技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種混凝土型鋼模板支撐施工方法。

背景技術(shù)：

一般的，建筑內(nèi)中庭具有能夠引入自然光、創(chuàng)造舒適的環(huán)境和良好的通風(fēng)狀況等顯著功能，對人們的視覺造成一定的沖擊，因此帶有中庭結(jié)構(gòu)的建筑備受設(shè)計師的青睞。中庭結(jié)構(gòu)往往具有大跨度、大高度、大空間等特點，施工時往往給建筑施工企業(yè)帶來較大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混凝土型鋼模板支撐施工方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實現(xiàn)的，該混凝土型鋼模板支撐施工方法，該施工方法的步驟包括：

A、荷載計算

B、支撐體系選擇

根據(jù)荷載計算及查型鋼力學(xué)表，支撐形式布設(shè)如下：根據(jù)梁高確定牛腿設(shè)置標高；

在該標高兩側(cè)混凝土柱處分別安裝一塊鋼板，與工字鋼牛腿焊接連接，在牛腿上設(shè)置一根工字鋼，工字鋼形成整體的簡支鋼梁作為承受荷載的主要構(gòu)件；

在鋼梁兩側(cè)腹肋位置斜向焊接槽鋼作為施工操作平臺，水平槽鋼端部焊接角鋼作為操作平臺的圍擋防護；

鋼梁架設(shè)完畢之后，在兩側(cè)槽鋼上滿鋪鋼芭網(wǎng)，并用鐵絲與槽鋼固定牢固，利用鋼梁架設(shè)的平臺進行懸空梁的模板與混凝土施工；

C、鋼梁選型

選用鋼梁為Q235鋼材；

D、錨筋計算

錨筋擬采用二級鋼Ф20鋼筋，采用人工穿孔塞焊，焊縫高度為12mm，錨板厚度t為20mm，錨筋擬采用二層；

E、施工：

E1、H型鋼安裝

a1．牛腿加工按照設(shè)計尺寸在加工場加工完畢后在現(xiàn)場與錨板焊接連接，焊接前在鋼板板上測繪出中心線及控制線，焊接焊縫飽滿均勻，焊縫的連接形式為雙面貼角焊縫；

b2．待下一層柱混凝土強度達到設(shè)計強度100%后，進行牛腿安裝，在每個混凝土柱上用墨線抄測出鋼板的中心線控制線及化學(xué)錨栓鉆孔位置，安裝完成后牛腿上表面標高誤差控制在5mm范圍之內(nèi)；

c3．安裝鋼梁，利用塔吊，安全、準確的安裝鋼梁；

d4．使用及拆除，使用過程中加強對牛腿及鋼梁之間的檢查維護，以及做好支撐系統(tǒng)上的安全防護工作，拆除直接利用塔吊垂直調(diào)運至地面；

鋼梁吊裝選取兩個吊裝點，兩個點均距段部80cm，保證鋼梁在吊裝過程中受力平衡，始終處于水平狀態(tài)，方便在牛腿上的定位固定；

水平槽鋼安裝完成后，即在梁兩側(cè)鋪設(shè)鋼芭，兩側(cè)護欄處加裝密目網(wǎng)；

E2、模板起拱

混凝凝土梁以鋼梁作為底部模板，在跨中位置使用模板起拱50mm，模板以跨中位置向兩邊各鋪1m，兩端部切割光滑倒角，保證模板面平滑過渡；其中因模板起拱架空部分填充楔形木塊墊實，并與模板采用釘子連接牢固，避免施工過程中導(dǎo)致楔形木塊晃動；

E3、鋼梁平臺拆除

拆除時主要考慮鋼梁的起卸，結(jié)合建筑本身制定拆除方案：

a1．鋼梁平臺拆除具備的必要條件是懸空混凝土結(jié)構(gòu)同條件砼試塊抗壓強度達到設(shè)計強度的100%，跨度大于8m，其中側(cè)模拆除在混凝土強度不低于1.2MPa，且側(cè)模拆除需保證砼表面及棱角不受損壞；

b2．拆除鋼梁承載平臺上鋼芭后，清理歸攏鋼梁上濺落的混凝土殘留塊；

c3．鋼梁拆除采用整體拆除方式，拆除過程必需始終保持起鉤狀態(tài)；

d4．利用懸空混凝土梁與梁之間的孔洞，塔吊吊鉤通過該孔洞用鋼絲繩系穩(wěn)鋼梁，此時系鋼絲繩人員的作業(yè)面為標高為30.4m的頂層平面，該人員需配備與頂層平面內(nèi)架相連的安全帶；

e5．鋼梁拆除過程中需用塔吊持續(xù)吊住鋼梁，然后再用高壓氧氣焊兩邊同時拆除鋼梁的20mm限位鋼筋；

f6．鋼梁拆除完成即可拆除連接鋼板的化學(xué)螺栓，拆除過程序上下層操作密切配合。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是：

