《渡江戰役紀念館懸臂主體結構工程高支撐架體系的施工技術》

　　摘要：本文詳細闡述了渡江戰役紀念館主體工程對高支撐架體系的特殊要求，并列舉出了具體的施工方法，有一定的參考價值。

　　Abstract: This paper expounds the main body of the project to crossing campaign memorial high supporting frame system of the special requirements, citing the concrete construction method, has the certain reference value.

　　中圖分類號：TU74         文獻標識碼：A            文章編號：

　　前言

　　渡江戰役紀念館工程位于安徽省合肥市濱湖新區，該工程具有以下特點：

　　1.該工程13～18軸線處懸臂結構懸挑長度為34740㎜，最大懸挑高度39665㎜，懸臂幅寬為46600mm；由4榀主懸挑桁架組成，桁架梁截面尺寸為2500×600㎜,在設計恒載及活載作用下桿件最大疊加軸力7070KN；桁架梁下半部分為鋼骨架砼結構,設計新穎,結構獨特,國內僅此一

　　例，目前尚無類似工程經驗。

　　2．在工程施工設計圖紙中，設計上未對懸臂結構提出施工工藝、特殊施工控

　　制指標要求，結構變形與施工安全也未作明確說明。

　　一、高支撐架體系的施工技術特點

　　該工程懸臂結構施工所需的高支架平臺的最大搭設高度達到40m，單層搭設面積約為2500m2，支撐體系承受的總荷載達到7500t,現有的高支撐架搭設方法已

　　無法滿足本工程需求。為確保施工過程中主體結構以及支撐系統的安全，在高支架支撐系統施工前，必須進行桿件靜力性能和整體穩定分析；混凝土施工過程中，也必須時刻監控桿件的應力應變及撓度的變化情況,從而時刻掌握施工荷載的分布。針對以上情況，特編制本工程懸臂結構高支撐體系施工方案。

　　二 高支撐架體系的施工方案

　　本工程結構復雜，施工難度大，綜合考慮該工程的特點，采用了型鋼與φ48×3.0鋼管組合支撐體系、格構柱高支撐架組合體系及錨桿支撐擋墻等新技術和新的施工工藝。

　　2.1高支撐架體系的施工工藝流程

　　高支架支撐系統的搭設和混凝土的施工共分為五個工況（工況劃分圖見圖2.1）。

　　2.1.1 第一工況：澆注AB桁架梁及一層（標高6.000m）梁板

　　1）13軸至后澆帶之間的筒體部分即①區施工完成（施工分區見圖2.1），為三角桁架施工高支撐架的搭設提供可靠的拉結點；

　　2）②區內搭設型鋼及鋼管高支撐架（AB主三角桁架梁下采用型鋼，其他部位采用鋼管），豎向及水平方向與13軸處墻體拉結，設置連墻件，施工AB桁架梁；

　　3）待AB間桁架梁混凝土強度達到設計強度后，③區內搭設高支撐架，施工一層（標高6.000m處）頂梁及板。

　　2.1.2 第二工況：澆注BC桁架梁及二層（標高12.000m）梁板

　　1）④區內搭設型鋼及鋼管高支撐架（BC主三角桁架梁下采用型鋼，其他部位采用鋼管），②區內斜梁處橫向高支撐架必須與AB桁架梁模板可靠連接，形成橫向約束，再施工BC桁架梁；

　　2）BC桁架梁混凝土強度達到設計強度后，⑤區內搭設高支撐架，施工二層（標高12.000m處）頂梁及板。

　　2.1.3 第三工況：澆注CD桁架梁及三層（標高18.000m）梁板

　　1）⑥區內搭設型鋼及鋼管高支撐架（CD主三角桁架梁下采用型鋼，其他部位采用鋼管），②和④區內斜梁處橫向高支撐架必須與AC桁架梁模板可靠連接，形成橫向約束，再施工CD桁架梁；

　　2）待CD間桁架梁混凝土強度達到設計強度后，⑦區內搭設高支撐架，施工三層（標高18.000m處）頂梁及板；

　　2.1.4 第四工況：澆注四層（標高18.000m以上，13～15軸處）梁板

　　1）待一層、二層及三層（即③、⑤、⑦區）混凝土強度全部達到設計強度后，⑧區和⑨區內搭設高支撐架，②、④和⑥區內斜梁處橫向高支撐架必須與AD桁架梁模板可靠連接，形成橫向約束，再施工頂層梁板；

