升降舞台高支模排架施工技术

PAGE12-升降舞台高支模排架施工与监测本工程升降舞台屋盖的混凝土梁断面大，跨度长，是超高、超长、超重混凝土结构，支模排架的稳定，是确保施工安全的关键，通过对比混凝土浇筑前后，排架立杆轴力监测数据，验证现有排架计算方法和实际施工工况的差异，为今后高支模排架搭设验算积累经验。一、工程概况工程位于南京市**路4号，地下两层，主楼36层，裙楼8层，土建总高度171.6m，框筒剪力墙结构。江苏**裙楼内的1600㎡电视剧场的机械式升降舞台范围为19.2×28.8m，自地下室负一层至八层顶，屋面板空间高度为43.3m。大梁底的高度为41.8m，该区域顶板的东西两侧为1000×3500㎜屋面梁，南北两侧为1000×3700㎜屋面桁架梁，顶板分别由700×1000和800×1500㎜9根井字梁组成，板厚度150㎜。二、支模方案近年来，国内采用钢管扣件搭设支模排架由于整体失稳导致垮塌的事故多次发生，造成了巨大的经济损失及人员伤亡。因此，我公司、监理单位、建设单位以及相应主管部门对此高支模施工相当重视。为确保该高支模施工的安全，我公司分别设计了桁架支模和脚手钢管搭设排架支模的两套方案。经过讨论对比，从确保施工绝对安全的前提下，结合现有塔吊的布置位置的起重能力，排除了采用钢桁架支模方案，决定采用常规的扣件钢管搭设支模排架。本工程支模排架的高度高，上部砼结构荷重大，砼浇筑施工中的排架整体稳定安全是关键，所以在专项方案编制设计过程中，本着安全第一的原则，认真设计，仔细验算，周密考虑，方案完成之后，报市安监站并经高支模专家论证组论证通过。本排架设计为：采用Ф48×3.0（实际情况）脚手钢管扣件搭设，按梁与板不同的荷载分别计算，800×1500㎜屋面梁下排架搭设高度41.8m，梁长20m，梁下采用横向5立杆、纵距0.6m，步距1.6m，水平横杆双向拉通，双向剪刀撑；600×1000、700×1000、600×900屋面梁下排架搭设高度42.3m，采用横向4立杆、纵距0.6m，步距1.6m，水平横杆、剪刀撑同800×1500梁；屋面板下排架搭设高度43.1m，立杆纵横距为600×1200㎜，与梁下立杆模数吻合，为了横杆与梁下步高模数一致，步距采用1600㎜，双向水平杆与梁下排架拉通，为了解决砼浇捣过程中泵管搏动对高支模排架稳定的威胁，先将舞台周边各层砼施工完成，并预先在升降舞台周边的各层梁面按1.2m模数埋入短钢管，排架的横杆与短钢管拉结固定，排架与周边的砼结构顶紧或与周边的柱用钢管夹固。在梁交点荷载集中位置设置4个脚手钢管加强搭构架（类似于塔吊塔身形式）的加强区，本工程排架搭设共使用脚手钢管1100t，各类型扣件31万只。三、材料1.钢管、扣件为确保排架安全，专门组织劳动力对现有脚手钢管、扣件分别挑选，符合要求的钢管有350吨，扣件20万只。另再采购符合规范要求的新钢管800吨，扣件12万只。四、排架的搭设施工1.在业主方的高度重视下，本高支模排架施工聘请了东南大学郭正兴教授为顾问，进行现场指导及检查，为支模排架施工安全提供技术支持。2.由于该排架高度达43m，集中线荷载大，楼面梁跨度大，属于典型的重荷载超高支模，又由于砼施工中，排架支撑承受荷载是随着砼浇捣不断变化，所以又是时变结构体系。为了确保该排架在砼浇捣过程中的整体稳定安全，除了正常的用吊锤监测其变形位移外，与东南大学土木工程学院施工研究所合作针对本排架的具体情况，编制了本排架立杆轴力多阶段监测方案，并委托其对施工全过程进行监测。3.本排架自重约1440t（钢管+扣件重），集中在550㎡的地下室一层板（砼板厚200㎜，设计荷载20KN/㎡），在加上结构自重、施工荷载，每平方米重量超过3t，为此在地下室施工时的负二层支模排架始终保留，并在800×1500梁下立杆底采用［14槽钢垫底，用以分散立杆对基底的集中轴力。4．搭设之前对全部参加搭设的人员进行技术交底，对排架的重要性及各梁下的立杆纵横距、步高，拉结扣件螺栓的拧紧力进行详细的技术交底。对每根立杆位置按照专项方案进行放线定位并用红漆做上标记，搭设时要求架子工严格按标记搭设。