中山國(guó)際金融中心高大支?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及分析

1、中山國(guó)際金融中心高大支?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及分析摘要:本文以中山國(guó)際金融中心型鋼混凝土結(jié)構(gòu)高大模板施工為工程背景，對(duì)模板支撐體系進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量，探索了施工階段現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)與模板支撐共同作用時(shí)的作用機(jī)理，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，提出了一些控制施工期模板支撐體系的安全、優(yōu)化施工方案的建議和措施。關(guān)鍵詞：中山國(guó)際金融中心高大模板現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)近年來高大模板支架坍塌事故經(jīng)頻發(fā)，且目前相關(guān)的整體性理論研究并不充分?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)是模板支撐體系受力性能研究中的一個(gè)重要內(nèi)容,它是探索施工階段現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)與模板支撐共同承載時(shí)變結(jié)構(gòu)體系的作用機(jī)理，建立模板支撐體系力學(xué)計(jì)算模型的基礎(chǔ)，是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和理論分析結(jié)果的依據(jù)

2、，也可以為時(shí)變結(jié)構(gòu)體系力學(xué)分析、控制施工期模板支撐體系的安全、施工方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供技術(shù)依據(jù)。在目前對(duì)多層鋼筋混凝土樓板和模板支撐體系尚缺乏深入研究的條件下，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)獲得第一手資料對(duì)探索并解決這一工程現(xiàn)實(shí)問題顯得尤為重要。1工程概況中山國(guó)際金融中心項(xiàng)目結(jié)構(gòu)形式為混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，塔樓外圍柱為勁性H型鋼鋼筋混凝土柱。項(xiàng)目有多達(dá)十幾處高大模板區(qū)域?qū)痈咴?0.2m到28.2m之間,根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要和安全性考慮，我們研究的對(duì)象選擇了層高最高28.2m的一處作為實(shí)測(cè)對(duì)象。根據(jù)高支模支撐體系的工作特點(diǎn)，主要測(cè)試的內(nèi)容如下幾項(xiàng)。(1) 支撐體系的內(nèi)力變化規(guī)律，主要是各層支撐結(jié)構(gòu)中內(nèi)力變化與施工工藝的相互關(guān)

3、系，以及與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓板受力之間的關(guān)系。(2)鋼筋混凝土梁中型鋼應(yīng)力和混凝土應(yīng)力的變化過程，施工工藝的不同階段對(duì)鋼筋和混凝土應(yīng)力的影響規(guī)律，以及結(jié)構(gòu)不同位置的受力特點(diǎn)。(3)型鋼柱中鋼筋應(yīng)力和混凝土應(yīng)力的變化過程，施工工藝的不同階段對(duì)鋼筋和混凝土應(yīng)力的影響規(guī)律，以及結(jié)構(gòu)不同位置的受力特點(diǎn)。2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方案2.1測(cè)試方法和儀器考慮現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境的復(fù)雜、不確定性及測(cè)試周期較長(zhǎng)的特性，采用埋入型振弦式應(yīng)變計(jì)SZZX-A150檢測(cè)梁、柱內(nèi)部型鋼的施工期應(yīng)變情況;采用表面型振弦式應(yīng)變計(jì)SZZX-B150檢測(cè)扣件式鋼管以及梁柱混凝土的施工期應(yīng)變情況。并配套使用讀數(shù)儀SZZX-ZH讀取應(yīng)變2.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試區(qū)域

4、布點(diǎn)設(shè)置針對(duì)六層宴會(huì)廳高支模處E軸和F軸處型鋼柱、型鋼梁及臨時(shí)模板支撐體系進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)點(diǎn)分布及編號(hào)見圖1（圖中圓點(diǎn)為應(yīng)變計(jì)埋設(shè)位置）。選取框架梁截面尺寸最大的梁800X1800作為實(shí)測(cè)對(duì)象，梁跨度10m,在梁上共選取5個(gè)測(cè)點(diǎn)。框架柱上選擇8個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別在靠近框架頂梁下部0.8m處。架體鋼管全部采用48X3.5岡管，分別在靠近頂梁下部0.8m處沿著梁長(zhǎng)度方向的立桿上設(shè)置5個(gè)測(cè)點(diǎn)。2.3數(shù)據(jù)的采集從完成混凝土澆筑即開始進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一直持續(xù)到拆除臨時(shí)支撐體系完成受力變形的檢測(cè)工作。混凝土結(jié)構(gòu)（型鋼、混凝土）及模板支撐測(cè)試對(duì)施工全過程進(jìn)行追蹤，每個(gè)施工進(jìn)程前后均應(yīng)讀數(shù)，歷時(shí)較長(zhǎng)、荷載變化較大的進(jìn)程（如混

