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【摘要】高跨度、异形梁翻样、支模工艺的探讨
【关键词】高跨度、弧型梁、支模架、模板、钢管、翻样
前言
高跨度和异形梁一直是支模工作控制的难点，本文就以本人负责施工完成的杭州铁路新客站人字形大跨度弧形框架支模情况，对此问题进行探讨。
一、工程概况
杭州铁路新客站（二层中厅大型人字屋架）高度35米，长39米，宽30米。整个屋架由8榀人字形大跨度弧形框架梁（300χ1600mm）及数十根联系梁（450χ600 mm）组成，每榀人字形梁间距2500毫米。其跨度、高度和曲率均较大，且整个结构呈现了上重下轻的结构体系。
二、模板支模体系的选择
由于梁截面较大，支模高度较高，且屋面为异性结构，支模体系必须具有很大的灵活性，同时由于混凝土浇筑采用泵送施工，考虑脉冲水平推力和输送混凝土速度所引起过载及侧压力，若采用门式钢管脚手架，因其标准构件受其自身宽度和每组长度的约束，对平面布置有一定限制，很难满足施工要求，碗扣式承重架由于很难按此结构配置相应模数的钢管，因此也无法采用。而扣件式钢管脚手架则具有平面布置灵活、架设效率高、可形成纵横通道等特点，为了确保模板系统有足够强度、刚度和稳定性，模板支撑系统采用48×3.2mm扣件式钢管满堂脚手架。梁底（侧）模板采用18毫米厚夹板，龙骨采用60×80mm木枋。
在高支架除必须满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2001和《钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程》J10374—2004有关规定外，还必须通过计算确定承重架排布方式，通过项目部编制的专项施工方案来看，本工程可采用扣件式钢管脚手架进行支撑。
三、支撑体系的实施
1、异形结构的定位
本工程人字屋架的定位和标高复核是前期控制的重点问题，特别是人字屋架的曲线控制是放线的一个难点，我们采用了CAD辅助计算各处标高和计算模板尺寸，即根据设计图纸在CAD中画出屋架平面和剖面图，按照1.8米一段（模板长度）将曲线梁的梁底边分解成多条多线段，后将梁侧根据此多段线绘制成多个梯形，按此编号后来进行模板预加工。首先从模板尺寸上保证满足设计要求。
其次为现场定位，梁平面定位较为简便，主要难点在于确定曲线梁底标高，此处同样根据模板图中梁底曲线分为1.8米多条多端线两端标高来进行支模架标高控制，虽然从细部上来看梁曲线成为了多段线组成的曲线，但由于梁跨度有39米，因此施工成品还是很好的达到了设计要求的感官质量。
2、支撑体系基础的加固
经计算确定，本工程整个构件的荷载有1700吨，作用在板厚120毫米的二楼1000多平米楼层上，则按照理想状态来计算，二层楼板每平米受力有1.7吨，远远大于普通楼板设计荷载300kg/m2。因此需对二层楼板进行加固。
首先我们按照平面弹出所有框架梁和连梁的中心线，再根据梁的大小和受力多少，排出立杆的间距（不大于600毫米），钢管底部用槽钢作垫木，增加与楼板的接触面积，同时由于槽钢刚度远远大于模板，可避免楼板局部超载情况，有利于应力的分散。框架梁用12号槽钢，连梁底用10号槽钢。
在二楼立杆排列之前我们在一楼采用同样排列，预先搭好承重架，承重架上不加顶托，把60×80mm的长方木顶牢在二楼平台及梁下面，把二楼楼层支撑牢，上下立杆对齐，偏差不超过50毫米，这样就保证了来自屋架的荷载均匀分布在同时作用在一、二楼层面上。根据有关专业文章表述，承重架传递至支模层下一层楼板承载力为70%，再下一层为30%，因此传递至一层楼板荷载为70%，地下室顶板为30%，即地下室顶板受力为510kg/ m2，地下室顶板为人防顶板，可满足此受力要求，因此不再进行加固。
3、承重架搭设
（1）根据项目部计算，立杆横距控制在0.6米以内，步距1.5米。选用钢管应表面平直光滑，壁厚均匀，不应有裂缝，扣件活动部位应灵活，与钢管的贴面必须严密紧贴，保证与钢管紧扣时接触良好。主梁下的立杆和扣件应全部采用新购的合格钢管和扣件，并采用双扣件加固，主梁底增加一道承重立杆，所有立杆均用对接扣件对接在一起。
