钢框架上钢筋混凝土平台大型吊模设计与施工要点

　　摘要：论述钢框架上钢筋混凝土平台大型吊模的模板面板、模板主次楞、吊杆及支撑架计算，并说明该吊模安装与拆除的程序和要点，是同类型结构较为理想的施工方法。
　　关键词：吊模；吊杆；支撑架；
　　在很多工业建筑设计中，由于工艺要求需在钢框架结构上浇筑钢筋混凝土平台，以满足工艺操作等的需要。次类型结构施工的方法之一是在钢框架上铺钢板作平台底模，但此方法施工成本高，不是理想的施工方法；另外一种方法是常规的先搭设脚手架然后支模，此方法由于施工工期长且成本也较高，也不是理想的施工方法。采用吊模则是较为理想的施工方法。本文根据已施工的某氧化铝工程▽17.32m平台为实例来阐述钢框架上钢筋混凝土平台的大型吊模设计与施工要点。
　　一、平面布置
　　1、某氧化铝工程▽17.32m平台共16跨，4×5m是其中的较大跨度。
　　2、局部平面布置如下图1。
　　
　　二、大型吊模设计
　　1、设计总体思路：
　　⑴、该平台共16跨，考虑到工期的要求和成本因素，设计配置4跨所需模板量，周转四次。
　　⑵、利用钢梁作为支撑点，配置大型模板，通过模板上的预留孔来进行模板的吊放。
　　⑶、选择其中4×5m的较大跨度进行计算。
　　2、设计主要内容：
　　设计主要内容包括材料选择、荷载计算、模板计算、吊杆计算、支撑架计算。
　　3、材料选择及荷载计算：
　　⑴、材料选择：考虑到模板安拆方便，模板面板选用15mm厚覆面竹胶合板，模板次楞选用50×100mm松木方，模板主楞选用100×100mm松木方，吊杆选用Ø10mm钢筋，支撑架选用钢管Ø48×3.5mm。
　　⑵、荷载计算：根据设计荷载及施工所产生的荷载进行计算。
　　①、恒荷载标准值：
　　模板及其支架自重G1k：0.3KN/m2；
　　10mm厚钢筋混凝土板G2k：24×1×0.1=2.4KN/m2；
　　钢筋自重G3k：1.1×1×0.1=0.11KN/m2。
　　②、活荷载标准值：
　　施工人员及设备荷载Q1k：计算模板及次楞时取2.5KN/m2,再用集中荷载2.5KN进行验算。
　　③、荷载分项系数：
　　恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.4。
　　④、荷载组合：
　　承载能力计算：G1k+G2k+G3k+Q1k=0.3+2.4+0.11+Q1k。
　　挠度验算：G1k+G2k+G3k=0.3+2.4+0.11=2.81KN/m2。
　　4、模板计算：
　　⑴、模板设计尺寸：如下图2。
　　
　　⑵、面板强度验算：按两端简支考虑，其计算跨度L取0.5m。
　　均布线荷载设计值为：q1=0.9【1.2×（0.3+2.4+0.11）+1.4×2.5】×0.3=1.86KN/m；
　　模板自重线荷载设计值为：q2=0.3×0.5=0.15KN/m；
　　跨中集中荷载设计值为：P=0.9×1.4×2500=3150N。
　　施工荷载为均布荷载q1时：M1=q1L2/8=1860×0.52/8=58.13N•m。
　　施工荷载为集中荷载q2时：M2=q2L2/8+PL/4=150×0.52/8+3150×0.5/4=398.43N•m。
　　截面模量：Wn=500×152/6=18750mm3,则
　　σ=M2/Wn=398430/18750=21.25N/mm2＜f=37N/mm2。
　　故模板面板强度满足要求。
　　⑶、面板挠度验算：不考虑可变荷载，仅考虑永久荷载标准值。
　　I=bh3/12=500×153/12=140625mm4,
　　q=0.5×（0.3+2.4+0.11）=1405N/m=1.405N/mm，则
　　ν=5qL4/384EI=5×1.405×5004/384×10584×140625=0.77mm＜【ν】=L/400=500/400=1.25mm，故挠度满足要求。
　　5、次楞计算：按两端简支考虑，其计算跨度L取0.5m。
　　Mmax=398.43N•m，
　　截面模量：Wn=50×1002/6=83333mm3,则
　　σ=M2/Wn=398430/83333=4.78N/mm2＜f=13N/mm2。
　　故次楞强度满足要求。
