大跨度高空扣件式钢管支模承重架应用

一、工程概况

西湖文化广场电影城、剧场与文化交流中心(C区)上部结构建筑面积36476m2，层数为五层，总高度为36.650m。内设大小电影厅共15个，可同时容纳2500人就座，另还配有设施一流的中心剧场、儿童剧场、电声音乐厅、古戏台、黑匣子剧场和配套附属用房等。

本工程轴网为二圆心控制的圆弧轴网，轴网间距基本为9000mm（径向）×（7121mm-13680mm）（环向），层高基本为5m。由于使用功能的需要，有较多跃层区域，相应层高也较高，　　二、支模承重架方案选择如儿童剧场、电影厅、古戏台等层高10m左右；儿童活动区、黑匣子剧场、侧台、排练厅等

层高15m左右；剧场门厅层高23m左右。

C区上部结构轴线复杂、标高繁多、大跨度高空区域较多，不利于支模承重体系的工具化。钢结构支撑承重体系，内力计算复杂，制作加工周期长，自重大，成本高。

经过慎重考虑，确定C区上部结构模承重架采用扣件式钢管支模承重体系。在方案编制中，做到设计荷载考虑全面、计算模型接近实际、立杆分布合理经济、综合考虑钢管锈蚀和强度高度降低系数、构造措施符合规范，并对承重架的杆件进行应力监测。

C区上部结构钢筋砼结构在短短五个月全部快速安全完成，扣件式钢管支模承重架在大跨度高空结构中得到成功运用。

三、五层楼面15轴-18轴/F轴-H轴线区域结构详况

本文以五层楼面15轴-18轴/F轴-H轴线区域的支模承重架为例进行介绍。该区域位于中心剧场观众席上空，承重架塔设高度随观众坐席标高渐变，搭设高度最高达29.8m，并且两根梁（截面尺寸600×2200）跨度达35m。

四、承重架搭设

1、立杆布置详见立杆平面布置图。梁侧立杆距梁边300mm，其中600×2200的梁底设双根支顶立杆(支顶立杆在梁宽方向间距为400，在梁长方向间距为梁侧立杆间距的一半)，500×1000的梁底设一根支顶立杆。

2、承重架步距为1600mm，水平牵杠纵横拉通；扫地杆距楼地面200mm，纵横拉通。

3、水平剪刀撑沿高度方向每隔二排水平牵杠设置一道，剪刀撑在水平面连续设置。

4、承重架四周外侧立面连续设置垂直剪刀撑。

5、承重架内600×2200、250×500、350×1000梁两侧立杆处设置垂直剪刀撑，剪刀撑在立面上连续设置。

6、将承重架与已所有完成的结构柱用短钢管连接，设置原则同水平剪刀撑。

五、立杆稳定性验算要点

1、设计荷载取值

①梁板砼自重按24KN/M3取值，梁板内钢筋自重按实际配筋取值（梁板分算）。

②模板及支架自重按实际情况取值。

③施工人员及施工设备荷载按1KN/M2取值。

④振捣混凝土时产生荷载按2KN/M2取值。

2、立杆内力计算

根据初步验算，只需验算600×2200梁下立杆的稳定性，利用PKPM软件按下节点图计算。

3、立杆稳定性验算参数

①考虑钢管的锈蚀，钢管壁厚按3mm取值钢管截面积A=424mm2，钢管回转半径i=15.9mm

②为保证承重架安全系数K>2,2a=h立杆计算长度L0=h+2a=2h且λ= L0/I<[λ]=210

③高度降低系数ξ=1/[1+0.005(H-4)]（H为搭设高度）

• [f]=ξf

六、施工要点

1、承重架所用钢管和扣件必须有租赁方或生产厂家的质量证明合格证。搭设现场派专人检验钢管和扣件质量，不合格不使用，特别注意钢管壁厚少于3mm的禁止使用。

2、根据立杆平面布置图在实地进行放样，确保每一根立杆位置准确。在承重架搭设过程中随时检查立杆的垂直度，确保立杆垂直度偏差控制在5‰以内。

3、扫地杆和水平牵杠必须严格按方案要求设置，不得漏设。在承重架搭设时拉通线，确保扫地杆和水平牵杠纵横通顺、方正，同时注意水平牵杠的间距（步距）不得超过方案要求。

4、在承重架搭设过程中派专人用力矩板手检查扣件的紧固度，以保证每个扣件连接可靠。在砼浇捣前，再随机抽取5%扣件进行检查。要求扣件螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.M，且不应大于65N.M。

