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居然大廈鋼筋桁架模板施工技術(shù)

作者：張 斌 等    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:03 [收藏]
鋼筋桁架模板是將樓板中鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與底模連接成一體的組合模板。施工階段，能夠承受混凝土自重及施工荷載；使用階段，鋼筋桁架與混凝土協(xié)同工作，承受使用荷載。
    摘 要：鋼筋桁架模板是將樓板中鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與底模連接成一體的組合模板。施工階段，能夠承受混凝土自重及施工荷載；使用階段，鋼筋桁架與混凝土協(xié)同工作，承受使用荷載。該產(chǎn)品力學(xué)模型簡(jiǎn)單、直觀，生產(chǎn)機(jī)械化程度高。鋼筋桁架模板減少現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎工作量70%左右，上下兩層鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度能得到保證，鋼筋排列均勻，為提高樓板施工質(zhì)量創(chuàng)造了條件。
    關(guān)鍵詞：鋼筋桁架模板 樓承板 自承重 無(wú)支撐

    一.工程概況
    居然大廈結(jié)構(gòu)形式為鋼框架+核心筒剪力墻結(jié)構(gòu)（圖1），地上樓板部位采用壓型鋼板+鋼筋砼組合樓板（圖2）。由于結(jié)構(gòu)整體剛度不滿足設(shè)計(jì)要，故地上東西兩側(cè)的壓型鋼板需采用現(xiàn)澆混凝土樓板或鋼筋桁架模板，8層、13層整層采用現(xiàn)澆混凝土樓板或鋼筋桁架模板。


    二.鋼筋桁架模板簡(jiǎn)介
    1、產(chǎn)品概況：鋼筋桁架模板是將樓板中鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與底模連接成一體的組合模板。見圖3。鋼筋形成桁架，承受施工期間荷載，底模托住濕混凝土，因此這種技術(shù)可免去支模的工作及費(fèi)用。


    3、構(gòu)件規(guī)格：鋼筋桁架模板是由鋼筋桁架、支座鋼筋、底模等構(gòu)件構(gòu)成。鋼筋上下弦采用成盤供應(yīng)得熱軋鋼筋HPB235、HRB400或冷軋帶肋鋼筋550級(jí)；腹桿采用成盤供應(yīng)得HPB235、冷軋光圓鋼筋550級(jí)或650級(jí)；桁架支座鋼筋用熱軋鋼筋HPB235或HRB335。底模柴用鍍鋅卷板，基板厚度為0.5mm，鍍鋅層兩面總計(jì)不小于120g/m2。
    4、型號(hào)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鋼梁的跨度、樓板的厚度選擇不同型號(hào)的鋼筋桁架模板，同一工程鋼筋桁架模板的型號(hào)不宜多于3種。
    5、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：


