中铁十四局集团第二工程有限公司 山东 泰安 271000

1 工程概况

五六号调蓄池工程为太原市重点工程，位于双塔北路西侧，五龙口街南侧，邻近太原市火车站，该区域属太原市核心区域，是未来太原市的重要发展区域。五六号调蓄池采用全地下封闭形式，结构平面尺寸为149.1×68.9m，埋深16.5m，池底标高为789.2，池顶板标高为806，顶板厚0.3m，现浇钢筋混凝土结构，由于尺寸较大，设置了后浇带和加强带。采用地下连续墙+内衬墙（两墙合一）围护开挖施工，水平设置两道永久框架支撑。调蓄池上部合建格栅间、变配电间、控制室、值班室等，采用现浇钢筋混凝土框架结构，剖面示意图见图1。

图1 五六号调蓄池剖面示意图

本工程主体结构顶梁板为现浇形式，按照传统施工方式施工顶梁板需要174256.75m3盘扣钢管支架。且需在2019年汛期来临前完成顶板施工，方可确保太原火车站周边地区安全渡汛。如何能在减少满堂支架用量、提高支架周转效率、降低施工风险和成本的前提下加快施工进度是本工程的施工重难点。

2 组合支架体系施工方案

2.1 总体施工方案

五六号调蓄池为框架梁板结构，结合现场交叉施工和场地条件，顶板采用跳仓法施工，共分为六个板块，采用以第一道钢筋混凝土支撑为基础，盘扣式钢管支架+型钢组合的支撑体系，模板主要采用木模拼装。其中型钢接头采用夹板形式进行连接，横向采用钢筋连接加固。

2.2 盘扣式钢管支架搭设方案

调蓄池整体被两道混凝土支撑（上部为第一层支撑，下部为第二层支撑）分为三层，该施工方法最显著的特点为：在下面两层仅需正常施工后浇梁，之后在第一层支撑上铺设型钢，以型钢为基础搭设支架，只需要在最上面一层搭设满堂支架进行顶板施工。

根据设计和施工规范要求，为保证满堂支架的承载力，在第一层支撑梁顶部搭设支架，支架采用盘扣支架（Φ48×3.2mm）。架设支架前，支架底部先横向铺设（非栈桥区域）间距1200mm的Ⅰ25b 工字钢，工字钢之间采用Φ25 钢筋进行连接加固。支架底端设500mm 的底座调平螺栓。支架立杆纵向间距为1200mm，横向间距为1200mm，纵横向横杆架设均为5 道，步距1.5m。横纵向剪力撑每道支撑中心间距设一道。

支架顶端设Φ38×5.0×500mm 的可调托座，在顶端上面铺设10mm×10mm 方钢，间距1200mm，然后上面铺设100mm×100mm的方木，间距为300mm，用于竹胶板固定。方木铺设完后，上面铺设2440mm×1220mm×15mm的竹胶板，板与板之间的缝隙采用腻子填充密实，顶板模板支架搭设如图2所示。

图2 顶板模板支架搭设详图

2.3 底部支架横梁搭设方案

支架基础选用25b 工字钢，工字钢按照支架立柱间距1200mm 进行放置，保证立柱支撑稳固。工字钢安放前，提前测定各支撑点标高，保证工字钢水平。对于高差较大的，在工字钢安放时采用钢板进行调整。

每道工字钢横梁需通长连接，借鉴轨道连接方式，在工字钢两端钻孔后，采用Φ20 高强螺栓夹板进行工字钢拼接，保证工字钢支架基础整体稳定性，并可重复利用。工字钢两端支撑在第一层混凝土支撑上，跨度6.3m。相邻工字钢在两端、跨中采用Φ25 钢筋连接，最终将全部工字钢梁连成整体。底部支架横梁排列平面图、立面图分别参见图3、图4。

