综合体育馆高支模系统及其施工方法技术领域
本发明涉及建筑施工支模结构体系，更具体地说，为综合体育馆高支模系统及其施工方法。
背景技术
在建筑工程、公共建筑的共享空间等高大厅堂楼盖现浇混凝土结构施工中，需要应用高支模体系。在本发明的综合体育馆高支模体系施工中，面临结构形式复杂，尤其是曲面屋面及异形柱的施工，在这些部位的支撑体系施工是建筑施工事故的高发区，安全隐患较多，施工难度大、施工复杂，工程质量和施工工期很难得到保证，需要有一整套完整的方案指导施工。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的高支模体系结构复杂、搭设繁琐安全监管难度大的缺陷，提供一种结构简单、安装方便的高支模体系及其施工方法。
具体解决方案为：综合体育馆高支模系统，包括梁模板、板模板和支撑架体，所述梁模板由底模板、侧模板、次楞和主楞组成，侧模板的次楞和主楞通过对拉螺栓将其箍紧固定；所述板模板由胶合板、木次楞、双钢管主楞组成，木次楞位于双钢管主楞上，主楞下立杆上插螺旋支撑头，固定支撑板模板；所述支撑架体为扣件式钢管模板支撑，固定支撑梁模板和板模板。
作为优选，所述梁模板底模板用木方满铺，与面层接触面内衬三合板，梁底用木方次楞作为梁底横梁下部支撑，木方次楞用木方作为垫木，垫木放置于钢管支撑架U托上；侧模板采取木模板内衬三合板，次楞为5木方，梁侧主楞为双钢管；梁底模及侧模要与梁柱节点模板牢固固定，大跨度梁模要按规定起拱。
作为优选，支撑架体以本层下钢筋混凝土楼板为基础，铺设木垫板；立杆布置纵横向间距以及水平杆间距按照支撑架体的构造设计安全和技术参数设置；每排每列立杆的纵、横向之间设置横杆连接，扫地杆距地200mm；支撑架体周圈及中间纵、横向应从底到顶设置竖向连续式剪刀撑，并在纵、横向相邻剪刀撑之间增加之字斜撑，在相邻竖向剪刀撑之间增设水平剪刀撑，水平剪刀撑在竖向剪刀撑的顶部和底部各设置一道，中间不大于4.8m间隔设置一道。
本发明还公开了综合体育馆高支模系统施工方法，包括如下步骤：
1）高支模专项方案编制；2）支撑体系选型：支撑体系为扣件式钢管模板支撑，采用满堂式架体结构形式；3）施工准备；4）测量放线；5）现场架体搭设：须保证架体的整体稳定性，立杆间距布置均匀合理，按要求设置剪刀撑，对于曲面屋面顶部支模系统在理论基础上进行1:1样板试验，之后方进行施工；6）梁板模板安装；7）梁板模板钢筋施工；8）梁板混凝土浇筑及混凝土养护；9)模板拆除：浇筑的混凝土达到设定强度后，拆除梁模板、板模板和支撑架体。
作为优选，在高支模专项方案编制后和测量放线工序前，还需经过高支模方案专家评审，对高支模方案修改并最终确定，对高支模方案进行技术交底。
作为优选，在现场架体搭设前，还要进行材料准备，现场材料抽检，评定合格后方可搭设架体。
作为优选，在施工过程中，应采取监测措施，保证工程质量，监测内容包括：1）监测支撑架体沉降、位移和变形；2）监测点布设：垂直监测点位置布置在主梁与次梁交接点处，水平监测点设置在边立杆上；3）使用监测仪器进行监测，监测仪器精度应满足现场监测要求，并设变形监测报警值；4）在浇注混凝土前、浇注混凝土的整个过程和浇注混凝土后，对支撑系统进行观测，及时将各过程的测量数据进行对比分析；5）监测时间间隔为：浇筑混凝土前监测一次，并记录下监测点数据：混凝土浇筑时作为重点监测，由测量工长全过程监测监测点，直至浇筑完成。