　　6、主楞计算：按两端简支考虑，其计算跨度L取2.0m。
　　Mmax=q2L2/8+PL/4=150×22/8+3150×2/4=1650N•m；
　　截面模量：Wn=100×1002/6=166667mm3,则
　　σ=Mmax/Wn=1650000/166667=9.9N/mm2＜f=13N/mm2。
　　故主楞强度满足要求。
　　7、吊杆计算：为了混凝土浇筑过程中，模板体系平稳，每块大模板拟采用4Ø10吊杆；考虑到由于施工原因造成受力的不均衡性，每块模板按3根吊杆受力进行计算。
　　每根吊杆受力设计值：【（0.3+2.4+0.11）×1.2+2.5×1.4】×2×3.5÷3=16.03KN；
　　每根吊杆可以承受的最大拉力：210×78.5=16485N=16.485KN。
　　故每块模板选用4Ø10mm钢筋作为吊杆，满足要求。
　　8、支撑架计算：支撑架计算简图如下图3。
　　
　　⑴、求支座反力：
　　VA=VB=16.03KN。
　　⑵、结点A：
　　由∑Y=0，则16.03+YAC=0，得YAC=-16.03KN；
　　XAC=-16.03×1/1=-16.03KN，NAC=-16.03×1.414/1=-22.67KN（压力）；
　　由∑X=0，NAB+XAC=0,得NAB=16.03KN（拉力）。
　　⑶、结点B：
　　由∑X=0，则NBE=NAB=16.03KN（拉力）；
　　由∑X=0，则NBC=0。
　　⑷、结点C：
　　由∑X=0,则16.03+XCD+XCE=0，16.03+NCD/1.414+NCE/1.414=0;
　　由∑Y=0,则16.03+XCD-XCE=0，16.03+NCD/1.414-NCE/1.414=0;故
　　NCD=-22.67KN（压力），NCE=0。
　　⑸、结点D：
　　由平衡条件得NDE=0。
　　⑹、支撑架强度验算：选择AC杆件进行验算。
　　L=1000mm,i=15.78mm,L/i=63.37,φ=0.824;则
　　σ=N/φA=22670/0.824×489=56.26N/mm2＜f=215N/mm2。
　　故支撑架强度满足要求。
　　⑺、考虑到支撑架的整体刚度和稳定性，施工时用Ø48×3.5mm
　　钢管作系杆将支撑架的上部连成整体。
　　三、吊杆穿钢筋混凝土平台处预埋PVC管及支撑架支座要点
　　1、吊杆穿钢筋混凝土平台处预埋PVC管要点：
　　⑴、在吊杆穿钢筋混凝土平台处预埋直径80mm的PVC管，作为模板拆除及吊放用
　　⑵、为避免混凝土浇筑过程中水泥浆等灌入，预埋的PVC管需高于混凝土面50mm以上，且管内用废布或废纸填塞满。
　　2、支撑架支座要点：
　　⑴、用直径25mm的Ⅱ级钢筋成三角形焊在钢梁上作为支撑架支座，支撑架与支座采用焊接连接，焊缝高度6mm以上。
　　⑵、为便于平台混凝土的压实收光，支座需高于平台混凝土顶面至少100mm。
　　四、大型吊模安装
　　1、安装顺序：
　　吊模安装顺序为：斜跑道搭设→钢梁上施工通道铺设→钢梁上支撑架支座焊接→支撑架安装→从一侧开始顺序安装大型吊模→吊杆调整及补模板缝。
　　2、安装要点：
　　⑴、模板安装前搭设好斜跑道及在钢梁上铺设好施工通道，便于施工人员操作和物料的运输。
　　⑵、用木跳板在钢框架上先满铺一跨，作为模板、吊杆、支撑架等物料的堆放场地。
　　⑶、安装时模板与梁、模板与模板之间留3～5mm的间隙，便于模板拆除。
　　⑷、模板安装时顺施工通道方向，从从一侧开始顺序铺设大型吊模。
　　五、大型吊模拆除
　　1、拆除顺序：
　　模板拆除顺序为：固定吊索→固定定滑轮→松开吊杆与支撑架的连接→脱开模板→吊放模板→转运模板→支撑架拆除→支撑架支座拆除。
　　2、拆除要点：
　　⑴、混凝土强度达到规范要求后才能进行模板拆除。
　　⑵、拆除前需先将吊索和定滑轮固定好。
　　⑶、拆除时对角同时用撬棍轻轻敲打模板，便于脱模且不损伤模板。
　　⑷、模板吊放到地面后及时转运出工作面。
　　六、预留孔洞后浇混凝土
　　1、预留孔洞混凝土浇筑前先敲掉PVC管，然后将周边打毛并充分湿润。
　　2、预留孔洞采用无收缩填缝料进行浇筑，浇筑后采用塑料薄膜覆盖养护。   论文发表网