　　2.1.5 第五工況：澆注四層（標高18.000m以上，15～18軸處）梁板

　　1）○11、○12和○13區內搭設鋼管高支撐架，高支撐架標高18.000m以下部位與已施工完成的AD桁架梁拉結，設置可靠的連墻件；

　　2）將DE桁架梁劃分為三個施工段，分段澆注，每施工下一段桁架梁前，都將橫向高支撐架與前段施工的桁架梁模板可靠連接，形成橫向約束；

　　3）待DE桁架梁混凝土強度達到設計強度以后，○10、○14和○15區內搭設高支撐架，主三角桁架梁上構架一至構架五暫不澆注，以減輕主三角桁架梁下高支撐架的受力，先施工頂層梁板，待整體結構混凝土強度全部達到設計強度后，再施工構架一至構架五；

　　圖2.1  13～18軸線處施工工況及混凝土施工分區圖

　　2.2高支撐架體系的施工方案

　　綜合考慮該工程的特點，②、④和⑥區處三角主桁架梁（A-E主桁架梁）的荷載大，其高支撐架支撐系統為超荷超高支模架，高支撐架支撐的強度及支撐系統的穩定尤其重要，采用普通鋼管作為立桿，高支撐架支撐的安全問題很難解決，如果采用全型鋼支模，需要一次性投入大量的型鋼，且現場焊接量大，成本過高，因而采用型鋼與φ48×3.0鋼管組合支模體系，即采用型鋼代替常規鋼管承重高支撐架的立桿來承擔豎向超大荷載，通過提前焊接在槽鋼立桿上的“耳桿連接器”將所有槽鋼立桿與縱橫向水平鋼管連成一體，由縱橫向水平鋼管提供側向水平約束，從而組成穩定結構，解決了支模的荷載和整體穩定性問題；其余區域采用φ48鋼管高支撐架。

　　2.2.1②、④和⑥區主三角桁架梁下支撐系統

　　②、④和⑥區處的三角桁架荷載大，采用型鋼與φ48×3.0鋼管組合支模體系，三角桁架梁下及其周圍數榀采用型鋼支模體系，其它部分采用φ48×3.0鋼管高支撐架。

　　型鋼立桿采用[20a，立桿縱橫向間距均為0.6m，步距1.2m，縱橫向水平鋼管采用φ48×3.0鋼管，水平主梁、次梁均采用熱軋普通工字鋼。槽鋼立桿預先加工，具體做法如下：將[20a立桿在指定的位置分別焊接兩根水平方向的短鋼管作為耳桿，且這兩根鋼管豎向高差53mm，以方便與周圍鋼管的扣件連接，并在槽鋼的U型口處的焊接鋼管區間焊接鋼板，以增強槽鋼的抗彎強度。最后在槽鋼立桿的兩端部焊接鋼板墊板以及鋼板封板。耳桿連接器的示意圖見圖2.2.1-1，單根立桿的示意圖見圖3.2.1-2，槽鋼支撐體系的示意圖見圖2.2.1-3。

　　圖2.2.1-1  耳桿連接器的示意圖

　　圖2.2.1-2 槽鋼立桿的立面圖

　　圖2.2.1-3  槽鋼支撐體系的示意圖

　　圖2.2.1-4  槽鋼立桿的底座示意圖

　　2.2.2其它區域支撐系統

　　其它區域采用φ48×3.0鋼管高支撐架：

　　以下規定的X、Y和Z的方向見圖3.1。

　　1）立桿橫距和縱距為0.6m，立桿步距1.2m；

　　2）支架ZX面（橫向）外立面應設置如圖3.2.2-1所示的斜撐，與主三角桁架梁斜面接近垂直方向的斜撐間距為2.4m，與主三角桁架梁斜面接近平行方向的斜撐間距為4.8m，沿Y方向（縱向）按每2根立桿間距（1.2m）設置一榀帶此斜撐的腳手；ZY面（縱向）外立面應設置如圖3.2.2-2所示德斜撐，斜撐間距為4.8m，沿X方向（橫向）按每3根立桿間距（1.8m）設置一榀帶此斜撐的腳手，主三角桁架梁（沿X方向的橫梁）下部四根立桿（包括槽鋼）每榀都必須設置如圖3.2.2-1所示的斜撐，連接主三角桁架的梁（沿Y方向的縱梁）下部四根立桿每榀都必須設置如圖3.2.2-2所示的斜撐，且每榀帶斜撐腳手的斜撐必須抵緊支撐地面，并使每榀帶斜撐腳手的橫桿與墻體抱緊；

