大跨度型钢梁胎架支撑体系在高空间混凝土梁施工中的应用分析

王建棠

摘 要 高层建筑在近年来得到快速发展，在现代城市建设中，高层建筑物使用功能具有多样化的特点，房间使用功能需要大空间、超楼层净高，对大跨度型钢混凝土结构的需求越来越多。大跨度型钢混凝土结构具有强度高、构件截面尺寸小、与混凝土握裹力质量等优点，国内在此领域已经有丰富的案例和成功经验。目前，亚运场馆及北支江综合整治工程较好的应用了这一型钢混凝土结构，对其他类似工程具有借鉴意义。

关键词 大跨度型钢胎架支撑体系;高空间混凝土梁

前言

型钢混凝土组合结构构件由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成，是在钢筋混凝土结构内配置型钢梁或型钢柱的一种独立结构形式。由于在钢筋混凝土中增加了型钢，增加了强度和劲性。型钢、钢筋、混凝土三位一体地工作使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点。与钢结构相比，具有防火性能好、结构整体稳定性好、节省钢材的优点[1]。

大跨度型钢混凝土结构高空混凝土梁在主体结构施工中占用工期较长，水平型钢结构吊装、钢骨架外围密集排布的大直径钢筋绑扎和后续混凝土浇筑是施工的主要难点和重点。

1工程概况

北支江水上运动中心项目为2022年杭州亚运会新建的10座场馆之一，项目东西长约400m，南北宽约110m，项目占地面积8.0757万m2，建筑面积6.409万m2，整个建筑参照水的形态设计，通过覆土屋面与自然融为一体。北支江水上运动中心，为赛事服务大厅，主楼地下一层、地上六层、高24m，裙楼地下一层、地上一层、高13.45m，跨度9～45m不等，主体采用框架结构，18m及以上大跨度部分采用型钢混凝土柱、梁框架结构。

北支江水上运动中心工程屋面采用种植屋面技术、大跨度区域采用型钢柱、梁混凝土框架结构。层高8m以上及跨度18m以上的部位若采用落地满堂扣件式钢管支撑架，这必然不经济且危险性很大，不满足规范要求。项目部经过研究，确定大跨度型钢梁用2m×2m钢桁架作临时胎架支撑体系，模板混凝土支撑体系用盘扣式架体作为支撑体系。

2高空型钢混凝土梁施工技术原理

本方案是在型钢混凝土柱浇筑完成后，在型钢桁架梁下弦4个拼接处设置4组2m×2m临时胎架，利用胎架拼装固定好下弦型钢梁、焊接斜支撑、拉杆。同时，盘扣架模板支撑体系跟上搭设高度。上弦型钢梁拼装利用盘扣架支撑模板体系梁底模为支撑，绑扎梁板钢筋后，再进行混凝土浇筑。混凝土分层浇筑，先浇筑上弦型钢混凝土梁，再澆筑楼板。

3高空型钢混凝土梁施工技术及其流程

（1）施工流程。地下室顶板混凝土浇筑→型钢梁、柱车间制作、运输→型钢柱结构混凝土浇筑→大跨度型钢支撑架设计→大跨度型钢支撑架施工→大跨度型钢梁安装→模板支撑架体施工→支撑体系检查与验收→混凝土浇筑→支撑体系拆除。

（2）地下室顶板结构混凝土浇筑。地下室顶板模板安装完成后，先浇筑独立柱混凝土至梁底。梁板钢筋绑扎完成经监理、业主、质量监督部门验收合格后，监理工程师签发混凝土浇捣令方可浇筑。根据现场情况，混凝土浇筑沿建筑物长度方向，分层、分段浇筑地下室墙板、主梁、次梁和平板，混凝土振捣快插慢拔、分层振捣密实，板面打磨平整，覆盖塑料薄膜，终凝前开始浇水养护。

（3）大跨度型钢梁临时胎架设计。大跨度型钢梁临时胎架设计参数如表所示。

荷载假定依据为：模板及其支架自重标准值为0.75kN/m2，混凝土钢筋自重标准为2.5（kN/m2），施工人员及设备均布荷载为1.0kN/m2，振捣混凝土时产生的竖向荷载为2.0kN/m2。

（4）大跨度型钢梁及临时胎架施工。临时支撑胎架施工：首先在地下室顶板混凝土面上铺25mm的钢板，尺寸为2.5m×3.0m，再在钢板上铺设两根3m长H300×300的型钢，并将其连成整体，在其上部立4根H300×300型钢形成2m×2m的方框，上部搁置两根3m长H300×300的型钢形成钢平台，中间每间隔2m设置连接件和斜撑，临时胎架的高度约4m，低于型钢梁下口500mm，在临时胎架上部满铺25mm钢板，钢板上方搁置一根200mm高的工字钢，工字钢上搁置千斤顶。

