黃 亮 孔祥雷 王 彪

中國建筑第二工程局有限公司西南分公司 重慶 400020

重慶山水主題國際休閑旅游度假區(qū)六旗山水樂園項目業(yè)態(tài)包括五星酒店、山水樂園、市民農(nóng)莊、高檔商業(yè)、高檔住宅等。項目建成后會形成具有格調(diào)、品質(zhì)、便捷、歡樂、休閑、健康等內(nèi)涵的主體小鎮(zhèn)，成為重慶市的地標性建筑群。

標志塔是六旗山水樂園的標志性建筑物，用建筑手法抽象地展示出六旗logo的造型精髓，形成自下而上的悅動形態(tài)。標志塔采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的形式，是整個工程的代表作品。

由于結(jié)構(gòu)設計的特殊性，標志塔0～15.0 m采用高支模作為支撐架，施工難度大、危險性較高，故優(yōu)化設計圖紙，利用鋼結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢，采用增加型鋼梁＋壓型鋼板作為15.0 m層梁板支模體系，完美解決了15.0 m以下狹小、超高空間支模的難題。

1 工程概況

重慶山水主題國際休閑旅游度假區(qū)體驗中心項目位于重慶市璧山區(qū)沿河東路北段，鄰近輕軌1號線璧山站（在建）。本項目標志塔為68.0 m高聳結(jié)構(gòu)，建筑基底面積為20 m2，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)＋鋼結(jié)構(gòu)，基礎為9樁承臺基礎。

標志塔為本項目的標志性建筑物，為六旗山水樂園的重要建筑，設計使用年限為50年。由于受構(gòu)筑物截面尺寸的影響，此工程整體考慮使用高支模作為支撐體系，使用落地式腳手架作為外防護架體。

山水文園標志塔為狹小空間內(nèi)施工，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，整體高度68.0 m，尺寸由下端3.600 m×4.600 m逐步擴展到4.029 m×4.600 m，再到4.171 m×4.600 m，最后到4.600 m×4.600 m的擴展結(jié)構(gòu)，施工困難，危險系數(shù)高（圖1）。

2 支撐體系的特點與難點

標志塔結(jié)構(gòu)工程由于受到結(jié)構(gòu)本身造型的影響，施工中對支模要求較高[1-4]。本工程下部15.0 m為2片獨立剪力墻，15.0～38.0 m為筒體結(jié)構(gòu)，38.0 m以上墻體由4片逐漸變化為1片，且從35.0 m開始，上部結(jié)構(gòu)混凝土為LC30輕質(zhì)混凝土，高度達68.0 m（圖2）。

圖1 項目效果圖

圖2 標志塔俯視圖

在此結(jié)構(gòu)設計中，最高支模高度為15.0 m，同時存在600 mm×1 000 mm的超限梁，屬于超過一定危險需要專家論證范圍的高支模搭設。標志塔15.0 m以下只有2片剪力墻，若采用支模架作為梁板支撐體系，高寬比大于3，且無法拉結(jié)固定，施工難度較大。

經(jīng)與鋼結(jié)構(gòu)、設計以及業(yè)主、監(jiān)理的共同研究，決定利用鋼結(jié)構(gòu)鋼骨柱和型鋼梁的優(yōu)勢，增加型鋼梁＋壓型鋼板作為15.0 m層梁板支模體系，減小標志塔建筑物施工的難度及危險性。同時，在兩剪力墻之間搭設滿堂操作架，立桿縱橫間距1.0 m，步距1.5 m，四周剪刀撐由底至頂連續(xù)布置，剪力墻兩邊的水平鋼管用頂托加木方頂緊兩邊墻體，以保證架體的整體穩(wěn)定性，此架體作為材料堆放及人員操作場地。15.0 m層梁板支模體系為工字鋼上鋪壓型鋼板，工字鋼與鋼柱高強螺栓連接，不采用鋼管作為支撐架。

針對施工的特點和難點，在600 mm×1 000 mm梁下設置H600 mm×300 mm×18 mm×20 mm型鋼作為支撐，型鋼采用4顆M20高強螺栓連接端部鋼柱，連接板寬200 mm、厚10 mm；300 mm板下設置2根300 mm× 126 mm×9 mm×14.4 mm工字鋼作為支撐，板下模板為1.2 mm的YXB95-225-675（B）壓型鋼板。15.0 m以上采用普通支模和高支模進行施工。

3 施工部署

先安裝基頂—15.0 m標高處鋼骨柱及鋼梁，同時安裝15.0 m層梁板下部鋼梁、壓型鋼板模板，并開始搭設外腳手架及內(nèi)部操作架，按照每段3.0 m高施工2片剪力墻[5-8]。

1）標高15.0—20.0 m：屬于普通模板支撐體系，搭設梁板支撐架，支設剪力墻模板，該段混凝土結(jié)構(gòu)一次性施工完成。

2）標高20.0—35.0 m：筒體結(jié)構(gòu)豎向分段施工，每次施工3 m高，剪力墻施工的同時，按照方案搭設滿堂支撐架，作為35.0 m梁板支撐架。