作为优选，在步骤6）的梁板模板安装工序时，进行梁模板施工的支模要求有：①梁模施工前必须有专人根据图纸要求绘制好翻样图，标明各种梁侧板高度，梁标高，截面尺寸，及时通知木工组并作好详细技术交底；②所有侧模及底模拼缝前必须经过刨光，保证接缝严密；③梁底模及侧模要与梁柱节点模板牢固固定，大跨度梁模要按规定起拱；在混凝土浇筑过程中派专人自外侧观察看护模板，随时检查模板的支撑情况，浇筑过程中模板下方严禁站人；④梁模板安装应先安装底模，待钢筋绑扎完后再封侧模；
进行板模板的支模要求有：①模板平面尺寸必须根据结构施工图及模板翻样图在底层加工好后方可进入施工部位，严禁现场切割，避免形成木屑掉入梁内无法清理；②模板在制作时，对切割后的模板必须全部刨直，以保证板拼缝严密；③浇筑混凝土时必须有专人对模板进行看护，观察模板是否有变化，及时检查支撑的稳定性。
作为优选，在步骤5）现场架体搭设中：
满堂模板支架的搭设顺序：放线定位→铺设垫木→安装扫地杆、纵横拉杆→立第一节立杆→安装横杆、设临时抛撑→接立杆、横杆，同前搭设步骤，直至搭设完成；
支撑架体的搭设要求：满堂架的搭设应严格按照梁板模板支撑系统设计方案搭设，要求横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺、连接牢固，受荷安全、有安全操作空间、不变形、不摇晃。
作为优选，在步骤8）梁板混凝土浇筑及混凝土养护中，
1）柱的施工按施工段进行，在支柱模前应先对柱根部施工缝进行清理，然后再支模浇筑混凝土，采用边浇筑边振捣的方式，浇筑速度不可过快，以防止胀模；
2）梁板应同时浇筑，浇筑时按照从跨中向两端、由中间向四周的顺序均匀对称浇筑，梁板混凝土浇筑应连续进行，保证接茬部位混凝土连接良好，浇筑时配置两台象泵，保证对称的浇筑过程实施；
3）固定式混凝土泵浇注混凝土时，固定泵管的支架应单独设置，不得与支撑体系连接或接触，混凝土浇注时应有专人观察模架变形观测，有问题及时汇报并采取措施。
有益效果：在综合体育馆高支模体系施工中，通过一整套完整的方案指导施工，确保了支模体系的施工质量，顺利完成体育馆架设工程进度，达到了预定的建设目标。
附图说明
图1为支撑架体与框架柱连接固定立面示意图；
图2为梁模板支模剖面示意图；
图3为支撑架体与框架柱连接固定平面示意图；
图中，1-框架柱；2-抱住拉结杆件；3-支撑架体；4-主楞；5-次楞；6-托梁木方；7-U托；8-立杆。
具体实施方式
工程概况
本工程的综合体育馆为框架结构，建筑面积18006㎡，地上2层，地上面积17216平方米，地下1层，地下建筑面积790米；地下深度约6.3米。场馆可容纳35000人，包括球类、田径、游泳、健身、极限运动于一体的综合体。支护体系：（1）支护桩为I40C钢板桩：桩长12m，共303根。钢筋为钢筋为Ⅰ级钢(HPB300)，Ⅲ级钢(HRB400E)。综合体育馆由游泳管及体育馆两部分组成，游泳馆屋面高度顶标高18.338，层高13.338m，板厚150（300），体育馆拱形屋面分为一、二、三、四四个场馆，屋面高度依次为23.25,,21.05，18.55，23.55层高依次为17.35,15.5，12.65,17.65，且屋面均为曲面。
技术难点和关键环节
1、技术难点
本工程高支模部位均位于楼内，高支模架体基础均为楼地面，所以架体基础不易变形。屋面顶板均为曲面，这是模板施工的一个难点。另外空心楼板区域局部有500×3000的梁，这也是本工程的一个难点。另外Y型柱和锥形柱部位成连体状态，下部无法设立杆，顶部的梁支设起来跨度大，此两个部位梁底顶拖梁采用工字钢。
2、关键环节