型钢梁安装施工：型钢梁桁架整体比较重，采用分段吊装拼接的方式施工。首先将型钢梁下弦分段吊装放到临时胎架的工字钢上，通过千斤顶进行型钢梁对接口处标高微调，与已经浇筑完成且有一定强度的型钢混凝土柱和型钢梁腹板通过高强螺栓连接形成整体后依次焊接翼板。千斤顶移走前，型钢梁与工字钢之间用木楔塞紧。上弦型钢梁通过桁架支撑和斜撑及混凝土梁底模作为临时支撑，拼装完成后，绑扎钢筋骨架，浇筑梁板混凝土。

（5）模板脚手架设计及其施工方法。梁的底模与侧模均采用18mm厚胶合板，梁底小梁采用50mm×50mm×3mm方钢，平行于梁跨度方向布置，小梁50mm×50mm×3mm方钢均分梁底共2根，梁底主梁采用50mm×50mm×3mm方钢双拼，梁底立杆横向间距为300mm，沿梁跨度方向的纵向间距为600mm;支撑采用盘扣式钢管支撑架，立杆的步距为600mm，梁中心线距两侧支撑板底立杆的距离为300mm。该型钢桁架梁梁跨度为27.0m。《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）中规定，当跨度大于或等于4m时，梁起拱值最少为跨度的1/1000，型钢梁因分段焊接，在下料计算时已经考虑起拱值。

大跨度型钢梁及混凝土楼板模板支撑架按计算设计：盘扣式架体立杆搭设高度为8.4米，梁底设4根立杆，立杆间距600mm;板底立杆纵横向间距按900mm布置。距地面200mm处设置扫地杆。同时，为加强模板支撑体系的整体稳定性，沿主梁方向通过扣件与立杆进行固定，夹角为45°～60°分别设置2道竖向剪刀撑;其他部位不大于立杆间距5跨纵横向分别设置竖向剪刀撑。水平剪刀撑在扫地杆和顶部杆件之间间距不大于4m布设。方案通过专家论证，满足规范要求。

（6）混凝土浇筑。型钢梁楼面混凝土分层分段浇筑，采用商品混凝土72m长汽车泵运送到楼面。沿建筑物长度方向先用细石混凝土浇筑梁柱节点钢筋密集部位，沿主梁5m一段，分第一层厚度600mm，分别浇筑完成后浇筑第二层400mm厚，主梁第一段浇筑完成后，依次浇筑次梁和楼板混凝土。待第一段浇筑完成后，逐段依次推进，直至楼面混凝土全部浇筑完成。混凝土振捣时快插慢拔、分层振捣密实，板面打磨平整，覆盖塑料薄膜，终凝前开始洒水养护[2]。

（7）模板支撑体系拆除。①模板拆除管理流程。拆模作业之前必须填写拆模申请，并在同条件养护试块强度记录达到规定要求时，技术负责人方能批准拆模。②模板拆除顺序。先支的后拆，后支的先拆，先拆非承重的模板，后拆承重的模板及支架。拆除部分水平拉杆→敲架体限位销→降下顶托→拆除楞木→拆除面板→拆除水平拉杆→清理修整模板→转运下一工作面。③大跨度型钢临时胎架拆除顺序。盘扣架和模板清理出场干净→拔出型钢梁与工字钢之间的木楔→取走工字钢和钢板→拆除H300×300型钢平台。

4质量控制措施

①制度方面，建立完善的质量保证体系和质量管理制度，在项目部，严格落实工程质量责任制。②材料进场方面，检查材料的产品合格证、第三方质量检验报告、表观质量，并及时进行抽样检查。③施工工程方面，模板轴线标高放样后，由专人进行技术复核，无误后再支模;支模时拉水平、竖向通线，并设竖向总垂直度控制线，以保证模板水平、竖向位置准确;按规定要求梁底模起拱;在封模前，应将模内垃圾清除;混凝土浇筑时，浇筑均匀、对称下料，控制一次浇灌高度在施工规范允许范围之内，防止过度振捣引起模板变形，防止在板面卸料过高。

北支江水上运动中心项目采用型钢临时胎架支撑体系和盘扣式脚手架支撑体系，实施过程中顺利完成了大跨度高空间型钢混凝土梁施工，施工安全、质量和进度得到了保证，与传统落地满堂扣件式钢管支撑架、型鋼悬挑扣件式钢管支撑架相比较，大跨度型钢临时胎架支撑体系与盘扣式支撑体系相结合更适用于高空间建筑物的支撑搭设，且对场地要求低，具有较强的可行性。

参考文献

[1] 王树雄.高空间大跨度型钢支撑模架施工技术[J].工程技术研究，

2019，4（24）：120.

[2] 纪中.高空间大跨度型钢混凝土组合结构模板支撑体系施工技术[J].建筑技术开发，2019，46（11）：84-87.