3）標高35.0—38.0 m：38.0 m梁板支撐架搭設同20.0— 35.0 m。38.0 m以上為無梁板結(jié)構(gòu)，故無支模架，只搭設操作架。

4 關鍵施工技術(shù)

4.1 施工工藝流程

地腳螺栓安裝、埋件安裝→鋼柱安裝→鋼梁安裝→15.0 m下部鋼梁安裝→壓型鋼板安裝（壓型鋼板安裝焊接→栓釘焊接→封邊、堵頭板安裝、焊接→清理、驗收）→架體搭設→模板施工→鋼筋綁扎→混凝土澆筑→養(yǎng)護→架體拆除

4.2 施工方法

4.2.1 鋼結(jié)構(gòu)施工

鋼柱安裝前，引測軸線及標高，清理底板雜物，發(fā)現(xiàn)問題提前處理，以免延誤鋼柱安裝。起吊前，鋼柱安裝爬梯、防墜器等安全措施；緩慢起吊，并防止鋼柱在地面被拖拉。當鋼柱吊至安裝位置上方200 mm時緩慢下落，鋼柱就位穩(wěn)定后，鋼柱吊裝就位，擰緊地腳螺栓螺母以防止構(gòu)件移位或傾覆。

4.2.2 壓型鋼板設計

鋼柱安裝完成后，安裝上部鋼梁，并安裝15.0 m支撐體系的型鋼及壓型鋼板，在600 mm×1 000 mm梁下設置H600 mm×300 mm×18 mm×20 mm型鋼作為支撐，型鋼采用4顆M20高強螺栓連接端部鋼柱，連接板寬200 mm、厚10 mm；300 mm板下設置2根300 mm×126 mm×9 mm×14.4 mm工字鋼作為支撐，板下模板為1.2 mm的YXB95-225-675（B）壓型鋼板，15.0 m支模體系優(yōu)化設計如圖3～圖5所示。

4.2.3 壓型鋼板主要施工方法

鋪設前應該對變形的壓型鋼板予以矯正，其頂面雜物要清理干凈，嚴防受潮，然后再涂刷油漆。先在鋪板區(qū)彈出鋼梁的中心線，主梁的中心線是鋪設壓型鋼板固定位置的控制線。由主梁的中心線控制壓型鋼板搭接鋼梁的搭接寬度，并決定壓型鋼板與鋼梁熔透焊接的焊點位置。次梁的中心線將決定熔透焊栓釘?shù)暮附游恢谩?/p>

圖3 15.0 m平面布置

圖4 1-1剖面

圖5 2-2剖面

因壓型鋼板鋪設后難以觀測次梁翼緣的具體位置，故將次梁的中心線及次梁翼緣寬度返彈在主梁的中心線上，固定栓釘時應將次梁的中心線及次梁翼緣寬度再返彈到次梁面上的壓型鋼板上。吊運時采用專用軟吊索，以保證壓型鋼板板材整體不變形、局部不卷邊。壓型鋼板與壓型鋼板側(cè)板間連接采用咬口鉗壓合，使單片壓型鋼板間連成整板。先點焊壓型鋼板側(cè)邊，再固定兩端頭，最后采用栓釘固定。

4.2.4 架體搭設

標志塔15.0 m以下內(nèi)部支模架操作系統(tǒng)采用普通鋼管支撐，立桿縱橫間距1.0 m、步距1.5 m，四周由底至頂設置連續(xù)剪刀撐，剪力墻兩邊的水平鋼管用頂托加木方頂緊兩邊墻體，以保證架體的整體穩(wěn)定性，此架體作為15.0 m以下墻體施工的操作平臺[9-11]。

梁、板施工采用工字鋼＋壓型鋼板作為15.0 m層的支撐體系。其余位置采用常規(guī)的高支模及模板支撐體系進行支撐。外部采用3排腳手架進行防護，內(nèi)側(cè)的2排腳手架25.0 m以下采用雙排腳手架進行搭設，最外側(cè)的1排腳手架采用單排腳手架。

4.2.5 模板施工

1）2片剪力墻施工。施工過程中每3 m施工一次，所有模板均在木工房統(tǒng)一制作、預拼，并將對拉桿眼位彈線鉆好；模板必須清理干凈，不得有雜物殘留。木方必須過刨木機，以確保尺寸一致以及滿足平整度要求。由于本工程剪力墻尺寸逐漸變化，同時墻體內(nèi)部含型鋼柱，故對拉螺桿洞需提前定位，在型鋼柱加工時，需提前在鋼柱腹板開洞，按照方案中“200 mm＋600 mm＋600 mm＋600 mm＋600 mm”的間距開對拉螺桿洞，洞直徑為19 mm。由于結(jié)構(gòu)的特殊性，采用大配模作為墻體的模板，施工中剪力墻變化的角度一致，故先按照剪力墻的角度切割2塊斜面模板，在中間增加模板以調(diào)整尺寸。

