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居然大廈鋼筋桁架模板施工技術

作者：張 斌 等    
時間：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同工作，承受使用荷載。該產品力學模型簡單、直觀，生產機械化程度高。鋼筋桁架模板減少現場鋼筋綁扎工作量70%左右，上下兩層鋼筋間距及混凝土保護層厚度能得到保證，鋼筋排列均勻，為提高樓板施工質量創造了條件。
    關鍵詞：鋼筋桁架模板 樓承板 自承重 無支撐

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


    二.鋼筋桁架模板簡介
    1、產品概況：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，因此這種技術可免去支模的工作及費用。


    3、構件規格：鋼筋桁架模板是由鋼筋桁架、支座鋼筋、底模等構件構成。鋼筋上下弦采用成盤供應得熱軋鋼筋HPB235、HRB400或冷軋帶肋鋼筋550級；腹桿采用成盤供應得HPB235、冷軋光圓鋼筋550級或650級；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，鍍鋅層兩面總計不小于120g/m2。
    4、型號：根據現場鋼梁的跨度、樓板的厚度選擇不同型號的鋼筋桁架模板，同一工程鋼筋桁架模板的型號不宜多于3種。
    5、節點設計：


    三.方案選擇
    7層以下東側、7層以上東西兩側、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計要求，故需選擇現澆混凝土樓板或鋼筋桁架模板+鋼筋砼組合樓板。分別從經濟、工作量、安全、質量四個方面分析，選擇適合居然大廈施工條件的方案：
    （1）經濟：現澆混凝土樓板搭設腳手架、支模板的措施費、人工費與鋪設鋼筋桁架模板的安裝費基本相同，但搭設腳手架、支模板所需的時間要遠遠長于安裝鋼筋桁架模板；
    （2）工作量：使用鋼筋桁架模板現場綁扎鋼筋工作量減少60%～70%，可進一步縮短工期；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支撐；
    （3）安全：鋼筋桁架模板的力學性能與傳統現澆樓板相同，樓板抗裂性能好；耐火性能與傳統現澆樓板相當；底模不參與使用階段受力，不需考慮防火、防腐問題；
    （4）質量：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點考慮，居然大廈7層以下東側、7層以上東西兩側、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
    1、普通現澆鋼筋混凝土樓板，施工階段因下部支模故基本沒有撓度，待混凝土達到一定強度后拆模，在自重作用下，樓板下撓，板底混凝土產生拉力、甚至出現裂縫。而鋼筋桁架模板根據是否設臨時支撐分為兩種情況：
    （1）設臨時支撐時，與普通現澆混凝土樓板基本相同。
    （2）不設臨時支撐時，在混凝土結硬前，樓板強度和剛度即鋼筋桁架的強度的剛度，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。混凝土結硬是在鋼筋桁架模板變形下進行的，所以樓板自重不會使板底混凝土產生拉力，在除去樓板自重以外的永久荷載及樓面活荷載作用下，板底混凝土才產生拉力。這樣，樓板開裂延遲，樓板的剛度比普通現澆混凝土樓板大。
    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，而且考慮經濟性，鋼板下部不做防火處理，所以計算樓板承載力時不應考慮鋼板作用。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備
    （1）鋼筋桁架模板的搬入地點與存放計劃應根據現場的起重設備、進場路線、質量檢查以及露天存放等因素等來擬訂。
    （2）吊裝時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）由于運輸與卸車時，不可避免地會對少數模板邊緣搭鉤有所損傷，可采用自制的矯正器具進行矯正后再安裝，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（不應大于45度），防止出現搭鉤之間連接不牢，造成漏漿現象。
    （4）鋼筋桁架模板的施工須保證以下工序完成后方可進行：
     施工層平面次梁安裝完成和全部高強螺栓終擰完成；
     主體框架結構焊接完成后，柱垂直度、梁的平面標高等偏差復測合格；
     主體框架結構焊接完畢并已經超聲波探傷合格；