　　3）在高支撐架的頂部、底部設置雙層水平剪刀撐，中間按每5步6米高設置雙層水平剪刀撐（具體位置根據梁的標高在梁下設置，大約位置在6.000m、12.000m、18.000m、24.000m和36.000m標高處），水平剪刀撐的設置見圖3.2.2-3，在雙層水平剪刀撐之間，ZX面（橫向）和ZY面（縱向）每榀都必須設置桁架加強層，加強層的設置見圖3.2.2-4；

　　4）架體四周與建筑物應形成可靠連接, 沿Z向（豎向）每步（1.2m）必須設置連墻件, 沿Y向（水平）每根立桿間距（0.6m）設置一道連墻件，主三角桁架梁（橫梁）及連接主三角桁架的縱梁下四道橫桿都必須與墻體或模板支撐系統有可靠連接，以保障高支撐架的整體穩定性；

　　5）主三角桁架梁（橫梁）下四道槽鋼縱橫向之間需設置成整體格構柱，格構柱的設置見圖3.2.2-5，連接主三角桁架的縱梁下每隔4根立桿間距（2.4m），設置一道格構柱（見圖3.2.2-6），格構柱四個面都需要按照圖3.2.2-7設置斜桿，以保證格構柱形成整體；

　　6）整體高支撐架的底部必須設置掃地桿，距地面0.2m，當立桿基礎不在同一高度上時必須將高處的縱橫向掃地桿向低處延長至少兩跨與立桿固定，且必須滿足《建筑施工扣件式鋼管高支撐架安全技術規程》（JGJ130－2001）中6.3.2條的要求；

　　7）A-E主三角桁架梁下采用型鋼與φ48×3.0鋼管組合支模體系，②、④和⑥區立桿采用[20a型鋼，○11、○12和○13區立桿采用φ48×3.0鋼管，梁下鋼管高支撐架必須加密處理，且其它部分高支撐架的搭設必須以保證梁底高支撐架加密為前提進行搭設（梁底加密見圖3.2.2-8），與模板木方相接觸的主次橫梁需通過計算確定采用鋼管或是型鋼；

　　8）槽鋼立桿與鋼管立桿過渡處（縱橫向），為防止剛度的突變，過渡處的鋼管立桿均采用通長的雙管立桿，且連接槽鋼立桿與鋼管立桿的橫桿全部采用雙橫桿；

　　9）○2、○4、○6區的斜桿全部采用雙斜桿，斜桿與斜桿搭接處的扣件至少采用四個扣件；

　　10）底部高支撐架必須全部采用雙立桿。

　　圖2.2.2-1  ZX面（橫向）外立面斜撐布置示意圖

　　圖2.2.2-2  ZY面（縱向）外立面斜撐布置示意圖

　　圖2.2.2-3  水平剪刀撐布置示意圖

　　圖2.2.2-4  桁架加強層設置示意圖

　　圖2.2.2-5  主三角桁架梁下格構柱平面布置示意圖

　　圖2.2.2-6  縱梁下格構柱平面布置示意圖

　　圖2.2.2-7  縱梁下格構柱立面示意圖

　　圖2.2.2-8 梁下立桿加密詳圖

　　三、 高支撐架的構造要求

　　3.1 高支撐架材料、人員的選用

　　3.1.1鋼管選用國際《直縫電焊鋼管》（GB/T13793），質量符合國家碳素結構鋼（GB/T700）中Q235-A級鋼規定。鋼管統一采用φ48×3.0㎜，外表面銹蝕深度允許偏差△≤0.5mm；各種L≤1.5m桿件鋼管的端部彎曲允許偏差△≤5mm；立桿鋼管彎曲變形：當3m＜L＜4m時，允許偏差△≤12mm；在4m＜L＜6.5m時，允許偏差△≤20mm；用作水平桿、斜桿的鋼管變形允許偏差△≤30mm。鋼管兩端面切斜偏差在1.7mm范圍內。鋼管上嚴禁打孔。有嚴重銹蝕、彎曲、壓扁或裂紋的鋼管不得使用。