該混凝土型鋼模板支撐施工方法成功解決了超高懸空混凝土梁底部架體搭設(shè)、固定、施工等一系列難題。該方法適用于超高大跨中庭鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)施工。

H型鋼上皮直接當做混凝土梁底模使用，省去普通模板安裝時梁底模板及木方安裝的工序。

H型鋼兩側(cè)增加操作平臺，方便側(cè)模安裝、鋼筋安裝及砼施工的操作。

H型鋼及操作平臺可提前制作完成，不受其他工序制約，節(jié)省工期，在造價方面與傳統(tǒng)36m滿堂架體方案相比，可大幅減少人工材料費。

施工操作方便，施工工藝簡單，易掌握，生產(chǎn)效率高，有較好的適用性。與傳統(tǒng)架體方案相比，安全系數(shù)高，不會產(chǎn)生安全隱患。

該方法在混凝土梁兩端柱子上預(yù)設(shè)牛腿架設(shè)H型鋼，型鋼的上端面與混凝土梁下底面相平，以此解決其支撐體系的施工問題。首先對超高、超大跨懸空混凝土結(jié)構(gòu)的荷載進行計算分析，根據(jù)荷載的計算，選擇H型鋼梁的規(guī)格型號。設(shè)計鋼梁承載平臺系統(tǒng)，混凝土結(jié)構(gòu)的荷載均布傳至鋼梁承載平臺系統(tǒng)，而鋼梁承載平臺的受力通過牛腿傳遞給主體結(jié)構(gòu)本身的縱向受力結(jié)構(gòu)。這樣使得超高、超大跨懸空混凝土結(jié)構(gòu)支撐體系僅需考慮鋼梁承載平臺即可，該方案改進傳統(tǒng)的高空混凝土結(jié)構(gòu)的支撐體系，即由過去的搭設(shè)滿堂腳手架架體作為支撐體系改為采用鋼結(jié)構(gòu)鋼梁支撐平臺，創(chuàng)新了鋼結(jié)構(gòu)作為施工措施在建筑施工中的使用方法，減少繁瑣的架體搭設(shè)，提高安全系數(shù)。

本方法全面闡述了超高中庭混凝土型鋼支撐模板施工的全過程，從埋件的設(shè)置、型鋼的制作安裝、混凝土梁的預(yù)拱設(shè)置、操作平臺的設(shè)置、型鋼梁的拆除等詳細說明了各施工過程需要注意的問題。

本方法通過在中庭混凝土結(jié)構(gòu)下方設(shè)置H型鋼，直接利用型鋼當做混凝土梁底模，避免了超高滿堂腳手架的搭設(shè)；通過設(shè)置在H型鋼上的操作平臺解決工人進行鋼筋綁扎、模板支設(shè)及拆除、混凝土澆筑等問題。H型鋼的吊裝充分利用施工現(xiàn)場的塔吊進行安裝和拆除?，F(xiàn)場加工操作平臺，避免了高架支模架體搭設(shè)，減少了投入，增加了安全保證系數(shù)，大幅減少人工材料費用，節(jié)省了工期。

該混凝土型鋼模板支撐施工方法設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、使用方便、易于維護，具有很好的推廣使用價值。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的施工工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的混凝土型鋼模板支撐施工方法作以下詳細說明。

如附圖所示，本發(fā)明的混凝土型鋼模板支撐施工方法，該施工方法的步驟包括：

A、荷載計算

1、相關(guān)參數(shù)取值，按混凝土比重24 KN /m3，鋼筋比重1.5KN/m3，模板0.15KN/m2，支撐0.1KN/m2，振動荷載2 KN/m3