（2）立杆排列要横平竖直以便于水平杆的连结和整体的稳定，步距的控制是关键之一，要保持立杆稳定，必须控制立杆长细比，而1.5m步距能保证钢管较好的承担上部荷载而不发生失稳。
（3）一般支架均为在四周外立面满设垂直剪刀撑，在中间每隔10米设一道垂直剪刀撑。支撑排架每二层设一水平剪刀撑。使其具有较大的刚度和变形约束的空間结构层。本工程人字型屋架由于跨度大，落差高，因而对剪刀撑的设置要求也高，在39米长做人字型走向上及每拼屋架间都设置竖向剪刀撑，剪刀撑的设置我们完全采用了外架剪刀撑的搭设方法，每隔5m就设一道，并且交叉到顶，同时在每步水平杆上也设置了水平剪刀撑，采取的是以品为单位，每品之间各设一道。
（4）所有立杆、水平杆、剪刀撑斜杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。每层高度内相邻立杆的接头应错开设置，立杆的接头位置应避开中间1/3高度。所有立杆接头全部采用对接扣件连接。
（5）在主梁下立杆对接接头处加设不小于1米长的绑接钢管，不少于4个旋转扣件必须确保立杆的垂直度偏差、立杆的间距偏差和水平横杆的水平偏差、步距偏差均小于扣件脚手架的规范（JGJ130—2001）要求。
（6）所有的节点必须都有扣件连接，不能遗漏，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m。
（7）扫地杆必须纵横双向架设，且每个接点都用直角扣件连接。
（8）因在屋架施工前主楼结构已结顶，支撑架搭设时所有剪刀撑和部分水平杆我们都让他直接作用在四周已完成的结构构件上，对提高架体侧向稳定起到了很好的作用。
（9）弧形300×16 00mm的框架梁在人字型上部的垂直距离已达3米多高，整个屋架结构体系呈现了上重下轻，对于屋架交接处承重架受力上还有拉伸和剪切这两股力不容忽视，为了分解这部分力，我们对人字型走向上框架梁两侧的每步水平杆，我们都作了特别处理，每步水平杆钢管接头都附加1根1.5米以上的钢管用转轧作有效的搭接加强，使得框架梁的承重架每步都形成了一道钢管箍，防止上部施工荷载作用在承重架上的拉伸，剪切力使得水平杆接头变形、松脱。
4、模板的铺设
模板工艺是体现结构构件成形的关键，任何一个缺陷都会造成损伤和影响美观。
（1）整个屋架的结构有8根框架梁，16根次连梁都是成弧形，只有10多根连结于每品框架梁的主连梁是直的，根据CAD放样计算结果预加工的侧模和底板在施工时很好的吻合了现场施工要求，取得了良好的效果。
（2）首先在按照标准搭好的梁底钢管上放好梁底中间加垫80毫米宽的短方木档，以能搁牢两根梁底钢管为最佳，不宜太长，以增加梁底模的刚度，在按编号组装如梁侧模、框架梁侧模用60×80mm的木档竖向排列做骨为600毫米，连梁采用上、中、下三道60×80mm的木档做夹木，作用钢管1道对拉螺杆加固，间距也为600mm。
（3）8拼框架梁间有各2道平行的次连梁、框架梁与次梁间为空洞，次连梁间都铺设平板，厚度为120毫米，弧形平台宽度有1200毫米、1250毫米、1300毫米宽几种，我们都采用小块的旧模板，配成600毫米、650毫米两种长度，这样对接铺设既利用了废旧材料，便于铺设又减轻了拆除时的难度。
5、支撑体系使用的要求
（1）人字型到了上部斜度最大处已超过60度，给砼的浇捣带来了一定的难度，我们在浇捣前准备了一批长度超过1.4米以上的旧梁底板或散的木胶合板，砼每浇捣完成一段，模板就覆盖一段，顺利的把砼一次成功的浇捣完成。
（2）从施工流程上，我们采用两端4只角同时浇捣的方式，确保承重架均衡受力。严格控制实际施工荷载不超过3kN/m，控制超大荷载集中堆放，钢筋等材料不能在支架上堆放。
（3）砼浇捣过程中，由浙江大学检测中心派专人负责检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。
四、安全措施
承重架搭设完毕后，我们利用梁底下600毫米左右做一步水平杆，钢管加密上面先满铺密目网，后用脚手片盖密实，这样就形成了一个安全可靠的操作平台。同时必须按照以下流程操作。
