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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)模型簡單、直觀，生產(chǎn)機(jī)械化程度高。鋼筋桁架模板減少現(xiàn)場鋼筋綁扎工作量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)長于安裝鋼筋桁架模板；
    （2）工作量：使用鋼筋桁架模板現(xiàn)場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)希宓谆炷廉a(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)場的起重設(shè)備、進(jìn)場路線、質(zhì)量檢查以及露天存放等因素等來擬訂。
    （2）吊裝時(shí)將兩段等長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)過切割的位置處保證無漏漿部位存在；
    (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)量超過焊點(diǎn)總數(shù)的20%（圖7）；鋼筋桁架模板在現(xiàn)場露天存放時(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
    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，可以將鋼筋桁架模板直接鋪設(shè)在鋼梁上，然后進(jìn)行簡單的鋼筋工程，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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