2、混凝土荷載N1=57.6 KN，鋼筋荷載N2=3.6 KN，支撐荷載N3 =4.8KN，振動荷載N4=4.8KN

3、單層組合荷載，載系數(shù)取1.2，N=（57.6 KN+3.6 KN+4.8 KN+4.8）×1.2KN =84.96KN

4、作用在簡支鋼梁上的荷載按照均布荷載計算，求均布荷載q（預(yù)設(shè)四根鋼梁組成受力支撐平臺）

q=84.96KN÷12m=7.08KN/m，(計算時按7.1 KN/m)。

B、支撐體系選擇

根據(jù)荷載計算及查型鋼力學(xué)表，支撐形式選擇布設(shè)如下：根據(jù)梁高等因素確定牛腿設(shè)置標高，牛腿材料為HM440工字鋼，牛腿高度為23cm。在該標高兩側(cè)混凝土柱處分別安裝1塊400*740*20鋼板，與工字鋼牛腿焊接連接，在牛腿上設(shè)置1根HM440工字鋼，工字鋼形成整體的簡支鋼梁作為承受荷載的主要構(gòu)件，鋼梁實際長為11360mm（兩端共留40mm縫隙,計算時跨度仍按12000mm取值）。在鋼梁兩側(cè)腹肋位置斜向焊接槽鋼作為施工操作平臺，兩邊槽鋼伸出長度各距對應(yīng)梁邊600mm，槽鋼間距為800mm，水平槽鋼端部焊接長度為1.1m高的角鋼作為操作平臺的圍擋防護。

鋼梁架設(shè)完畢之后，在兩側(cè)槽鋼上滿鋪鋼芭網(wǎng)，并用鐵絲與槽鋼固定牢固，這樣就能利用鋼梁架設(shè)的平臺進行懸空梁的模板與混凝土施工。HM440工字鋼都采用熱軋普通工字鋼。

C、鋼梁選型

計劃選用鋼梁為Q235鋼材，梁跨度12.000m，梁平面外計算長度3.000(m)，

鋼梁截面：國標寬、窄翼緣H型鋼：HM440×300

容許撓度限值[υ]:l/400=30.000(mm)

計算最大撓度:20.028(mm)<容許撓度:30.000(mm)

簡支梁撓度驗算滿足，HM440×300可滿足使用要求。

D、錨筋計算

錨筋擬采用二級鋼Ф20鋼筋，采用人工穿孔塞焊，焊縫高度為12mm，錨板厚度t為20mm，錨筋擬采用二層，ar錨筋層數(shù)的影響系數(shù)，取三層時ar取0.9。

計算所需錨筋的總截面面積為490.6 mm2，所以按照計算得出所需錨筋的總截面面積為490.6mm2，即三根Ф16鋼筋（面積為602.9mm2）即可，實際施工時埋件上的錨筋按照構(gòu)造要求布設(shè)為兩排二層共八根Ф20鋼筋，每排4根，錨筋的錨固長度為170mm；故采用8M20化學(xué)螺栓。

E、施工

E1、H型鋼安裝

a1．牛腿加工按照設(shè)計尺寸在加工場加工完畢后在現(xiàn)場與錨板焊接連接，焊接前在鋼板板上測繪出中心線及控制線，焊接焊縫飽滿均勻，焊縫的連接形式為雙面貼角焊縫，焊縫高度不小于12mm。

b2．待下一層柱混凝土強度達到設(shè)計強度100%后，進行牛腿安裝，在每個混凝土柱上用墨線抄測出鋼板的中心線控制線及化學(xué)錨栓鉆孔位置，安裝完成后牛腿上表面標高誤差控制在5mm范圍之內(nèi)。鋼板與牛腿的焊接、化學(xué)螺栓的安裝定位及其重要，在整個實施過程中技術(shù)要求最為嚴格，必須高標準的要求執(zhí)行，系統(tǒng)的對焊接工人進行技術(shù)交底，持證上崗。

c3．安裝鋼梁，利用塔吊，加強塔吊司機、指揮及安裝人員的溝通配合，提前準備相應(yīng)的吊裝方式，安全、準確的安裝鋼梁。

d4．使用及拆除，使用過程中加強對牛腿及鋼梁之間的檢查維護，以及做好支撐系統(tǒng)上的安全防護工作，拆除直接利用塔吊垂直調(diào)運至地面，完成施工措施使命。

e5．梁在預(yù)制廠依據(jù)結(jié)構(gòu)跨距下料11.360m，下料長度按照跨度縮尺40mm，鋼梁材質(zhì)必須是通長無焊縫。

f6．鋼板上化學(xué)螺栓安裝孔在工廠提前加工完成。

g7．鋼梁安裝時作業(yè)半徑內(nèi)暫停其他工種作業(yè)施工，并設(shè)置禁行警示標志，同時安排專人負責。

h8．起吊安裝順序按照由遠及近原則，設(shè)立一名指揮長，指揮長施工前對操作人員進行全面的技術(shù)安全交底，所有操作人員在起吊過程中聽從指揮長指揮，按照分工要求各自對自己的崗位范圍進行安全檢查，對各種情況都必須向指揮者匯報，發(fā)現(xiàn)問題馬上解決，使人人都做到有底有數(shù)，明白自己的操作全過程和吊裝的安全要求。