图3 底部型钢支架横梁排列平面图

图4 底部支架横梁排列立面图

3 受力计算

3.1 参数信息

（1）钢梁、脚手架参数

钢梁跨度：6.3m，间距：1.20m；

脚手架横向间距：1.20m；纵向间距：0.6m；

（2）荷载参数

脚手架均布荷载标准值：15.574 kN/m2；

（3）25b 工字钢材料参数

h=250mm ；b=118mm；d=13mm；t=10mm；

截面积：53.5cm2；重量：42kg/m；

截面惯性矩Ix：5284cm4；截面抵抗拒Wx：423cm3。

3.2 验算

（1）荷载

a.钢梁自重（每跨长37.8m）：q1=0.412kN/m；

b.钢梁承受脚手架荷载（每跨30 根）

F=15.574×30/37.8m=12.36kN/m

c.总荷载q=q1+q2=12.77kN/m

（2）强度验算

简支梁：M=12.77×6.3×6.3/8=63.355 kN.m

最大应力：σ=149.78N/mm2＜［f］=215 N/mm2

满足要求。

（3）整体稳定

整体稳定应满足Mx/ΦbWx＜f：查规范得：

Φb=1.09，因Φb＞0.6，经计算得

Φ=1.07-0.282/Φb=0.811

Mx/ΦbWx=63.355×106/0.811×423×103=184.68N/mm2＜［f］=215 N/mm2，满足要求。

4 型钢与钢管支架体系主要施工技术

4.1 施工工艺流程

在第一层支撑上铺设工字钢→支架搭设→顶板底模安装→支架预压→梁底模板安装→梁的钢筋绑扎→梁侧模安装→顶板侧模安装→顶板钢筋绑扎→浇筑顶板混凝土→混凝土养护→支架拆除。

4.2 支架搭设

后浇梁满堂支架搭设：梁底支架设置三道立杆，间距为0.6m，外侧施工平台立杆间距为1.2m，空余位置采用间距为1.5m立杆连接为整体。顶板满堂支架搭设：支架基础间距1.2m 工字钢铺设。板底支架间距为1.2m×1.2m，梁底间距为1.2m×0.6m。

4.3 模板安装

竹胶板自重轻，安装拆卸方便，避免涂抹脱模剂（脱模剂在大体积上部主体构造中很容易污染钢筋），浇筑后混凝土外观美观，被大范围用于现浇混凝土施工中，且经过对顶板底模检算，竹胶板完全满足顶板施工要求。因此，为保证混凝土的外观质量，顶板底模采用厚度1.5cm，长×宽：244×122cm 新竹胶板。竹胶板存放时板面不得与地面接触，需下垫方木，边角对齐堆放，保持通风良好，防止日晒雨淋，模板之间的错台需小于1mm，模板拼缝采用海绵胶条封闭，防止漏浆，且拼缝纵横成线，避免出现错缝现象。

其他支架及模板安装等传统工艺，本文不再相依阐述。

4.4 支架预压

为严格控制顶板支架的变形，保证抵消支架变形的预留高度，消除非弹性变形，准确检查工字钢承载力及支架梁承受荷载的能力，在支架及底模安装完成后需按照要求提前进行静载预压，预压采用堆载预压法，分跨进行预压，预压材料可选用袋装砂等。每个单元内支架预压荷载应为此单元内上部结构自重及未铺设的模板总重量的1.1 倍并重点注意对工字钢和支撑梁强度变化处等关键部位的预压。为了预压过程中能随时准确掌握支架变形情况，支架及底模完成后，在每跨的中心、四分之一跨预先设置观测点进行观测。预压监测点布置如图5 所示。

图5 模板预压监测点详图

经过数据监测，对顶板底模沉降量及工字钢支架基础进行数据总结如表1：

通过现场实际堆载预压及相关数据验算，验证了工字钢+满堂支架的结构稳定性，结合预压沉降数据，根据该弹性变形值，在底模上提前设置预拱度，以使支架变形后梁体线型满足设计要求，预拱度按二次抛物线线形通过调整盘扣支架顶托的标高进行设置。

表1 监测数据汇总表

5 经济对比分析

五六号调蓄池工程基坑深度大，从底板开始搭设盘扣支架至顶板，顶板支架高度达到16.5m，需用钢管架数量极大，且中间的两层混凝土支撑严重影响支架搭设。

在一层支撑梁顶部铺设工字钢作为支架基础，在工字钢上铺设防滑跳板后再进行满堂支架搭设作业，搭设高度仅5.2m，从而大大减少盘扣支架的使用量。该工艺施工简单，减少支架搭设量60%以上，且可以有效的缩短工期，达到成本节约的目的。对于采购的型钢，由于使用高强螺栓机械连接，可以重复利用，保证了节约成本最大化。

6 结束语

型钢与盘扣钢管支架组合在五六号调蓄池框架结构体系中的应用，有效解决了传统框架结构体系满堂支架施工复杂、体量大等诸多问题，顺利实现了提高工程进度、节约施工成本、降低施工风险的目的，可为同类型项目施工提供参考与借鉴。