□文/王全逵 許銀鳳 仇 健 裴金春

室內(nèi)滑雪場(chǎng)超高、超限支撐體系設(shè)計(jì)與施工

□文/王全逵 許銀鳳 仇 健 裴金春

室內(nèi)滑雪場(chǎng)作為一種新興業(yè)態(tài)，在世界上處于蓬勃發(fā)展階段。此類建筑中存在大量大體積現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件，其特點(diǎn)是澆筑塊體積大、底部空間高，對(duì)模板體系的安全穩(wěn)定要求高。某室內(nèi)滑雪場(chǎng)雪道梁板構(gòu)件形態(tài)各異，以雙曲面、大臺(tái)階、斜面為主，高支模施工面積達(dá)4.3萬m2；其中最大模板支撐高度達(dá)42 m，梁截面最大尺寸為700 mm×3 750 mm。超高、超限荷載對(duì)下部支撐架體構(gòu)造、基礎(chǔ)處理有較高要求。文章以42 m斜坡面超高及700 mm×3 750 mm超限為例，對(duì)室內(nèi)滑雪場(chǎng)支撐體系的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

室內(nèi)滑雪場(chǎng)；超高；超限；支撐體系

1 工程概況

某室內(nèi)滑雪場(chǎng)建筑面積8萬m2，長(zhǎng)487 m，最大跨度151 m，高度117.2 m，室內(nèi)凈高最大40 m?；﹫?chǎng)高、中、低檔共計(jì)6條雪道，坡度、形狀各異，多為雙曲面、大臺(tái)階、斜面板，施工難度大。高支模面積達(dá)4.3萬m2，最高處42 m，梁最大截面700 mm×3 750 mm。滑雪場(chǎng)由西向東逐步升高，見圖1-圖3。

圖1 雪道

圖2 雪道結(jié)構(gòu)剖面

圖3 700 mm×3 750 mm梁剖面

2 支撐體系設(shè)計(jì)

2.1 方案選擇

2.1.1 42 m超高支撐體系架體選擇

針對(duì)高支模架體搭設(shè)施工，選定3種支撐方案：

1）鋼管腳手架直接在夾層頂板上部搭設(shè)；

2）在3層設(shè)置轉(zhuǎn)換層，搭設(shè)型鋼梁（H350×175×7× 11），在其上部鋪設(shè)10#槽鋼，隨后搭設(shè)腳手架；

3）采用貝雷梁設(shè)置轉(zhuǎn)換層，在轉(zhuǎn)換層上部搭設(shè)支撐架體。

考慮到施工過程中材料倒運(yùn)，如采用轉(zhuǎn)換梁施工難度大且后續(xù)拆除時(shí)無垂直運(yùn)輸，材料無法及時(shí)倒運(yùn)出結(jié)構(gòu)，施工成本投入過高，不利于成本控制，決定對(duì)夾層頂板進(jìn)行加固，采用扣件式鋼管腳手架直接在夾層頂板上進(jìn)行施工。

2.1.2 3.75 m超限梁支撐體系架體選擇

3.75 m主梁原為0.7 m×1.1 m預(yù)應(yīng)力梁，由于滑雪道尺寸變化較大，主梁梁頂與雪道間距達(dá)2.65 m，為保證雪道順利施工，設(shè)計(jì)時(shí)在梁上部增加U型受力筋，將梁加高，使上部荷載下傳至主梁，最終形成3.75 m高截面梁。

目前房建施工中常用的支撐形式：鋼構(gòu)件支撐、扣件式鋼管腳手架及碗扣式鋼管腳手架、承插式鋼管腳手架?？紤]到上部為斜坡面板，施工中采用較為常規(guī)，工人操作嫻熟，便于操作的扣件式鋼管腳手架。

2.2 支撐架體材料選擇

梁模板采用多層膠合板，厚度12 mm；次龍骨為45 mm×75 mm方木，立桿、主龍骨為φ48 mm×3.0 mm鋼管。板模采用多層膠，合板厚度12 mm；次龍骨為45 mm×75 mm方木，主龍骨為85 mm×85 mm方木，立桿為φ48 mm×3.0 mm鋼管，立桿根部墊50 mm厚250 mm寬腳手板，頂端可調(diào)U托為φ35 mm×450 mm，穿墻桿為M14。扣件：十字扣件、對(duì)接扣件、旋轉(zhuǎn)扣件，水平兜網(wǎng)、安全網(wǎng)。