i9．待鋼梁構(gòu)件被吊到安裝高度時，指揮者發(fā)出停止信號，塔吊停止上升起動，吊在空中的構(gòu)件由兩頭的繩索穩(wěn)定，塔吊水平轉(zhuǎn)動吊至牛腿上，然后緩慢調(diào)節(jié)挪至將鋼梁兩端均落在牛腿中心位置，位置正確后即刻進行鋼梁水平方向的限位施工，即在牛腿兩側(cè)分別用兩根直徑為20mm的鋼筋緊貼鋼梁焊接，待鋼梁水平限位筋焊接穩(wěn)固后，拆卸捆扎鋼絲繩，把吊桿與鋼梁構(gòu)件全脫離，再進行下一跟鋼梁的吊裝，以上過程循環(huán)。

j10．安裝完成后對鋼梁平臺水平度進行抄測，并做好記錄。

k11．鋼梁吊裝選取兩個吊裝點，兩個點均距段部80cm，保證鋼梁在吊裝過程中受力平衡，始終處于水平狀態(tài)，方便在牛腿上的定位固定。

l12．水平槽鋼安裝完成后，即在梁兩側(cè)鋪設(shè)鋼芭，兩側(cè)護欄處加裝密目網(wǎng)，梁的安裝過程同普通梁的安裝，注意需在梁中位置起拱。

E2、模板起拱

混凝凝土梁以鋼梁作為底部模板，在跨中位置使用模板起拱50mm（其中鋼梁中部在混凝土梁作用下?lián)隙冉?jīng)計算為20mm，根據(jù)施工規(guī)范起拱l(fā)/1000～3l/1000取值30mm），模板以跨中位置向兩邊各鋪1m，兩端部切割光滑倒角，保證模板面平滑過渡。其中因模板起拱架空部分填充楔形木塊墊實，并與模板采用小號釘子連接牢固，避免施工過程中導(dǎo)致楔形木塊晃動。

E3、鋼梁平臺拆除

拆除時主要考慮鋼梁的起卸，起吊過程中不破壞建筑結(jié)構(gòu)，不發(fā)生安全事故。結(jié)合建筑本身制定拆除方案，主要把握以下原則：

1．鋼梁平臺拆除具備的必要條件是懸空混凝土結(jié)構(gòu)同條件砼試塊抗壓強度達到設(shè)計強度的100%（跨度大于8m），其中側(cè)模拆除在混凝土強度不低于1.2MPa，且側(cè)模拆除需保證砼表面及棱角不受損壞。

2．拆除鋼梁承載平臺上鋼芭后，清理歸攏鋼梁上濺落的混凝土殘留塊，注意不能直接拋落，以防高空墜物發(fā)生安全事故。

3．鋼梁拆除采用整體拆除方式，拆除過程必需始終保持起鉤狀態(tài)。

4．利用懸空混凝土梁與梁之間的孔洞，塔吊吊鉤通過該孔洞用鋼絲繩系穩(wěn)鋼梁，此時系鋼絲繩人員的作業(yè)面為標高為30.4m的頂層平面，該人員需配備與頂層平面內(nèi)架相連的安全帶。

5．鋼梁拆除過程中需用塔吊持續(xù)吊住鋼梁，然后再用高壓氧氣焊兩邊同時拆除鋼梁的20mm限位鋼筋。

6．鋼梁拆除完成即可拆除連接鋼板的化學(xué)螺栓，拆除過程序上下層操作人員密切配合

7．鋼梁拆除作業(yè)人員必須聽從指揮長指揮，作業(yè)前進行全面的安全技術(shù)交底，作業(yè)時佩戴安全帽、系好安全繩、穿防滑鞋，正確按照交底執(zhí)行每道工序，施工現(xiàn)場做好安全警示標志，無關(guān)人員不得進入現(xiàn)場。

質(zhì)量控制：

嚴格按照國家及行業(yè)標準《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205-2001)、《機械設(shè)備安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》(GB50231-2009)、《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ80-1991）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程J》（GJ81-2002）、《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2002）和設(shè)計圖紙的要求進行施工。各種材料必須符合國標、行業(yè)標準和設(shè)計要求。所有進場材料必須有質(zhì)量證明書和復(fù)試報告，并認真進行品種、規(guī)格、幾何尺寸的檢驗并分類堆放。

