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自承式钢筋桁架模板施工技术

发布时间:2019/11/08 点击量:
自承式钢筋桁架楼板是一种新型、快速、安全的施工结构,在确保工程质量的同时缩短了施工周期,具有很广阔的应用前景。文章详细介绍了自承式钢筋桁架模板施工技术原理、施工方法以及施工过程中的主要注意事项,分析了工程实例,进一步总结了此施工方法的优越性、先进性。
 
在工厂采用进口设备把楼板中的钢筋加工成钢筋桁架,并将钢筋桁架与镀锌钢板在工厂焊接成一体组合成的模板叫做钢筋桁架模板,同时也叫钢筋桁架楼承板。该模板在施工阶段可作为钢梁的侧向支撑使用,施工时仅将钢筋桁架模板直接铺设在安装好的钢梁上,进行简单的钢筋绑扎后即可浇筑混凝土,实现平面、分层的立体交叉施工,加快了工程进度。
 
使用时,钢筋桁架与混凝土协同工作,承受使用荷载。与传统的钢层板、现浇板相比,自承式楼板省去了现场地基处理、支架搭设、支架及模板安装拆除三道工序,可大大缩短工期。另外,自承式钢筋桁架楼板可有效地解决大跨度超高结构模板支设上的技术难题,适用于跨度大、高度高的建筑,很好地解决了施工现场狭小的困难,更好地做到了文明施工、绿色施工。
 
一、自承式钢筋桁架模板技术原理和特点
 
1.自承式钢筋桁架模板技术原理
 
将楼板中钢筋设计成三角形钢筋桁架,与双面镀锌钢板轧成的底模组合,经点焊结合成一体的组合模板称为自承式钢筋桁架模板。钢筋桁架模板运到施工现场直接铺设在钢梁上,在进行简单的钢筋捆扎工程后,便可浇筑混凝土,最终形成自承式楼板体系。使用该模板不需要架设支架及安装模板,底部镀锌压型的钢板仅做模板用,并不替代受力钢筋,所以不需考虑防火喷涂及防腐维护的问题。由于钢筋排列均匀,能充分保证上下两层钢筋间的距离以及混凝土保护层的厚度,为提高楼板施工质量创造了有利条件。当浇筑混凝土形成楼板后,具有现浇板整体刚度大、抗震性能好、抗冲击性能好、防水性能好等众多优点。
 
2.自承式钢筋桁架混凝土楼板技术特点
 
普通的现浇钢筋混凝土楼板由于施工时在其下部搭设了模架,因此,楼板基本没有挠度,而当混凝土达到一定的强度,把模架拆掉后,由于重力作用致使楼板下挠,楼板底部的混凝土产生拉力,严重时甚至出现裂缝,给工程带来了安全隐患。而钢筋桁架混凝土楼板在不设临时支撑的情况下,在混凝土结硬前,楼板强度和刚度、钢筋桁架模板自重、混凝土的重量以及施工荷载全由钢筋桁架承载,楼板底部的混凝土不会因为楼板自身的重量而产生向下的拉力,所以,钢筋桁架混凝土楼板的刚度比普通现浇混凝土楼板的刚度要大得多。
 
使用时钢筋桁架模板与混凝土一起共同承担施工荷载,与以前的钢筋混凝土组合式的楼板相比,自承式钢筋桁架楼板具有相同的受力性,承载力与普通钢筋混凝土楼板、现浇楼板相同。而作为底膜的压型钢板厚度较薄,所以,计算楼板承载时不应考虑钢板作用,与此同时,楼板的底部由于钢板底模的存在而变得平整、美观,在不损失楼板厚度的前提下又提高了楼板的刚度,从而改善了楼板的性能。
 
自承式钢筋桁架模板不仅改变了楼板在施工阶段的受力模式,而且还提高了无支撑跨度的施工范围,与普通的钢楼层板、现浇板相比既保证了楼板强度而且无需考虑防火、防腐的前期费用,还减少了后期的维护费用,且自承式钢筋桁架模板安装完成后,其下部即可开展其他工序施工作业,大大节省了工期,这些都具有很高的经济价值。
 
二、施工技术流程及操作要点
 
1.施工流程
 
钢-砼组合梁框结构钢筋桁架楼承板施工流程如下:自承式钢筋桁架模板设计—钢筋桁架楼承板施工—边模施工—栓钉焊接—附加钢筋工程及管线的铺设—混凝土浇灌下面就流程中主要的操作环节做进一步介绍:
 
(1)自承式钢筋桁架楼板承板设计
 
钢筋桁架楼承板设计,根据混凝土浇筑以及楼板的受力强度明显不同,可分为使用阶段设计和施工阶段设计。使用阶段要进行楼板的正截面承载力计算、楼板下部钢筋应力控制计算、支座裂缝控制验算以及挠度计算等。施工阶段,由于施工荷载大于使用荷载,因此,要进行上下弦杆强度验算、受压弦杆和腹杆稳定性验算以及桁架挠度验算。
 
