仓筒悬托结构模板支架设计与施工

于海峰

【摘 要】以中电投阜新电厂5号筒仓工程为例，介绍了一种新型适应高空悬托现浇钢筋混凝土结构施工的支撑系统的搭设技术，该技术采用钢管与普通扣件搭设悬挑支撑架，解决了落地搭设脚手架安全和经济方面的问题。

【关键词】模板支架；高空悬托结构；设计；施工

一、引言

中电投阜新电厂6号筒仓工程为单层筒体结构，建筑轴心直径21.5m，分为三层：筒下设备层、筒层和筒上控制层，其中筒下设备层层高为14.25m，筒层层顶标高为41.8m，总高度为47.4m；在筒层顶的东西两侧设计有较大跨度的悬托结构，东西两面的悬臂粱板净跨度均为0.5～3.65m，为外方内弧形，如图1-1所示。

二、悬托结构下支架系统方案的确定

根据工程情况，若采用型钢伸出楼面进行支撑，由于悬臂粱板结构自重大、长度大，设计荷载大，则费用很高；挑檐距地面高度在40m以上，若搭设落地式脚手架，则需要420多吨钢管，租赁费用会很高且工期较长；若从仓筒顶面进行支撑，则受力效果较差，不能有效地承受上部荷载，支撑系统易发生倾覆，经过反复论证与验算，采用钢管与普通扣件搭设下撑式撑悬托支架结构，取得了良好的经济效益和社会效益。

下撑式撑悬托支架结构即从仓筒顶面下筒壁外侧设置预埋件，进行悬托式支撑。这样可以减少钢管的使用量，减少钢管的搭接，进而解决搭接处钢管及扣件的受力复杂，及操作不当出现的失稳现象。

经过以上研究，最终采用的悬挑支架搭设情况如下：悬托支架立杆横距按1m；立杆纵距、斜撑杆及斜拉杆根据立杆的搭设情况对应设置。

搭设顺序为： 利用仓筒筒壁施工的滑升模板外支架系统，在浇筑筒壁过程中，于39.55m处进行预埋件施工，并等待其强度达到设计要求，再搭设斜向支撑系统，并用水平支撑（横杆）构造仓筒顶层楼板的施工平面，同时正常进行仓筒筒壁施工，并在40.4m、41.1m处设置水平杆的预埋件，待强度达到设计强度时，进行纵横杆的连接和搭扣，并将升模支架的外围栏撤除，从而完成支架施工。整个架体为平面半封闭搭设方式，满足与筒体相连的技术要求。且结合筒体内部施工支架形成封闭平台。

三、计算简图分析

从以上分析可知，图1-1中1-1截面处的内力和变形最为危险，设为设计平面。为了所使用的钢管的最大长度不超过6m，在1-1截面附近几榀支架，均在39.7m、40.35m处设置两层根部水平杆。虽然工作面在40m 以上，但由于施工阶段在当地少风季节，而且最不利工况出现在支架搭接过程，对后续工人施工阶段影响小，故未进行结构设计，而是采取实际强度测试的办法来解决[1]。最后确定抗风拉杆每隔2榀纵向支架设1个，用与筒体预埋件焊接形式紧固。

四、荷载计算

弧形板厚度均为150mm，框架悬挑梁截面尺寸为250mm@600mm，混凝土自重按25kN/m3取值，则各种荷载标准值计算如下：

永久荷载：模板及其支架自重0.75kN/m2；楼板自重3.75kN/m2；框架悬挑梁自重25kN/m。

活荷载：施工人员及设备荷载1.0kN/m2；振动荷载2kN/m2。

五、架体受力计算[2]

经过分析验算，图2-1中的AB杆件所承受的荷载最大，相应地，斜撑杆AC杆在斜撑杆中所受的荷载也是最大的，故对上述2根杆件所承受的内力进行计算，如果这2根杆件能够满足要求，则其它杆件也能够满足要求。水平杆件内力较小，可以忽略不计。

取1跨架体进行分析计算。验算时，永久荷载和活荷载乘以相应的荷载分项系数，并按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）进行取值。首先计算出各节点所承受的荷载，并以此检验节点处的扣件抗滑承载力，扣件满足要求后，再检验扣件间的钢管杆件，其承载力及稳定性满足要求后，该跨架体的承载力即满足要求。由于整个架体为平面封闭搭设，故整个架体也是稳定的。

六、注意事项

（一）支架施工

1 悬挑支架的所有水平杆均采用旋转扣件连接，不得采用对接扣件；所有扣件在使用前进行检查，不得采用有裂纹、滑扣等缺陷的扣件；扣件必须拧紧，不脱扣。

2浇筑36.05m 、38.05m及41.35m处筒体混凝土时，在预埋件内侧与附加钢筋焊接，附加钢筋采用2ф25，上下间距120 mm，长度为悬挑楼板宽度+40d。

3搭设悬挑支架时，水平撑杆、斜撑杆的根部与预埋件相连，以防止悬挑支架的水平滑移。

4在架设斜撑杆前浇筑仓筒36.05m～41.8m段筒壁。

5在悬挑支架外侧立面满挂密目安全网，水平面铺设跳板，36.05m处设安全平网。

（二）混凝土浇筑

1在浇筑梁板混凝土时，按照先里后外，先中间后两边的顺序进行，确保中央斜支架比周边支架先受力，以防倾覆。

2本工程采用泵送混凝土，混凝土不得直接倾倒在悬挑部位的梁板内，而应倒在仓筒筒体的内侧的施工平台，由人工铲运至悬挑部位，以减小泵送混凝土对悬挑部位的冲击。

3操作人员不得在悬挑部位集中，要分散开来，由尽量少的人员在悬挑部位进行操作。

4在混凝土浇筑过程中，派专人看护支撑系统，不少于2人，密切注意支撑系统的变化。

七、结语

利用普通的扣件与钢管，采用下撑式搭设较大跨度的悬挑支撑架，是不需要增加其它的工具或材料的，操作简便快捷，施工成本低廉。但在方案的制定过程中，应进行全面而细致的策划，确保设计计算详细准确，施工方法得当，措施到位。

参考文献：

[1] JGJ130-2001，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].

[2] 江正荣.建筑施工计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.