2.3 架體構(gòu)造要求

1）42 m支撐體系構(gòu)造。立桿間距布置橫縱向900 mm、步距1 200 mm，支撐架在200 mm高處開始設(shè)置第一道水平桿（即掃地桿，橫桿在下）；立桿伸出頂層水平桿中心線的長(zhǎng)度不應(yīng)超過300 mm，U拖外露長(zhǎng)度≯200 mm。立桿底部鋪設(shè)腳手板（50 mm厚）。對(duì)梁高≥1 m梁底設(shè)置4根立桿，其余梁底設(shè)置3根立桿。

考慮到雪道板為斜坡面板，施工中模板支設(shè)難度大。為保證模板施工順利進(jìn)行，根據(jù)樓板厚度、模板厚度、木方厚度調(diào)整好擱放木方的龍骨，然后鋪模板。不同坡度板施工時(shí)，通過在主龍骨上釘木楔的方式來調(diào)整模板的角度。

豎向構(gòu)件混凝土必須先澆筑，架體搭設(shè)過程中應(yīng)與已澆筑完成框架柱進(jìn)行拉結(jié)。

拉結(jié)從第一步開始，隔步設(shè)置。為保證架體沿字母軸方向穩(wěn)定性，每跨增加抱梁箍3道，與支撐架體相連。同時(shí)將架體剪刀撐連接在梁箍上，架體與梁抱箍連接。由于樓層間存在7層拉梁，施工過程中需待拉梁施工完畢后，方可進(jìn)行下一步架體施工，見圖4和圖5。

圖4 立桿布置

圖5 模板設(shè)計(jì)剖面

2）3.75 m梁支撐體系構(gòu)造。梁標(biāo)高為6.15 m，在梁底部每個(gè)斷面支設(shè)4道立桿，立桿間距為600、300、600 mm；沿梁跨方向立桿間距為300 mm。水平桿步距為1 200 mm，第一步桿距地面200 mm。立桿伸出頂層水平桿中心線的長(zhǎng)度不超過0.3 m，U拖外露長(zhǎng)度≯200 mm。立桿底部鋪設(shè)250 mm寬、50 mm厚腳手板。側(cè)模板設(shè)置小梁24道（45 mm×75 mm），主梁為2根合抱鋼管，間距450 mm。對(duì)拉螺桿距底部距離為200、600、1 000、1 400、1 800、2 200、2 600、3 000、3 500 mm，對(duì)拉螺桿水平間距同主梁間距。豎向構(gòu)件混凝土必須先澆筑，架體搭設(shè)過程中應(yīng)與已澆筑完成框架柱進(jìn)行拉結(jié)，間距同42 m支撐架體。

3）其他構(gòu)造。在架體外側(cè)、周邊及內(nèi)部縱橫向每5跨（4.5 m）設(shè)置豎向剪刀撐。在豎向剪刀撐頂部交點(diǎn)平面設(shè)置水平剪刀撐，水平剪刀撐在第一步水平桿、最頂一步水平桿上必須搭設(shè)，中間部分每4.8 m增設(shè)一道，豎向剪刀撐斜桿與地面的傾角應(yīng)為45°～60°，水平剪刀撐與支架縱（或橫）向夾角應(yīng)為45°～60°。在操作層以下設(shè)置水平兜網(wǎng)，以后每隔兩層且間距≯10 m設(shè)置一道安全網(wǎng)。

2.4 支撐體系驗(yàn)算

采用手算結(jié)合品茗安全計(jì)算軟件、建科研安全設(shè)計(jì)與管理軟件等進(jìn)行驗(yàn)算。

1）42 m支撐體系驗(yàn)算。經(jīng)核算，42 m支撐體系為可變荷載控制，荷載分項(xiàng)系數(shù)分別為永久荷載取值系數(shù)取1.2，可變荷載取值系數(shù)為1.4。斜板混凝土自重荷載取值為24 kN/m3，鋼筋自重荷載取值為1.1 kN/m3，施工荷載為施工活荷載和混凝土振搗荷載，取值分別為2.5、2 kN/m2，模板及支架自重荷載取值為3.5 kN/m2，風(fēng)荷載取值為0.35 kN/m2（按照10 a記?。L(fēng)壓高度變化系數(shù)0.9，風(fēng)荷載體型系數(shù)0.8，不考慮地震荷載。