　　3.1.2鋼管高支撐架扣件采用可鍛鑄鐵制作，其材質符合國家標準《鋼管高支撐架扣件》（GB/T15831）的規定。使用前應進行質量檢查，有裂紋、變形的嚴禁使用，并應做防銹處理，且有力矩實驗，螺栓擰緊扭力矩達65N·m時，不得發生破壞。出現滑絲的螺栓應更換。

　　3.1.3連墻件的材質應符合現行標準《碳素結構鋼》（GB/T700）中Q235-A級鋼的規定。

　　3.1.4型鋼質量符合《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB 50205-2001）的規定。

　　3.1.5架子工必須持有效證件上崗。

　　3.2高支撐架的構造要求

　　高支撐架的搭設應滿足《建筑施工扣件式鋼管高支撐架安全技術規程》（JGJ130－2001）的相關要求。

　　3.2.1高支撐架必須設置縱、橫向掃地桿。縱向掃地桿應采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm處的立桿上。橫向掃地桿亦應采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上,并且要確保大小高支撐架整體縱橫向對直拉通。

　　3.2.2立桿接長除頂層頂步可采用搭接外，其余各層各步接頭必須采用對接扣件連接。對接搭接應符合《建筑施工扣件式鋼管高支撐架安全技術規程》（JGJ130－2001）中6.3.5條的要求；

　　3.2.3立桿之間必須按步距滿設雙向水平桿，確保其在兩個方向均具有足夠的設計剛度；

　　3.2.4在高支撐架的頂部、底部、中間設置水平剪刀撐，剪刀撐與立桿連接，角度保證45~60度，連續布置。

　　3.2.5確保每榀帶斜撐的腳手斜撐必須抵緊支撐地面，并確保在設計約束點形成牢固連接；

　　3.2.6每跨斜撐必須連續搭設，即每跨斜撐之間必須搭接處理，提高整個架體的穩定性，剪刀撐的具體設置應符合《建筑施工扣件式鋼管高支撐架安全技術規程》（JGJ130－2001）中6.6.2條的要求；

　　3.3高支撐架搭設工藝流程

　　3.3.1組合支模搭設工藝流程

　　材料準備彈線定位立槽鋼立桿設置縱橫向連接桿和剪刀撐可調底座調整立桿安裝模梁、木楞等架設模板

　　3.3.2扣件式高支撐架搭設工藝流程

　　場地平整、夯實，施工混凝土地坪→放線確定立桿位置→放置縱橫向槽鋼→放置縱向掃地桿→立桿(先內排后外排) →橫向掃地桿→第一步縱向水平桿→第一步橫向水平桿→第二步縱向水平桿→第二步橫向水平桿→水平剪刀撐→鋪設防護腳手板→垂直剪刀撐→剛性連墻件→臨邊防護欄桿→安全網。

　　3.4高支撐架地基處理

　　高支撐架搭設區域的浮土必須清理干凈，地基平整夯實，并施工混凝土地坪。 13～15軸場地落差較大，為防止落差處搭設高支撐架引起土體塌陷滑坡，落差處建議采用以下兩種方案處理，具體詳細的處理方案必須由設計院或有資質的相關單位專門設計處理，場地地基平整夯實施工混凝土地坪后，基礎上需鋪置縱橫向12號槽鋼。

　　3.4.1建議方案：分段擋土墻和錨桿組合方式

　　圖4.4.1 分段擋土墻和錨桿組合方式

　　圖3.4.1 分段擋土墻和錨桿組合方式

　　四、 結語

　　科學的論述是工程質量與進度的前提，仔細分析整體工程的技術特點要求，做出具體的高支撐架體系的施工方案，這一項目的成功實施，為今后類似結構工程提供了成功經驗。