     擱置點齊全，梁面已經清潔、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宜從起始位置向一個方向鋪設，隨主體結構安裝施工順序鋪設相應各層的鋼筋桁架模板。
    (2) 樓板鋪設前，應按圖紙所示的起始位置放設鋪設時的基準線。對準基準線，安裝第一塊板，將其支座豎筋與鋼梁滿焊固定，確保在高空施工時支座豎筋與鋼梁焊接的抗拉承載力大于空氣產生的吸引力，每個焊點不能小于2KN。再依次安裝其它板，每鋪設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緊密，保證澆筑混凝土時不漏漿，同時注意排板方向要一致。
    (4) 平面形狀變化處（鋼柱角部、核心筒轉角處等），可將鋼筋桁架模板兩端切割，切割前應對要切割的尺寸進行放線并檢查復核。可采用機械或氧氣切割，切割時盡量選擇桁架接點的部位，但必須滿足設計搭接的要求，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，若在節點中部切斷，腹桿鋼筋也需焊接在豎向鋼筋上，就位后方可進行安裝。
    (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，切割后板上應有一榀或二榀鋼筋桁架，不得將鋼筋桁架切斷。
    (6) 嚴格按照圖紙及相應規范的要求來調整位置，板的直線度誤差為10mm，板的錯口要求小于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，沿長度方向將鍍鋅鋼板與鋼梁點焊，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≥5d（d為下部受力鋼筋直徑）,且不能小于50mm，并應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與鋼梁點焊牢固。
    (9) 待鋪設一定面積后，必須按設計要求設置樓板支座連接筋、加強筋及負筋等。連接筋等應與鋼筋桁架綁扎連接。并及時綁扎分布鋼筋，以防止鋼筋桁架側向失穩。
    (10) 邊模板安裝時應拉線校直，調節適當后利用鋼筋一端與栓釘點焊，一端與邊模板點焊，將邊模固定，邊模板底部與鋼梁的上翼緣點焊間距300mm。
    (11) 若設計在樓板上要開洞口，施工應預留。應按設計要求設洞口邊加強筋，四周設邊模板，待樓板混凝土達到設計強度后，方可切斷鋼筋桁架模板的鋼筋及底模。切割時宜從下往上切割，防止底模邊緣與澆注好的混凝土脫離，切割可采用機械切割或氧割進行。
    (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，應采用相同型號的鋼筋將鋼筋桁架重新綁扎連接，并滿足設計要求的搭接長度。
    (13) 鋼筋桁架模板鋪設好后，應做好成品保護，避免人為的損壞，禁止堆放雜物。
    4、鋼筋桁架模板施工質量檢查
    (1) 樓板的幾何尺寸及鋼筋桁架的構造尺寸是否滿足要求；
    (2) 每個部位鋼筋桁架模板的型號是否與圖紙相符；
    (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支撐的情況是否符合設計要求；
    (7) 預留洞口位置是否在允許偏差范圍內。
    (8) 檢驗栓釘焊接質量。
    (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.產品缺陷
    鋼筋桁架模板在外觀質量上還存在一定缺陷。在加工制作時，鋼筋桁架與底模采用電阻點焊，制品的焊點燒穿數量超過焊點總數的20%（圖7）；鋼筋桁架模板在現場露天存放時，底模由于與鋼筋桁架焊接時鍍鋅層破壞，由于雨水的侵蝕，底模鍍鋅層破壞位置就會出現水斑（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），這樣焊點燒穿現象會大大降低，鍍鋅板底模鍍層也不會被破壞，影響外觀質量的水斑就不會產生。

    七.結語
    目前，多高層鋼結構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，在建設現場，可以將鋼筋桁架模板直接鋪設在鋼梁上，然后進行簡單的鋼筋工程，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用。不僅節省了支模板、搭設腳手架的人工費、措施費，而且其力學性能與傳統的現澆樓板基本相同，滿足了結構設計的剛度要求、抗震性能。鋼筋桁架模板充分發揮了鋼結構施工周期短的優勢，為鋼結構樓板施工提供了一條新路子。
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