    三.方案選擇
    7層以下東側(cè)、7層以上東西兩側(cè)、8層、13層整層由于使用壓型鋼板+鋼筋砼組合樓板的整體剛度不滿足設(shè)計(jì)要求，故需選擇現(xiàn)澆混凝土樓板或鋼筋桁架模板+鋼筋砼組合樓板。分別從經(jīng)濟(jì)、工作量、安全、質(zhì)量四個(gè)方面分析，選擇適合居然大廈施工條件的方案：
    （1）經(jīng)濟(jì)：現(xiàn)澆混凝土樓板搭設(shè)腳手架、支模板的措施費(fèi)、人工費(fèi)與鋪設(shè)鋼筋桁架模板的安裝費(fèi)基本相同，但搭設(shè)腳手架、支模板所需的時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于安裝鋼筋桁架模板；
    （2）工作量：使用鋼筋桁架模板現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋工作量減少60%～70%，可進(jìn)一步縮短工期；桁架受力模式合理，可以提供更大的樓承板剛度，可大大減少或無(wú)需施工用臨時(shí)支撐；
    （3）安全：鋼筋桁架模板的力學(xué)性能與傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓板相同，樓板抗裂性能好；耐火性能與傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓板相當(dāng)；底模不參與使用階段受力，不需考慮防火、防腐問(wèn)題；
    （4）質(zhì)量：鋼筋桁架模板的鋼筋排列均勻，上下層鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度由可靠保證；樓板的雙向剛度接近，有利于建筑物抗震。
    綜合以上4點(diǎn)考慮，居然大廈7層以下東側(cè)、7層以上東西兩側(cè)、8層、13層整層選用鋼筋桁架模板+鋼筋砼組合樓板。
    四.鋼筋桁架混凝土樓板受力特點(diǎn)
    1、普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，施工階段因下部支模故基本沒有撓度，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后拆模，在自重作用下，樓板下?lián)?，板底混凝土產(chǎn)生拉力、甚至出現(xiàn)裂縫。而鋼筋桁架模板根據(jù)是否設(shè)臨時(shí)支撐分為兩種情況：
    （1）設(shè)臨時(shí)支撐時(shí)，與普通現(xiàn)澆混凝土樓板基本相同。
    （2）不設(shè)臨時(shí)支撐時(shí)，在混凝土結(jié)硬前，樓板強(qiáng)度和剛度即鋼筋桁架的強(qiáng)度的剛度，鋼筋桁架模板自重、混凝土重量及施工荷載全由鋼筋桁架承受。混凝土結(jié)硬是在鋼筋桁架模板變形下進(jìn)行的，所以樓板自重不會(huì)使板底混凝土產(chǎn)生拉力，在除去樓板自重以外的永久荷載及樓面活荷載作用下，板底混凝土才產(chǎn)生拉力。這樣，樓板開裂延遲，樓板的剛度比普通現(xiàn)澆混凝土樓板大。
    2、在使用階段，鋼筋桁架上下弦鋼筋與混凝土一起共同工作，此樓板與鋼筋混凝土疊合式樓板具有相同的受力性能，雖然受拉鋼筋應(yīng)力超前，但其承載力與普通鋼筋混凝土樓板相同。
    3、作為底膜的壓型鋼板厚度較薄，而且考慮經(jīng)濟(jì)性，鋼板下部不做防火處理，所以計(jì)算樓板承載力時(shí)不應(yīng)考慮鋼板作用。但在正常使用情況下，鋼板的存在增加了樓板的剛度，改善了樓板下部混凝土的受力性能。
    五.施工工藝
    1、工藝流程


    2、鋼筋桁架模板施工前準(zhǔn)備
    （1）鋼筋桁架模板的搬入地點(diǎn)與存放計(jì)劃應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的起重設(shè)備、進(jìn)場(chǎng)路線、質(zhì)量檢查以及露天存放等因素等來(lái)擬訂。
    （2）吊裝時(shí)將兩段等長(zhǎng)鋼繩索的兩端分別穿入包裝架，再用兩根鋼繩索將其與塔吊等連接吊裝，捆底另兜穿軟吊帶，鋼繩索夾角不能大于60度（圖5）。