2）15.0 m梁板施工。采用壓型鋼板混凝土組合樓板結(jié)構(gòu)，可以取消傳統(tǒng)鋼筋混凝土樓板的支模施工方法，節(jié)省大量工期，同時也解決了本工程超規(guī)范高寬比架體搭設的危險性，保障施工。采用工字鋼作為支撐體系，壓型鋼板作為模板，在綁扎鋼筋的過程中，注意壓型鋼板與原結(jié)構(gòu)之間的縫隙處理。本工程采用在壓型鋼板邊緣底部用木方固定，采用擠塑聚苯板以及雙面膠對縫隙進行處理的方式，防止在綁扎完鋼筋進行混凝土澆筑的過程中出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象。

3）架體防雷。由于標志塔結(jié)構(gòu)較高，腳手架架體亦搭設得較高，為防止雷電天氣時可能存在的危險性，架體設計防雷是一項重要工程。架體搭設至未澆筑混凝土前，在架體立桿上焊接φ12 mm鍍鋅鋼筋，從剪力墻對拉螺桿洞伸出，再與外架焊接，利用外架的防雷措施，將電流引入地下。

4.3 設計計算（15.0 m層鋼結(jié)構(gòu)支模體系計算）

4.3.1 壓型鋼板承載力計算

1）荷載統(tǒng)計。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進行荷載統(tǒng)計，按板厚300 mm、寬1 m進行計算，故300 mm鋼筋混凝土均布荷載為7.65 kN/m2，施工荷載為2.5 kN/m2，壓型鋼板上荷載設計值為31.04 kN/m。考慮動力系數(shù)1.3，荷載值為43.46 kN/m。

2）受力模型。根據(jù)15.0 m支模體系可知，壓型鋼板下部次梁間距1.267 m，主梁間距4.029 m，故按跨度為4.029 m的簡支梁進行計算。

3）受力計算。壓型鋼板上彎矩：M=88.18 kN·m，根據(jù)《鋼與混凝土組合樓（屋）蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)造》05SG522附錄3-3可知，壓型鋼板截面慣性矩I=121.74 cm4/m，截面抵抗矩W=25.91 cm3/m，σ =M/W=3.40 N/mm2＜f =205 N/mm2，滿足要求。

4.3.2 次梁承載力計算

工字鋼次梁受荷統(tǒng)計：工字鋼次梁受荷面積為1.267 m×3.6 m＝4.561 2 m2，如圖6所示。

圖6 工字鋼次梁受荷面積示意

次梁上承受板傳遞荷載為198.23 kN、次梁上承受壓型鋼板荷載為0.62 kN，故次梁上承受荷載為198.85 kN。次梁上恒線荷載55.24 kN/m、活荷載2.5 kN/m。

5 操作性對比分析

一般現(xiàn)場梁板支撐系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的支撐架和模板進行施工，可以按部就班地按照模板以及支撐架的方式進行搭設。而狹小高聳結(jié)構(gòu)的標志塔由于結(jié)構(gòu)的特殊性，搭設施工優(yōu)化為利用原有的鋼結(jié)構(gòu)增加鋼梁＋壓型鋼板作為梁及板的支撐系統(tǒng)。以下對進行模板優(yōu)化時所考慮的具體原因進行闡述：

1）由于標志塔結(jié)構(gòu)設計本身的約束，15.0 m以下只有2片剪力墻，內(nèi)設鋼骨柱進行支撐，高度較高，本身設計空間較狹小。

2）若采用高支模進行支撐，支撐架的高度為15.0 m、寬度為4.6 m，有兩面無固定措施，高寬比大于3，危險性系數(shù)較高，施工難度較大。

3）利用原有鋼結(jié)構(gòu)增加鋼梁＋壓型鋼板作為梁、板的支模系統(tǒng)，避免了高支模的危險性。15.0 m以下架體不作為支撐系統(tǒng)，只用作操作架體。

4）對于15.0 m梁板，施工工人可操作性強，可縮短 工期。

6 經(jīng)濟性對比分析

傳統(tǒng)的高支模支撐體系相對于鋼梁＋壓型鋼板作為梁、板的支模系統(tǒng)，需要投入的人工及材料成本較高。在狹小的結(jié)構(gòu)空間采用傳統(tǒng)的高支模系統(tǒng)，施工高度較高，鋼管較密集，工人施工操作困難，危險系數(shù)較高。優(yōu)化后利用原有結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢增加鋼梁＋壓型鋼板作為支撐系統(tǒng)，大大解決了傳統(tǒng)支模架的難題。利用原有的鋼結(jié)構(gòu)，在工字鋼上鋪壓型鋼板，工字鋼與鋼柱采用高強螺栓連接，可以在標志塔施工完成后拆除，不需要花費大量的費用及人工。

7 結(jié)語

合理利用鋼結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)勢解決施工中的支模問題，是本工程的亮點。通過對原有鋼結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，精細化施工管理，在鋼結(jié)構(gòu)＋混凝土結(jié)構(gòu)的狹小單體中提供了施工保證措施。

文中所述的方法，既利用了原有的鋼結(jié)構(gòu)，又減小了高支模的施工難度，同時也降低了工程的成本。

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