安全措施：

工程的安全文明施工納入項目班子的統(tǒng)一管理，設(shè)專職安全文明施工監(jiān)督管理員，建立安全文明施工責任制度，并設(shè)立安全文明施工的處罰制度，層層落實安全文明施工的責任，責任到位，責任到人。

新進場工人和調(diào)換工種的職業(yè)進行安全教育和技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考核合格，發(fā)證后方給上崗，做到持證上崗。鋼梁吊裝時，做好安全警戒和安全警示措施，防止非施工人員入場。

鋼梁吊裝、拆除前，檢查鋼絲繩的完好性及吊掛結(jié)構(gòu)的安全性。

操作人員應(yīng)按指揮人員的手勢或哨音進行操作，若指揮信號不清或?qū)⒁鹗鹿蕰r，操作人員可拒絕執(zhí)行，并應(yīng)立即通知指揮人員。但對有關(guān)人員發(fā)出的危險信號均應(yīng)聽從。

鋼梁吊裝人員必須佩帶安全帶作業(yè)，帶好安全帽。

鋼梁吊至指定高度后緩慢下放，直至平穩(wěn)落在牛腿上。鋼梁安裝完成后兩側(cè)滿鋪鋼芭網(wǎng)片，兩側(cè)圍擋掛設(shè)密目網(wǎng)。

移動電焊機時，應(yīng)切斷電源，不得用拖拉電纜的方法移動電焊機。當焊接中突然停電時，應(yīng)立即切斷電源。電焊機應(yīng)放在避雨、通風(fēng)較好的地方。焊接時，不允許用鐵板搭接的代替電焊機的搭鐵

電焊機外殼，必須有良好的接零或接地保護，其電源的裝拆應(yīng)由電工進行。電焊機的一次與二次繞組之間，繞組與鐵芯之間，繞組、引線與外殼之間，絕緣電阻均不得低于0.5兆歐。

電焊機應(yīng)放在防雨和通風(fēng)良好的地方，焊接現(xiàn)場不準堆放易燃、易爆物品，使用電焊機必須按規(guī)定穿戴防護用品。

交流弧焊機一次電源線長度應(yīng)不大于5米，電焊機二次線電纜長度應(yīng)不大于30米。焊鉗與把線必須絕緣良好、連接牢固，更換焊條應(yīng)戴手套。

環(huán)保措施：

H型鋼操作平臺所需型鋼鋼及槽鋼、角鋼在工廠加工成半成品，施工現(xiàn)場只是將半成品焊接成型，大大的減少現(xiàn)場焊接量，減少了現(xiàn)場的光污染和空氣污染。現(xiàn)場焊接時，在四周布置遮光棚，避免電弧光外泄。

為控制場內(nèi)噪音，使用環(huán)保型震動工具，泵車采用液壓型；塔吊運轉(zhuǎn)不使用口哨，利用對講機指揮。

對人為活動噪音應(yīng)有管理制度，施工人員進入現(xiàn)場不得大聲喧嘩、吵鬧，特別要杜絕人為敲打、叫嚷、野蠻裝卸噪聲等現(xiàn)象，加強教育，使人為噪音減少到最低點。

施工垃圾嚴禁隨意凌空拋散造成揚塵。混凝土施工時的廢棄物應(yīng)及時清運，保持工完場清。施工期間產(chǎn)生的廢鋼材、木材，塑料等固體廢料應(yīng)予回收利用。

值班電工跟班作業(yè)，及時檢查現(xiàn)場電氣設(shè)備及線路的運行情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理并作好記錄。

施工期間，現(xiàn)場內(nèi)的材料應(yīng)按施工平面布置要求按類歸堆放好，各工序完成后的剩余材料嚴禁亂堆亂放；確保周圍環(huán)境的清潔。

效益分析：

采用型鋼模板支架，并且充當了混凝土梁的底模板，避免了滿堂高架架體的搭設(shè)，不僅增加了安全保障，還減少了滿堂腳手架材料租賃費和搭設(shè)費用。型鋼支模采用市場現(xiàn)存的H型鋼，在現(xiàn)場加工，通過塔吊安裝和拆除，加快了整個工程的進展。本方法在施工過程中除了主要應(yīng)用型鋼模板支架，所采用的鋼材全部可以回收，并且角鋼可以用于金屬屋面的施工，很少用高費用的措施。

本方法的成功應(yīng)用為同類結(jié)構(gòu)的施工開創(chuàng)了一種全新的施工方法，充分體現(xiàn)了建筑科技發(fā)展以項目實體為依托的示范作用，具有良好的社會效益。