1、站房框架梁高支模施工加固中板技术摘要：站房中板施工完成后，下步工序框架梁施工间隔时间长，在拆撑后，再施工框架梁时，为防止中板受力过大变形，需再次支撑加固钢筋砼中板；文中通过框架梁高支模体系设计验算，并采取相关的施工技术措施，确保了安全、质量、工期和成本。 关键词:框架梁;加固;中板 Key word：Vierendeel girder;reinforce;medium plate 中图分类号：U457+.3 文献标识码：A 文章编号： 1.工程概况 1.1 设计情况 青岛北客站位于青岛市李沧区，为大型铁路客运车站，站房总建筑面积 135000m2，主站房处地上两层、地下两层。地下层长 285m
2、，宽44.5m，深 19m，其中地下二层为地铁站台层，为三柱四跨结构，局部为两柱三跨结构，底板面标高为-17.59m；地下一层为国铁出站通道，为两柱三跨结构，地下一层底板即为中板，板面标高为-10.65m，厚为 0.6m，板下三根纵梁断面尺寸(宽高)分别为：0.9m0.7m、0.65m0.7m、0.9m0.7m，中板梁下柱间距分别为11.05m、10.5m、10.5m、11.05m，地下一层顶部为框架梁结构，框架梁顶标高为-3.8m，地下一层纵横向框架梁主要断面尺寸(宽高)为：0.4m0.9m、0.45m1.6m、0.5m0.95m、0.5m1.2m、0.5m1.6m、0.55m2.2m、0.
3、6m0.9m、0.6m1.1m、0.6m2.4m、0.75m2.7m、1.0m1.0m、1.5m1.0m、1.8m1.0m、2.0m2.0m。 框架梁上是承受轨道及火车荷载的承轨梁，为三跨钢筋砼箱梁结构，其跨径为（10.419.910.4）m。地下层结构标准段横剖面见图 1： 图 1 地下层结构标准段横剖面图 1.2 加固中板原因 国铁出站层框架梁上有站房高架候车层钢柱脚预埋件，而站房钢结构优化方案长时间未批复，因此预埋件的形式不能确定，该部位框架梁短时间不具备施工条件，导致在地下二层顶板（即国铁出站通道层底板，以下统称：中板）C45 钢筋砼结构施工完成后，国铁出站层的框架梁结构无法连续进行施
4、工。 由于上述原因造成出站层框架梁、承轨梁与中板施工完成时间间隔较长，在中板砼强度达到设计要求后，拆除了中板的模板支撑体系。为了保证出站层框架梁及承轨梁施工时中板及其整个结构的安全，在采用高支模施工站房框架梁前，需加固中板。 2.加固中板方案 2.1 加固方案设计原则 (1)框架梁和承轨梁梁体支架设计，依据结构受力验算，对框架梁和承轨梁(因轨道梁单位面积荷载小于本文中所选框架梁，故文未述加固及检算过程)下部出站通道中板采取局部加固。 (2)选用材料时，力求做到常见通用、能保证施工需要。 (3)选择加固措施时，必须做到受力明确，构造措施到位，搭拆方便，便于检查验收。 (4)尽量减少立杆接头数量，
5、以减少立杆因接头弹性压缩产生的竖向变形。 2.2 加固支撑设计 (1)加固范围 不再采用原设计方案在地下二层搭设满堂碗扣式脚手架支撑，而是加固框架梁在中板上投影区域、中板楼扶梯和电梯孔洞周边、中板后浇带处。 (2)支撑构件选择及传力体系 结合本工程的实际情况，综合考虑了以往的施工经验，采用扣件式钢管脚手架 483.5mm (参考文献1)对中板进行局部加固，上部框架梁高支模采用碗扣式脚手架作为支撑，支撑立杆所受的力通过中板传递给下部扣件式钢管脚手架的立杆，钢管脚手架立杆的力再传递给地下二层的基础底板。 (3)框架梁在中板上投影区域处加固支撑设计 框架梁高度不大于 0.95m，且宽度不大于 0.6
6、m，其投影区域中板不进行加固； 框架梁宽度在 0.9m 及以内的，高度在 1.6m 及以下的，加固支撑体按双排架搭设，间距 0.6m0.9m，横杆步距 1.5m； 框架梁高度在 1.6m 以上，加固支撑立杆间距为 0.6m0.6m，横杆步距 1.25m； 加固支撑体宽度不应小于框架梁的投影宽度。 加固支撑布置见图 2、图 3（图示为文中主要检算的加固支撑，立杆间距 0.6m0.6m，横杆步距 1.25m） 。 图 2 加固中板支撑平面示图 图 3 加固中板支撑立面示图 (4)中板楼扶梯和电梯孔洞周边、中板后浇带处支撑加固设计 采用间距 0.9m0.9m 的双排架进行加固，横杆步距 1.5m，当