5、凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)）應(yīng)在進(jìn)程中加讀,如遇沒有工序施工時(shí)，每24小時(shí)讀數(shù)一次；特殊情況下,有需要時(shí)隨時(shí)加測(cè)。記錄施工及環(huán)境情況配合測(cè)試儀器讀數(shù)情況，隨時(shí)記錄施工全過程。儀器的安裝與實(shí)測(cè)見圖2所示234數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵工序高大模板的施工程序如下：柱混凝土澆筑至大梁梁底t六層梁板放線定位-滿堂腳手架搭設(shè)-梁底模、板模支設(shè)th型鋼梁吊裝、定位、焊接等T梁鋼筋綁扎T梁側(cè)模板支設(shè)T板面鋼筋綁扎T澆筑梁混凝土至700mm高-梁板及柱頭混凝土澆筑t養(yǎng)護(hù)。其中控制節(jié)點(diǎn)如表2、圖3所示。3實(shí)測(cè)結(jié)果與分析3.1模板支撐立桿施工期受力規(guī)律隨著施工進(jìn)度的發(fā)展，支撐立桿有以下特征：各個(gè)鋼管立桿受壓應(yīng)力值相差較大，這是由于

6、豎向支撐桿件偏心受力以及材料性能存在的差異性很大;從應(yīng)力數(shù)據(jù)來看，各個(gè)鋼管應(yīng)力最大平均值分別約為23、40、57、95N/mm2,小于按規(guī)范計(jì)算所得的軸力值。這主要是由于現(xiàn)行支撐架設(shè)計(jì)中未能考慮到支撐體系的共同作用特性，而實(shí)際情況是模板支撐與樓板結(jié)構(gòu)共同組成的體系；從單一曲線發(fā)展規(guī)律來看，從混凝土開始澆筑到澆筑完成時(shí)間段內(nèi)02天，鋼管支撐受壓應(yīng)力迅速增大;從混凝土澆筑完成到拆除模板支撐前的時(shí)間段內(nèi)，鋼管支撐受壓應(yīng)變緩慢減小。究其原因，主要與上部板、梁與墻、柱的自重荷載的分擔(dān)有關(guān);從4條曲線的比較來看，從桿1至桿4,參照埋點(diǎn)位置可以看出,支撐立桿的最大應(yīng)力沿梁跨度方向是從一側(cè)向另一側(cè)逐漸增加的。

7、混凝土單向澆筑，導(dǎo)致支撐體系應(yīng)力的積累和變化3.2框架梁施工期受力規(guī)律由圖4、圖5可知,隨著施工進(jìn)度的發(fā)展,E軸型鋼混凝土梁的應(yīng)力應(yīng)變變化具有以下特征：梁端部應(yīng)變值變異性較大，主要是因?yàn)椋涸摬课粸槲蓓敳?，溫度變化較大，混凝土處于熱脹冷縮交替的變形狀態(tài)；從具體數(shù)值來看，支撐架拆除前，梁端部拉應(yīng)力峰值15N/mm2,跨中拉應(yīng)力18N/mm2,支撐體系拆除后，型鋼跨中應(yīng)力40N/mm2,端部應(yīng)力峰值20N/mm2。由此可證明，在支撐架拆除前，支撐鋼架與梁共同參與了承擔(dān)豎向荷載；從發(fā)展趨勢(shì)來看，隨著施工進(jìn)程的發(fā)展，跨中梁受拉應(yīng)變值整體呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，并最終趨向于穩(wěn)定。其中變化幅度最大的階段為混凝土澆筑

8、和拆除模板支撐時(shí)間段內(nèi)。出現(xiàn)以上結(jié)果，是由于隨著施工進(jìn)程的發(fā)展，混凝土強(qiáng)度和剛度逐步增大，使框架結(jié)構(gòu)承載能力越來越大。4施工建議及結(jié)語隨著施工進(jìn)程的發(fā)展，與結(jié)構(gòu)共同作用的模板支撐體系產(chǎn)生內(nèi)力重分布。荷載逐漸從鋼管支撐上轉(zhuǎn)移到型鋼混凝土結(jié)構(gòu)上。尤其在混凝土澆筑和拆除模板支撐過程中，這種內(nèi)力重分布更加明顯。綜合以上分析，對(duì)高大支模系統(tǒng)，在施工期間有如下建議：支撐立桿鋼管的壓應(yīng)力值差異較大，在支撐架搭設(shè)的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格的控制桿件的偏心以及材料缺陷；應(yīng)合理組織混凝土澆筑起點(diǎn)及流向，以控制施工荷載施加。不應(yīng)用單向澆筑。建議采用對(duì)稱澆注，從兩邊向中間或者從中間向兩邊澆筑。以避免支撐架單側(cè)內(nèi)力積累的不均衡；進(jìn)一步利用已有結(jié)構(gòu),如抱柱、附墻等措施。與支撐架形成整體，會(huì)增大整個(gè)支撐體系的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；對(duì)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的高大模板體系，應(yīng)當(dāng)充分利用型鋼自身的強(qiáng)度與剛度。由于在混凝土澆筑前，型鋼已經(jīng)用起重設(shè)備安裝在柱子上，連接牢固?？梢允垢嗪奢d的通過型鋼傳遞到柱子中去。這比通過支撐桿件傳遞到下層樓板上更為安全可靠。而且，從數(shù)據(jù)上看，型鋼的應(yīng)力保持較小，有充分的空間承擔(dān)這些