    （3）由于運(yùn)輸與卸車時(shí)，不可避免地會(huì)對(duì)少數(shù)模板邊緣搭鉤有所損傷，可采用自制的矯正器具進(jìn)行矯正后再安裝，保證板與板之間的搭鉤連接牢固。矯正后的搭鉤開口角度不宜太大（不應(yīng)大于45度），防止出現(xiàn)搭鉤之間連接不牢，造成漏漿現(xiàn)象。
    （4）鋼筋桁架模板的施工須保證以下工序完成后方可進(jìn)行：
     施工層平面次梁安裝完成和全部高強(qiáng)螺栓終擰完成；
     主體框架結(jié)構(gòu)焊接完成后，柱垂直度、梁的平面標(biāo)高等偏差復(fù)測(cè)合格；
     主體框架結(jié)構(gòu)焊接完畢并已經(jīng)超聲波探傷合格；
     擱置點(diǎn)齊全，梁面已經(jīng)清潔、無(wú)油污，焊接檢查合格。
    3、鋼筋桁架模板的施工
    (1) 鋼筋桁架模板平面及立面施工順序：每層鋼筋桁架模板的鋪設(shè)宜從起始位置向一個(gè)方向鋪設(shè)，隨主體結(jié)構(gòu)安裝施工順序鋪設(shè)相應(yīng)各層的鋼筋桁架模板。
    (2) 樓板鋪設(shè)前，應(yīng)按圖紙所示的起始位置放設(shè)鋪設(shè)時(shí)的基準(zhǔn)線。對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)線，安裝第一塊板，將其支座豎筋與鋼梁滿焊固定，確保在高空施工時(shí)支座豎筋與鋼梁焊接的抗拉承載力大于空氣產(chǎn)生的吸引力，每個(gè)焊點(diǎn)不能小于2KN。再依次安裝其它板，每鋪設(shè)一塊便焊接固定一塊。
    (3) 樓板連接采用扣合方式，板與板之間的拉鉤連接應(yīng)緊密，保證澆筑混凝土?xí)r不漏漿，同時(shí)注意排板方向要一致。
    (4) 平面形狀變化處（鋼柱角部、核心筒轉(zhuǎn)角處等），可將鋼筋桁架模板兩端切割，切割前應(yīng)對(duì)要切割的尺寸進(jìn)行放線并檢查復(fù)核?？刹捎脵C(jī)械或氧氣切割，切割時(shí)盡量選擇桁架接點(diǎn)的部位，但必須滿足設(shè)計(jì)搭接的要求，切割后的鋼筋桁架模板端部仍需按照原來(lái)的要求焊接水平支座鋼筋和豎向支座鋼筋，若在節(jié)點(diǎn)中部切斷，腹桿鋼筋也需焊接在豎向鋼筋上，就位后方可進(jìn)行安裝。
    (5) 跨間收尾處若板寬不足576mm，可將鋼筋桁架模板沿鋼筋桁架長(zhǎng)度方向切割，切割后板上應(yīng)有一榀或二榀鋼筋桁架，不得將鋼筋桁架切斷。
    (6) 嚴(yán)格按照?qǐng)D紙及相應(yīng)規(guī)范的要求來(lái)調(diào)整位置，板的直線度誤差為10mm，板的錯(cuò)口要求小于5mm。
    (7) 鋼筋桁架平行于鋼梁端部處，底模在鋼梁上的搭接不小于30mm，沿長(zhǎng)度方向?qū)㈠冧\鋼板與鋼梁點(diǎn)焊，焊接采用手工電弧焊，間距為300mm。
    (8) 鋼筋桁架垂直于鋼梁端部處，模板端部的豎向鋼筋在鋼梁上的搭接長(zhǎng)度（指鋼梁的上翼緣邊緣與端部豎向支座鋼筋的距離）應(yīng)≥5d（d為下部受力鋼筋直徑）,且不能小于50mm，并應(yīng)保證鍍鋅底模能搭接到鋼梁之上。搭接到鋼梁上的豎向鋼筋及底模應(yīng)與鋼梁點(diǎn)焊牢固。
    (9) 待鋪設(shè)一定面積后，必須按設(shè)計(jì)要求設(shè)置樓板支座連接筋、加強(qiáng)筋及負(fù)筋等。連接筋等應(yīng)與鋼筋桁架綁扎連接。并及時(shí)綁扎分布鋼筋，以防止鋼筋桁架側(cè)向失穩(wěn)。
    (10) 邊模板安裝時(shí)應(yīng)拉線校直，調(diào)節(jié)適當(dāng)后利用鋼筋一端與栓釘點(diǎn)焊，一端與邊模板點(diǎn)焊，將邊模固定，邊模板底部與鋼梁的上翼緣點(diǎn)焊間距300mm。