(2)自承式钢筋桁架楼承板施工
 
在结构柱及配套钢梁安装完毕后进行钢筋桁架模板的安装。在进行多层筋桁架自承式楼板施工时,为保证上层钢柱安装时人员操作安全,每节柱铺设钢筋桁架模板时,宜先铺设上层板,后铺设下层板,板与板之间的连接采用扣合方式连接紧密,然后按设计进行板顶钢筋及部分附加钢筋的绑扎,每一层钢筋桁架模板的铺设采用基本的平面施工顺序,即根据施工图起始位置按顺序由一侧往另一侧铺设,最后处理边角部分,在平面形状变化处,将钢筋桁架模板采用机械切割或气割,切割前应对要切割的尺寸进行检查,尺寸复核后在模板上放线。钢筋桁架模板就位后,将其端部竖向钢筋与钢梁点焊牢固,确保施工安全。
 
(3)混凝土浇注
 
楼板混凝土采用泵送分区“跳仓法”进行浇筑,跳仓法是充分利用混凝土在5~10天期间性能尚未稳定和没有彻底凝固前容易将内应力释放出来的“抗与放”特性原理,将建筑物地基或大面积砼平面机构划分成若干个区域,按照“分块规划、隔块施工、分层浇筑、整体成型”的原则施工,即隔一段浇一段,相邻两段时间间隔宜长不宜短,不少于7天,以利于跳仓板块混凝土的变形,释放早期温度收缩应力,避免混凝土施工初期部分激烈温差及干燥作用。跳仓板块之间采用普通施工缝处理方法,板施工缝每侧设“快易收口网”,防止混凝土流入另外一侧。板钢筋按正常的板钢筋绑扎方法施工,不作断开处理。
 
跳仓浇筑混凝土时,浇筑新混凝土前必须在连接面浇水泥浆,为确保连接面严实,新旧混凝土连接面的清理十分重要。最后混凝土养护也非常重要,为避免新浇筑混凝土表面过快失水和表面温度受气温影响,导致混凝土出现裂缝,采取在混凝土初凝至终凝间立即覆盖塑料膜和麻袋,并喷水保湿、保温养护等措施,养护时间不少于14天。
 
2.施工难点及解决措施
 
1)按照总体的施工顺序,把施工区域细分为几个区段,然后对各区段按顺序供货并对各楼层楼板的吊装进一步细化,根据楼板的铺设位置,利用输送泵将混凝土泵送至楼层浇筑点(局部板块混凝土浇筑量少时可用塔吊等垂直运输工具),这样减少了现场倒运的次数,使现场施工更加简明、快速。
 
2)钢筋桁架楼承板与主梁平行铺设且镀锌钢板搭接到主梁上不小于50m处,然后将镀锌钢板与钢梁点焊固定,焊点间距要严格按设计要求控制,以防漏浆。
 
3)钢筋桁架楼承板与钢柱交接部位,需在柱边焊接角钢,以支撑模板及防止漏浆。
 
4)垂直于桁架方向的现场钢筋布置于桁架上弦钢筋下方,需保证混凝土保护层的厚度。混凝土保护层最小厚度参数表如下:
 
混凝土保护层最小厚度
表1 混凝土保护层最小厚度
 
三、工程实例
 
1.工程概况
 
深圳北站是广深港客运专线广深段最大站房,是深圳市最大枢纽的核心工程,该站建筑总面积达18.2万㎡(其中9m高架候车层的超长混凝土楼板长345m,宽201m),工程量巨大,交叉施工干扰多,建设工期紧,为此,在9m层旅客进、出站大厅及候车室、15m商务夹层采用自承式楼板,并采用“跳仓法”进行混凝土浇筑施工,确保了混凝土浇筑施工的质量,缩短了施工周期,加快了施工进度,为后续施工创造了良好的条件,获得了良好的社会效益。
 
2.深圳北站自承式楼板设计
 
深圳北站9m层,9m层旅客进、出站大厅及候车厅自承式楼板配筋设计方案参见下图1。
 
深圳北站自承式楼板配筋设计图
图1 深圳北站自承式楼板配筋设计图
 
3.自承式钢筋桁架楼板应用在深圳北站的效益
 
采用自承式现浇楼板,根据支架现浇相同的分区安装方案,每个区域的施工周期只需12天,每个循环可以节省工期9天,在安排同样作业面的情况下,9m层总工期压缩到4个月,比普通楼板施工工期缩短3个月,达到了预期的目标。同时减少了劳动力、设备、物质材料的投入,节约施工成本约120万元。深圳北站的工程实践表明,钢筋桁架自承式楼板产品能够满足建筑楼板快速、安全、优质施工的需要,值得应用和推广。
 
结语
 
采用钢筋桁架自承式楼板施工工艺,节省了地基处理、支架搭设、模板安拆三道工序,同时,楼板混凝土浇筑后可直接插入安装、装修工程施工,与传统楼板相比大大缩短了工期。由于钢筋桁架模板由工厂化生产加工成半成品,运输到现场后直接安装,大大减少了现场模板、钢筋制作安装工作量,大大减少了现场作业人员、周转材料对场地的占用,有利于现场施工组织和文明施工。同时,深圳北站的应用实践表明:该工法工艺合理、技术先进、经济适用,关键技术经过鉴定达到国内领先水平,经济效益和社会效益显著,有很大的推广价值。