通過計(jì)算得知：架體主梁最大變形值為0.431 mm；主梁抗彎強(qiáng)度6.03 N/mm2，抗剪強(qiáng)度1.5 N/mm2。立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算：立桿長(zhǎng)細(xì)比為114，立桿受壓承載力為51.496 N/mm2。以上結(jié)果均符合規(guī)范要求,可調(diào)托座、次龍骨及模板經(jīng)驗(yàn)算也滿足要求。

2）3.75 m梁支撐體系驗(yàn)算。3.75 m梁荷載計(jì)算分項(xiàng)與42 m支撐體系計(jì)算相同。經(jīng)核算3.75 m梁支撐體系為固定荷載控制，荷載分項(xiàng)系數(shù)分別為永久荷載取值系數(shù)為1.35，可變荷載取值系數(shù)為1.4。施工荷載及風(fēng)荷載取值同42 m支撐體系。

通過計(jì)算得知：架體主梁最大變形值為0.205 mm；主梁抗彎強(qiáng)度91.463 N/mm2，抗剪強(qiáng)度18.725 N/mm2。立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算：立桿長(zhǎng)細(xì)比為113，立桿受壓承載力為67.098 N/mm2。以上結(jié)果均符合規(guī)范要求，可調(diào)托座、次龍骨及模板經(jīng)驗(yàn)算也滿足要求。

2.5 基礎(chǔ)處理

對(duì)于夾層頂板以下回頂架體，盡量依據(jù)上部立桿布置位置進(jìn)行回頂，回頂立桿間距為900 mm×900 mm。夾層架空層高度為2.2 m，夾層底部為三七灰土?；仨敿荏w搭設(shè)時(shí)在底部鋪設(shè)250 mm寬、50 mm厚腳手板。經(jīng)驗(yàn)算，基礎(chǔ)支撐體系滿足要求。

3 支撐體系施工

施工流程見圖6。

圖6 支撐體系施工流程

3.1 搭設(shè)要求

由于搭設(shè)架體高度較高，要求相鄰立桿的對(duì)接扣件不得在同一高度內(nèi)，立桿上的對(duì)接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置。兩根相鄰立桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步內(nèi)，同步內(nèi)隔一根立桿的兩個(gè)相隔接頭在高度方向錯(cuò)開的距離≮500 mm；各接頭中心至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于步距的1/3。

水平桿長(zhǎng)度以6 m為主（其長(zhǎng)度≮3跨），要用對(duì)接扣件連接，接頭應(yīng)交錯(cuò)布置，兩根相鄰橫桿接頭不能設(shè)在同步或同跨內(nèi)且水平方向錯(cuò)開距離＞500 mm，各接頭中心至最近的節(jié)點(diǎn)的距離不大于縱距的1/3，即500 mm，掃地桿距地面200 mm。

在框架柱上標(biāo)示好標(biāo)高后，根據(jù)樓板厚度、模板厚度、木方厚度調(diào)整好擱放木方的龍骨，然后鋪模板。由于樓板多為傾斜狀，板底次龍骨延字母軸方向鋪設(shè)，主龍骨延數(shù)字軸方向鋪設(shè)，主龍骨上用釘子釘木楔，保證與U型托緊密接觸，見圖7。

圖7 斜板下部支撐節(jié)點(diǎn)

豎向構(gòu)件混凝土必須先澆筑，架體搭設(shè)過程中應(yīng)與已澆筑完成框架柱進(jìn)行拉結(jié)。拉結(jié)從第一步開始，隔步設(shè)置，見圖8。

圖8 抱柱設(shè)置

3.2 架體監(jiān)測(cè)

在澆筑過程中，由專職安全員、施工員及測(cè)量員對(duì)高支模體系進(jìn)行檢查、隨時(shí)觀測(cè)支撐體系的變形情況。發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)停止施工，采取措施。

1）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：支架沉降、位移和變形。

2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)：每個(gè)高支模范圍內(nèi)在各自區(qū)域設(shè)2個(gè)監(jiān)測(cè)構(gòu)件，每個(gè)被監(jiān)測(cè)的構(gòu)件應(yīng)布置2個(gè)支架水平位移觀測(cè)點(diǎn)和3個(gè)地基穩(wěn)定性沉降觀測(cè)點(diǎn)（底板中預(yù)埋8 mm鋼筋）及3個(gè)支架沉降觀測(cè)點(diǎn)，見圖9。