    (11) 若設(shè)計(jì)在樓板上要開洞口，施工應(yīng)預(yù)留。應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)洞口邊加強(qiáng)筋，四周設(shè)邊模板，待樓板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可切斷鋼筋桁架模板的鋼筋及底模。切割時(shí)宜從下往上切割，防止底模邊緣與澆注好的混凝土脫離，切割可采用機(jī)械切割或氧割進(jìn)行。
    (12) 鋼筋桁架模板安裝好以后，禁止切斷鋼筋桁架上的任何鋼筋，若確需將鋼筋桁架裁斷，應(yīng)采用相同型號(hào)的鋼筋將鋼筋桁架重新綁扎連接，并滿足設(shè)計(jì)要求的搭接長(zhǎng)度。
    (13) 鋼筋桁架模板鋪設(shè)好后，應(yīng)做好成品保護(hù)，避免人為的損壞，禁止堆放雜物。
    4、鋼筋桁架模板施工質(zhì)量檢查
    (1) 樓板的幾何尺寸及鋼筋桁架的構(gòu)造尺寸是否滿足要求；
    (2) 每個(gè)部位鋼筋桁架模板的型號(hào)是否與圖紙相符；
    (3) 支座豎筋及板邊在鋼梁上的搭接長(zhǎng)度是否滿足要求；
    (4) 支座豎筋、板端、板邊及邊模是否與鋼梁或栓釘焊接牢固；
    (5) 板邊及異形處經(jīng)過(guò)切割的位置處保證無(wú)漏漿部位存在；
    (6) 鋼柱邊、鋼筋桁架模板底部及混凝土邊的臨時(shí)支撐的情況是否符合設(shè)計(jì)要求；
    (7) 預(yù)留洞口位置是否在允許偏差范圍內(nèi)。
    (8) 檢驗(yàn)栓釘焊接質(zhì)量。
    (9) 檢查鋼筋桁架模板板與板之間拉鉤連接是否完全扣合、扣合是否緊密。
    六.產(chǎn)品缺陷
    鋼筋桁架模板在外觀質(zhì)量上還存在一定缺陷。在加工制作時(shí)，鋼筋桁架與底模采用電阻點(diǎn)焊，制品的焊點(diǎn)燒穿數(shù)量超過(guò)焊點(diǎn)總數(shù)的20%（圖7）；鋼筋桁架模板在現(xiàn)場(chǎng)露天存放時(shí)，底模由于與鋼筋桁架焊接時(shí)鍍鋅層破壞，由于雨水的侵蝕，底模鍍鋅層破壞位置就會(huì)出現(xiàn)水斑（圖8）。這兩種缺陷在完善加工工藝后還是可以得到解決的。通過(guò)增加底模厚度（由0.5mm→0.7mm），這樣焊點(diǎn)燒穿現(xiàn)象會(huì)大大降低，鍍鋅板底模鍍層也不會(huì)被破壞，影響外觀質(zhì)量的水斑就不會(huì)產(chǎn)生。

    七.結(jié)語(yǔ)
    目前，多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑樓板一般采用帶一定肋高的壓型鋼板混凝土組合樓板，這種樓板有樓板下表面不平整、鋼筋綁扎繁瑣、鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度不好控制、不能做成雙向板等多方面的不足。鋼筋桁架模板系統(tǒng)是將樓板中的鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅壓型鋼板焊接成一體的組合模板。與以往的樓板施工方法不同，在建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，可以將鋼筋桁架模板直接鋪設(shè)在鋼梁上，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單的鋼筋工程，便可澆筑混凝圖，提高了樓板施工效率。在居然大廈工程中，這種模板得到了很好的應(yīng)用。不僅節(jié)省了支模板、搭設(shè)腳手架的人工費(fèi)、措施費(fèi)，而且其力學(xué)性能與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆樓板基本相同，滿足了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度要求、抗震性能。鋼筋桁架模板充分發(fā)揮了鋼結(jié)構(gòu)施工周期短的優(yōu)勢(shì)，為鋼結(jié)構(gòu)樓板施工提供了一條新路子。
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