a.排架搭设人员必须经过现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）考核合格的专业架子工。
b.搭设人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋，按安全施工操作规程要求进行作业。
c.排架的构配件质量和搭设质量，必须按规范进行检查验收，合格后方准使用。
当六级及其以上大风和雾、雨、雪天气，应停止排架搭设和拆除作业。雨、雪天后作业必须采取防滑措施。
d.排架的安全检查与维护，按规范规定进行。安全网按有关规定搭设和使用。
e.在排架使用期间，严禁拆除下列杆件：脚手架主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆。
五、模板拆除
1、模板的拆除：砼弧度超过75%后，我们就开始了梁侧模的拆模清理，待混凝土强度达到100%后再开始拆除梁底承重架和模板。
2、拆架程序应遵守由上而下，按先搭后拆的原则，即先拆拉杆、剪刀撑、斜撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按一步一清原则一次进行，严禁上下同时作业，材料传递采用人力逐层传递。
3、拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆中间扣件，然后托住中间，再解端头扣，以防坠落。
4、与周边结构的连墙件必须随排架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆除排架；分段拆除高差不得大于2步。当排架拆至下部最后一根长立杆的高度（约6.5米左右）时，先在适当位置设置临时抛撑加固后，再拆除连墙件。
六、结论
在整个的施工过程中，我们严格按照安全规范和施工技术要求，没有出现任何的安全与质量问题。顺利的完成了这一次大型屋架的施工任务，受到了项目部和业主单位的高度評价，也为铁路新客站获得“鲁班奖”工程添砖加瓦。
【关键词】高跨度、弧型梁、支模架、模板、钢管、翻样
前言
高跨度和异形梁一直是支模工作控制的难点，本文就以本人负责施工完成的杭州铁路新客站人字形大跨度弧形框架支模情况，对此问题进行探讨。
一、工程概况
杭州铁路新客站（二层中厅大型人字屋架）高度35米，长39米，宽30米。整个屋架由8榀人字形大跨度弧形框架梁（300χ1600mm）及数十根联系梁（450χ600 mm）组成，每榀人字形梁间距2500毫米。其跨度、高度和曲率均较大，且整个结构呈现了上重下轻的结构体系。
二、模板支模体系的选择
由于梁截面较大，支模高度较高，且屋面为异性结构，支模体系必须具有很大的灵活性，同时由于混凝土浇筑采用泵送施工，考虑脉冲水平推力和输送混凝土速度所引起过载及侧压力，若采用门式钢管脚手架，因其标准构件受其自身宽度和每组长度的约束，对平面布置有一定限制，很难满足施工要求，碗扣式承重架由于很难按此结构配置相应模数的钢管，因此也无法采用。而扣件式钢管脚手架则具有平面布置灵活、架设效率高、可形成纵横通道等特点，为了确保模板系统有足够强度、刚度和稳定性，模板支撑系统采用48×3.2mm扣件式钢管满堂脚手架。梁底（侧）模板采用18毫米厚夹板，龙骨采用60×80mm木枋。
在高支架除必须满足《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2001和《钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程》J10374—2004有关规定外，还必须通过计算确定承重架排布方式，通过项目部编制的专项施工方案来看，本工程可采用扣件式钢管脚手架进行支撑。
三、支撑体系的实施
1、异形结构的定位
本工程人字屋架的定位和标高复核是前期控制的重点问题，特别是人字屋架的曲线控制是放线的一个难点，我们采用了CAD辅助计算各处标高和计算模板尺寸，即根据设计图纸在CAD中画出屋架平面和剖面图，按照1.8米一段（模板长度）将曲线梁的梁底边分解成多条多线段，后将梁侧根据此多段线绘制成多个梯形，按此编号后来进行模板预加工。首先从模板尺寸上保证满足设计要求。
