 N/m2，满足要求。

6 高大模板支撑体系注意事项

1）浇筑混凝土前，对荷载较大部位（如1 200mm×2 700mm主梁下）对应的地下室满堂脚手架禁止拆除。

2）搭设梁底和板底钢管脚手架时，从边跨一侧开始安装，先安第一排立杆，上好连接横杆，再安第二排立杆，二者之间用横杆连接好，依次逐排安装。按设计标高调整梁底的标高，然后安装梁底模板并要拉线找直，梁底板起拱，注意起拱应在支模开始时进行，而后将侧模和底模连成整体。

3）满堂架在结构柱处应与结构柱按每两步拉接牢固以增强架体整体稳定性。

7 结语

混凝土浇筑过程中监控梁最大沉降为6.8mm，板最大沉降为2.3mm，均在预设起拱范围之内，混凝土施工过程安全稳定，混凝土施工状况良好，达到了预期的效果。