5、立杆的连接采取对接，不得搭接。相邻两根立杆的接头不得在同步内，接头在高度方向错开的距离大于500mm，接头中心至主节点的距离大于步距的1/3

6、扫地杆和水平牵杠的连接采取对接。相邻两根杆件的接头不得在同跨或同步内，接头在水平方向错开的距离大于500mm，接头中心至最近主节点的距离大于立杆间距的1/3。

7、剪刀撑的连接采用搭接，搭接长度1m，用三只旋转扣件确保连接可靠。剪刀撑角度不大于450，与立杆连接最多根数为7根。

8、该区域承重架下各层楼面的承重架均保留不拆除，确保楼面不受损坏。

9、砼浇捣，布置两路泵管，由600×2200大梁跨中向两端对称浇捣。浇捣时，两路泵管先从跨中向两端将600×2200梁浇捣1200高，然后再从跨中向两端浇至梁顶。注意楼板上砼不可堆积过高。

七、承重架杆件应力监测

1、监测方法

在砼浇捣过程中，测试承重架杆件的应力，可及时采取必要的补救措施，防止恶性安全事故的发生，同时也可为扣件式钢管承重架的理论分析提供实测数据。由于现场监测条件恶劣，采用适应性好、安装简单的钢弦式应力计进行承重架杆件应力监测。

①设备：应力计采用钢弦式；频率仪采用JD-10型钢弦式传感器测定仪；频率仪测得的数据由电脑现场处理。

②应力计安装：应力计按钢管尺寸订做（重复利用），安装时将应力计测头嵌入所测钢管端部或顶部，再用木顶紧，应力计导线端口应予以保护。

③测试方法：将频率仪的两个测头与应力计的两个导线端口相接，即可从频率仪上读得所需数据（频率），进而根据该应力计率定表计算所测应力（扣除安装应力）。

2、监测数据

现场实际对最外侧临边600×2200大梁的立杆、水平剪刀撑和垂直剪刀撑进行应力监测。

应力监测数据

3、数据分析

①立杆应力测试值与应力计算值比较，可以看出立杆之间的轴力分配与计算值较为吻合，这说明计算模型、荷载取值与实际情况相近。

②立杆承载力大于立杆应力测试值，说明承重架承载力具有一定的安全储备，这符合规范对承重架安全度的要求。

③在不同的时间点对立杆应力进行测试，可以看出立杆应力是不断增大的，特别要注意砼浇捣完成三天后，立杆应力还有一定程度的增加，这就要求在承重架计算时要有足够的安全储备，同时要求砼浇捣完成后，不能立即在砼面上堆载，以防止砼结构的破坏和承重架失稳。

④垂直剪刀撑和水平剪刀撑的应力水平一直较低，可以说明在承重架立杆稳定情况下基本不受力，但作为增加承重架整体稳定性的构造措施是必不可少和值得重视的。

八、结束语

经过这次大跨度高空结构扣件式钢管支模承重架的成功实施，笔者认为在设计荷载考虑全面、计算模型接近实际、综合考虑多种不利因素的前提下扣件式钢管支模承重架还是具有较强的生命力。

在这次承重架的杆件应力测试中，由于没有较好的测试方法，未对水平牵杠和扫地杆的应力进行测试，较为可惜。但笔者认为水平牵杠和扫地杆在承重架中的作用非常之大，可在小部分立杆承载力不足的情况下，在承重架内部进行应力重分布，确保承重架的整体稳定。

相信经过以上的介绍，大家对大跨度高空扣件式钢管支模承重架应用也是有了一定的认识。欢迎登陆鲁班乐标，查询更多相关信息。