其次为现场定位，梁平面定位较为简便，主要难点在于确定曲线梁底标高，此处同样根据模板图中梁底曲线分为1.8米多条多端线两端标高来进行支模架标高控制，虽然从细部上来看梁曲线成为了多段线组成的曲线，但由于梁跨度有39米，因此施工成品还是很好的达到了设计要求的感官质量。
2、支撑体系基础的加固
经计算确定，本工程整个构件的荷载有1700吨，作用在板厚120毫米的二楼1000多平米楼层上，则按照理想状态来计算，二层楼板每平米受力有1.7吨，远远大于普通楼板设计荷载300kg/m2。因此需对二层楼板进行加固。
首先我们按照平面弹出所有框架梁和连梁的中心线，再根据梁的大小和受力多少，排出立杆的间距（不大于600毫米），钢管底部用槽钢作垫木，增加与楼板的接触面积，同时由于槽钢刚度远远大于模板，可避免楼板局部超载情况，有利于应力的分散。框架梁用12号槽钢，连梁底用10号槽钢。
在二楼立杆排列之前我们在一楼采用同样排列，预先搭好承重架，承重架上不加顶托，把60×80mm的长方木顶牢在二楼平台及梁下面，把二楼楼层支撑牢，上下立杆对齐，偏差不超过50毫米，这样就保证了来自屋架的荷载均匀分布在同时作用在一、二楼层面上。根据有关专业文章表述，承重架传递至支模层下一层楼板承载力为70%，再下一层为30%，因此传递至一层楼板荷载为70%，地下室顶板为30%，即地下室顶板受力为510kg/ m2，地下室顶板为人防顶板，可满足此受力要求，因此不再进行加固。
3、承重架搭设
（1）根据项目部计算，立杆横距控制在0.6米以内，步距1.5米。选用钢管应表面平直光滑，壁厚均匀，不应有裂缝，扣件活动部位应灵活，与钢管的贴面必须严密紧贴，保证与钢管紧扣时接触良好。主梁下的立杆和扣件应全部采用新购的合格钢管和扣件，并采用双扣件加固，主梁底增加一道承重立杆，所有立杆均用对接扣件对接在一起。
（2）立杆排列要横平竖直以便于水平杆的连结和整体的稳定，步距的控制是关键之一，要保持立杆稳定，必须控制立杆长细比，而1.5m步距能保证钢管较好的承担上部荷载而不发生失稳。
（3）一般支架均为在四周外立面满设垂直剪刀撑，在中间每隔10米设一道垂直剪刀撑。支撑排架每二层设一水平剪刀撑。使其具有较大的刚度和变形约束的空間结构层。本工程人字型屋架由于跨度大，落差高，因而对剪刀撑的设置要求也高，在39米长做人字型走向上及每拼屋架间都设置竖向剪刀撑，剪刀撑的设置我们完全采用了外架剪刀撑的搭设方法，每隔5m就设一道，并且交叉到顶，同时在每步水平杆上也设置了水平剪刀撑，采取的是以品为单位，每品之间各设一道。
（4）所有立杆、水平杆、剪刀撑斜杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。每层高度内相邻立杆的接头应错开设置，立杆的接头位置应避开中间1/3高度。所有立杆接头全部采用对接扣件连接。
（5）在主梁下立杆对接接头处加设不小于1米长的绑接钢管，不少于4个旋转扣件必须确保立杆的垂直度偏差、立杆的间距偏差和水平横杆的水平偏差、步距偏差均小于扣件脚手架的规范（JGJ130—2001）要求。
（6）所有的节点必须都有扣件连接，不能遗漏，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N.m。
（7）扫地杆必须纵横双向架设，且每个接点都用直角扣件连接。
（8）因在屋架施工前主楼结构已结顶，支撑架搭设时所有剪刀撑和部分水平杆我们都让他直接作用在四周已完成的结构构件上，对提高架体侧向稳定起到了很好的作用。
（9）弧形300×16 00mm的框架梁在人字型上部的垂直距离已达3米多高，整个屋架结构体系呈现了上重下轻，对于屋架交接处承重架受力上还有拉伸和剪切这两股力不容忽视，为了分解这部分力，我们对人字型走向上框架梁两侧的每步水平杆，我们都作了特别处理，每步水平杆钢管接头都附加1根1.5米以上的钢管用转轧作有效的搭接加强，使得框架梁的承重架每步都形成了一道钢管箍，防止上部施工荷载作用在承重架上的拉伸，剪切力使得水平杆接头变形、松脱。