7、楼梯和垂直电梯孔洞、后浇带处加固中板支撑架与框架梁投影区域加固中板支撑位置重叠时，应优先按照框架梁下加固中板支撑搭设要求进行施工。 2.3 施工注意事项 (1)在进行加固中板前，先测量放线，将地下一层轴线引测至地铁层底板上，并用墨线弹好框架梁投影线，加固支撑体按照框架梁投影线进行搭设，搭设时立杆和横杆要横平竖直，扣件连接牢固。 (2)加固时，每根立杆下部设承重底托，在立杆距地面 200mm 高处，沿纵横水平方向按纵下横上的程序设置扫地杆；立杆上部设置顶托，顶托内采用 100mm100mm 方木作为支撑梁，方木沿框架梁投影纵向设置，立杆上部的承重顶托必须旋紧，且顶托伸出长度不超过 200mm，在
8、立杆上端部纵横向设置一道水平拉杆。 (3)沿梁跨度方向，在支架外侧周圈设置由下至上的竖向连续式剪刀撑，剪刀撑杆件的底端应与地面顶紧，夹角宜为 4560；加固支撑与中板钢筋砼结构边距离控制在 300mm 以内，相邻的立杆应避免在同一步距内范围内接长，接头按 50%错开。 (4)加固支撑体搭设过程中，重点检查支撑点与中板贴合的紧密程度。因加固支撑为二次搭设，若未与中板密贴，在中板承载时，中板就可能因为变形过大产生裂缝。施工过程中，操作工人通过调节顶托，使支撑点顶紧中板，顶紧检查的标准以人工调节顶托时，顶托调节困难为准，并对顶托进行专项验收。 (5)加固中板支撑应搭设在上部框架梁模板支撑搭设前，在浇
9、筑框架梁混凝土过程中，应对支撑体系设监测点进行监测，支撑拆除前应保证混凝土强度达到设计强度 100%。 3. 加固中板支撑验算 3.1 中板设计承载力计算 3.1.1 中板承载力 设计中板使用荷载标准值：4KN/m2。 设计使用恒载标准值（不计中板自重）为：0.84+2.16+0.2=3.2KN/m2。地下一层地面设计为：150mm 花岗石地面，其中石材板厚 30mm，垫层厚 120mm。依据参考文献2：花岗石容重28KN/m2，面荷载为 280.03=0.84KN/m2；垫层容重 18 KN/m3，面荷载180.12=2.16KN/m2。地铁层吊顶等其他荷载取 0.2 KN/m2。 根据使用
10、荷载反算，基本组合后中板荷载组合值承载力(依据参考文献2)为： q1=rGG+rqQ 式中：rG恒载分项系数，取 1.2；G恒载标准值；rq可变荷载分项系数，取 1.4；Q可变荷载。 q1=1.23.2+1.44=9.44 KN/m2 3.1.2 中板对“高度 950mm 以下，且宽度 600mm 以内的框架梁”承载能力验算 以断面尺寸 500mm950mm 的梁为例，取 1.2m 长度单元进行验算，小于此类断面框架梁底模板支撑架立杆间距 600mm600mm，步距 1200 mm。计算模型见图 4。 框架梁重(C40 钢筋砼容重取 25KN/m3)：0.50.951.225=14.3KN；
11、为确保安全，取 6 根立杆，每根立杆平均承重：14.3/6=2.38 KN； 碗扣式脚手架支撑自重：1.85 KN/m2；梁模板自重：0.3 KN/m2； 中板承受荷载：2.38/（0.60.6）+2.15=8.76KN/m29.44 KN/m2,满足要求，所以不需加固该范围中板。 图 4 计算模型 3.2 最不利断面框架梁投影区域中板强度及裂缝验算 3.2.1 荷载计算(依据参考文献2) 按照最不利的计算原则，选取断面尺寸为 750mm2700mm 的框架梁进行计算。框架梁底支撑间距 0.3m0.6m，步距 1.2m，计算图示见图5。 恒荷载：框架梁自重：252.7=67.5KN/m2 ；满
12、堂脚手架自重：3.7KN/m2；梁模板自重：0.3 KN/m2。 活荷载：振捣混凝土时产生的荷载标准值 Q2k: 2kN/m2。 荷载组合： q2=max(1.2(67.5+3.7+0.3)+1.42，1.35(67.5+3.7+0.3）+1.40.72) =98.48KN/m2 基本组合后中板自身承受的荷载为：9.44 KN/m2 考虑中板承载，分担荷载取值 q3=98.48-9.44=89.04 KN/m2 图 5 750mm2700mm 框架梁模板支架立杆和加固中板支撑立杆平面合图 3.2.2 中板强度验算 (1)抗压强度 式中：混凝土强度影响系数，取 1；混凝土局部受压的强度提高系数；