搭设过程中严格按方案施工，排架与周边各层先期埋入的短钢管进行拉结，与周边砼柱进行箍固；在排架搭设至七层后，将排架四周用斜撑卸力于七层已完成的砼楼面，梁下横管用双扣件与立杆固定，防止扣件滑移，并用扭力扳手对已拧紧的扣件进行拧紧力检测。搭设至第四层搭设间距符合方案要求，设置了竖向剪刀撑支模架与四周已浇砼结构预埋钢管连接，解决了支架的侧向支撑支模架与已有砼结构连结大梁下设置剪刀撑5.在排架搭设至二、四、六层时设置了满铺安全网，自下而上共三层，防止人员及材料坠落，确保排架搭设的安全。支模架布置安全网五、砼施工由于本升降舞台屋盖的砼梁断面大，跨度长，是超长、重载砼结构，合理的浇捣方式也是确保支模排架均匀受力，确保安全的关键。本屋盖砼施工采用两台布料机，分别布置于东西两端，自北向南对称浇筑，在800×1500梁内采用分两层下料、震捣。砼浇筑六、立杆轴力监测：1、测点布置及测试仪器为了对升降舞台部分高支模排架在施工过程中的整体稳定性进行监控，除了在砼浇筑过程中使用吊锤来监控整个架体的变形情况外，同时根据该排架受力情况布置了6个监测点，分别位于800×1500㎜与700×1000㎜梁相交处下布置测力点1、2、5、6，并于这两梁相交点间的大梁跨中布置测力点3、4，测力点布置如图所示：测点布置图立杆轴力测试仪器采用TJL-4柱式拉压传感器，如下图所示：2、监测情况：（1）工况一：模板支架搭设完成本工况考虑高支模排架搭设完成的受力情况，支架又受自己及模板、钢筋作用，此时立杆轴力较小，读取相应的初始值。（2）工况二：砼浇筑本工程考虑砼浇筑期间排架的受力状况，此时排架承受工况一的各项荷载以外，尚需承受新浇筑砼的自重以及施工活荷载作用，此时支架处于受力最不利状态，所以该工况作为重点监测。（3）各测点不同工况下理论计算值：单位（kN）测点一测点二测点三测点四测点五测点六工况一2.382.382.382.382.382.38工况二4.196.667.367.366.664.19增加值1.814.284.984.981.814.28（4）测试结果及分析砼浇筑过程中由于浇筑路径及施工流程的变化带来作用于支模排架的荷载变化也较大，实际测试时为每隔1～2小时读取一次读数，各测点读数随时间变化的趋势如下：（说明：上图中横坐标表示读取轴力的次数，纵坐标表示实测的立杆轴力）测试结果与理论简化计算比较：工况一：砼浇筑前测点测点一测点二测点三测点四测点五测点六计算值2.382.382.382.382.382.38实测值0.210.520.160.360.200.11从上表可以看出，实测值比计算值小，这是由于变形协调的作用，模板支架的自重荷载未能完全落在传感器上。工况二：砼浇筑时荷载的增加值测点测点一测点二测点三测点四测点五测点六计算增加值1.814.284.984.981.814.28实测增加值1.602.352.773.191.673.23从上表可以看出，实际各测点的增加值与理论计算增加值基本吻合，但实际增加值相对于计算增加值偏小，原因如下：由于理论计算采用的是简化计算，为考虑整体效应；同时所测区域位于C轴，距离C轴2.5m处的楼板直接支撑于七层楼板上，对该区域起到卸载作用。由于与计算增加值比较的实测读数为混凝土浇筑完毕后的最终值，没有考虑施工荷载。实际浇筑混凝土是采用对称浇筑，而且有意识地分层浇筑，这样已浇好的部分对模板支架会起到一个帮助作用。七、结束语江苏**裙楼升降舞台部分支模高度达43m，最大线荷载达43.2kN/m，预应力大梁跨度达21m，属于典型的超高、超重高支模。为最大程度的避免安全事故，从方案论证抓起，聘请技术指导，并对搭设使用的钢管扣件质量把关，具体施工排架搭设过程认真贯彻、落实方案要求，进行现场监测，确保了本部分的施工安全，综述如下：公司领导、项目部、业主、监理各方的高度重视，并全力支持；通过对现场钢管扣件的取样检查，并对不合格材料进行检除，确保了该排架搭设使用的钢管及扣件符合规范的要求；为了实施排架搭设方案，预先采取了相应的措施，如保留地下室负二层该区域的排架、模板，舞台区域周边自首层～七层的砼梁内预埋拉结短钢管，从