4、模板的铺设
模板工艺是体现结构构件成形的关键，任何一个缺陷都会造成损伤和影响美观。
（1）整个屋架的结构有8根框架梁，16根次连梁都是成弧形，只有10多根连结于每品框架梁的主连梁是直的，根据CAD放样计算结果预加工的侧模和底板在施工时很好的吻合了现场施工要求，取得了良好的效果。
（2）首先在按照标准搭好的梁底钢管上放好梁底中间加垫80毫米宽的短方木档，以能搁牢两根梁底钢管为最佳，不宜太长，以增加梁底模的刚度，在按编号组装如梁侧模、框架梁侧模用60×80mm的木档竖向排列做骨为600毫米，连梁采用上、中、下三道60×80mm的木档做夹木，作用钢管1道对拉螺杆加固，间距也为600mm。
（3）8拼框架梁间有各2道平行的次连梁、框架梁与次梁间为空洞，次连梁间都铺设平板，厚度为120毫米，弧形平台宽度有1200毫米、1250毫米、1300毫米宽几种，我们都采用小块的旧模板，配成600毫米、650毫米两种长度，这样对接铺设既利用了废旧材料，便于铺设又减轻了拆除时的难度。
5、支撑体系使用的要求
（1）人字型到了上部斜度最大处已超过60度，给砼的浇捣带来了一定的难度，我们在浇捣前准备了一批长度超过1.4米以上的旧梁底板或散的木胶合板，砼每浇捣完成一段，模板就覆盖一段，顺利的把砼一次成功的浇捣完成。
（2）从施工流程上，我们采用两端4只角同时浇捣的方式，确保承重架均衡受力。严格控制实际施工荷载不超过3kN/m，控制超大荷载集中堆放，钢筋等材料不能在支架上堆放。
（3）砼浇捣过程中，由浙江大学检测中心派专人负责检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。
四、安全措施
承重架搭设完毕后，我们利用梁底下600毫米左右做一步水平杆，钢管加密上面先满铺密目网，后用脚手片盖密实，这样就形成了一个安全可靠的操作平台。同时必须按照以下流程操作。
a.排架搭设人员必须经过现行国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》（GB5036）考核合格的专业架子工。
b.搭设人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋，按安全施工操作规程要求进行作业。
c.排架的构配件质量和搭设质量，必须按规范进行检查验收，合格后方准使用。
当六级及其以上大风和雾、雨、雪天气，应停止排架搭设和拆除作业。雨、雪天后作业必须采取防滑措施。
d.排架的安全检查与维护，按规范规定进行。安全网按有关规定搭设和使用。
e.在排架使用期间，严禁拆除下列杆件：脚手架主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆。
五、模板拆除
1、模板的拆除：砼弧度超过75%后，我们就开始了梁侧模的拆模清理，待混凝土强度达到100%后再开始拆除梁底承重架和模板。
2、拆架程序应遵守由上而下，按先搭后拆的原则，即先拆拉杆、剪刀撑、斜撑，而后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按一步一清原则一次进行，严禁上下同时作业，材料传递采用人力逐层传递。
3、拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆中间扣件，然后托住中间，再解端头扣，以防坠落。
4、与周边结构的连墙件必须随排架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆除排架；分段拆除高差不得大于2步。当排架拆至下部最后一根长立杆的高度（约6.5米左右）时，先在适当位置设置临时抛撑加固后，再拆除连墙件。
六、结论
在整个的施工过程中，我们严格按照安全规范和施工技术要求，没有出现任何的安全与质量问题。顺利的完成了这一次大型屋架的施工任务，受到了项目部和业主单位的高度評价，也为铁路新客站获得“鲁班奖”工程添砖加瓦。