13、 混凝土局部受压净面积；混凝土轴心抗压强度设计值。 加固支撑立杆反力：N=89.04KN/m2（0.6m0.6m）=32.04KN=139.9KN，满足要求。 (2)抗剪强度 取 600mm 板宽，按照不配置箍筋和弯起钢筋一般板类受弯构件计算斜断面受剪承载力,依据参考文献3第 7.5.7 条，混凝土斜截面抗剪强度： 式中：高度影响系数；ft混凝土轴心抗拉强度设计值 Mpa；ho断面高度 mm；中板混凝土等级为 C40，其轴心抗拉强度设计值为1.71N/mm2；中板板厚 600mm，钢筋保护层厚度 25mm，则断面有效高度 h0为 575mm。 在该种工况下，中板承受的最大剪力为加固支撑反力，即
14、V=N=32.04KNVc，满足要求。 3.2.3 中板最大裂缝宽度验算 依据参考文献3) 第 8.1.2 条，中板裂缝宽度： 式中：构件受力特征系数，查参考文献3表 8.1.2-1 为 2.1；裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按直接承受重复荷载作用构件取1.0；按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力，按参考文献3第 8.1.3 条受弯构件计算：按照跨度 0.6m，取 1m 宽的板带，采用三跨连续梁计算： 所以中板最大裂缝宽度满足要求（最大裂缝宽度限值参考文献3表3.3.4） 。 3.3 加固中板支撑强度及稳定性验算 加固中板支撑钢管脚手架间距 0.6m0.6m，步距 1
15、.25m，材料为483.5mm 钢管， I=121900mm4，A=489mm2，钢管抗弯强度为：。 (1)强度验算 根据前面计算，单根立杆钢管承受轴力 N=32.04KN，依据参考文献4，单根立杆承受容许荷载为N立杆=33.1KN32.04 KN，满足要求。 (2)稳定性验算 3.4 加固支撑地基承载力验算 加固支撑基础为地铁层底板，底板为 1.9m 至 2.5m 厚的钢筋砼，砼强度为 C45，下部为桩基础，故无需验算，地基承载力满足要求。 4.采用加固中板方案与原方案比较 4.1 工期方面 原方案中地下一、二层均采用搭设满堂脚手架，待地下二层中板施工后达到一定强度直接搭设支撑施工中板以上地
16、下一层框架梁及承轨梁，此方案是建立在施工连续不中断工期较紧的基础上，整个支撑体系中不考虑中板(含小梁)的承载。由于建设方变更工期，该部分地下二层工程完工后，即中板施工完成后，停工 6 个月，中板强度达到设计要求时，拆除了地下二层满堂支架。后期施工站房地下一层框架梁及轨道梁时，调整了原施工方案，与恢复原方案相比，节省施工时间约 2 个月。 4.2 成本方面 在地下二层采用扣件式钢管脚手架支撑局部加固中板与原方案施工相比，节约脚手架支撑 1100 吨，租赁时间减少约 8 个月，降低了施工成本。 5.结束语 本文因工期变更，在站房中板完工达到设计强度后，通过考虑中板自身承载能力，采取对站房框架梁高支模下局部受力较大区域中板进行支撑加固，再通过查阅相关文献，进行受力变形验算，调整了站房框架梁高支模支撑体系施工设计方案，通过建设、监理、设计单位及专家审查认可，减少了框架梁施工时支撑加固中板面积，同时减少了工期延长所造成的损失；并在地下二层支撑加固中板时采用扣件式钢管脚支架替代碗扣式钢管脚手架，使支撑体系搭设方便、灵活，提高了框架梁高支模施工效率，为后序轨道梁尽早插入施工创造了条件，充分体现了调整施工设计方案的必要性和优越性。 参考文献： 1 s, 中华人民共和国行业标准.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 (JGJ1302011 J842011). 北京：中华人民共和国建设部.