在本工程的施工中，高支模架体的搭设是关键的环节，必须保证架体的整体稳定性，立杆间距布置均匀合理，按要求设置剪刀撑，因为曲面结构受力复杂，故对于曲面屋面顶部支模系统在理论基础上进行1:1样板试验，之后方进行施工。
架体选用的种类、结构形式
本工程高大模板支撑架体：1234号场馆和游泳馆扣件式钢管模板支撑体系，空心楼板区域采用碗扣式钢管模板支撑体系。结构形式采用满堂式支撑架体。
施工方法
1、梁模板支模方法
梁模板底模板采用5×100木方满铺，与面层接触面(内衬3mm厚三合板满足建筑效果要求)，梁底采用100×100木方作为梁底横梁下部钢管支撑架U托+100×100进行支撑。
其中1234#场馆的分界限部位梁底横梁采用14#和12#以及10#槽钢。侧模板同样采取15厚木模板(内衬3mm厚三合板满足建筑效果要求)，次楞为50×100木方，梁侧主楞为![]()
4.8×3.0双钢管，对拉螺栓采用M14。
2、梁模板支模要求
①梁模施工前必须有专人根据图纸要求绘制好翻样图，标明各种梁侧板高度，梁标高，截面尺寸，及时通知木工组并作好详细技术交底。
②所有侧模及底模拼缝前必须经过刨光，保证接缝严密。
③梁底模及侧模要与梁柱节点模板牢固固定，大跨度梁模要按规定起拱。在混凝土浇筑过程中派专人自外侧观察看护模板，随时检查模板的支撑情况，浇筑过程中模板下方严禁站人。
④梁模板安装应先安装底模，待钢筋绑扎完后再封侧模。
3、板模板支模方法
胶合板厚度15mm，木次楞50×100200mm，主楞采用![]()
48双钢管，主楞下立杆上插螺旋支撑头，悬臂端高度200mm。
4、板模板支模要求
①模板平面尺寸必须根据结构施工图及模板翻样图在底层加工好后方可进入施工部位，严禁现场切割，避免形成木屑掉入梁内无法清理。
②模板在制作时，对切割后的模板必须全部刨直，以保证板拼缝严密。
③浇筑混凝土时必须有专人对模板进行看护，观察模板是否有变化，及时检查支撑的稳定。
5、满堂架的搭设顺序
模板支架的搭设应严格遵循以下顺序：
放线定位→铺设垫木→安装扫地杆、纵横拉杆→立第一节立杆→安装第二、三步等横杆、设临时抛撑（每隔六根立杆设一道，待安装完剪刀撑后拆除）→接立杆、横杆，同前搭设步骤，直至搭设完成。
6、支撑系统搭设方法
本工程高大模板支撑架体选用扣件式钢管模板支撑体系。结构形式采用满堂式架体。
架体搭设关键点：
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支撑架体以本层下钢筋混凝土楼板为基础，铺设木垫板；
②立杆布置纵横向间距以及水平杆间距按照“四、支撑架体的构造设计安全和技术参数中”中设置。
③每排每列立杆的纵、横向之间设置横杆连接，扫地杆距地200mm
④支撑架体周圈及中间纵、横向应从底到顶设置竖向连续式剪刀撑，并在纵、横向相邻剪刀撑之间增加之字斜撑，在相邻竖向剪刀撑之间增设水平剪刀撑，水平剪刀撑顶部和底部各设置一道，中间不大于4.8m间隔设置一道；
⑤混凝土柱先进行浇筑施工，而后架体搭设时与混凝土柱做好拉接固定。
7、支撑架体的搭设要求
满堂架的搭设应严格按照梁板模板支撑系统设计方案搭设。
要求横平竖直、整齐清晰、图形一致、平竖通顺、连接牢固，受荷安全、有安全操作空间、不变形、不摇晃。具体为：先立杆，后横杆，立杆的垂直偏差不得大于1/200架高，两根相邻立杆接头不在同一步距内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm。
钢管立柱底部应设垫木和底座，顶部应设可调支托，U形支托与楞梁两侧间如有间隙，必须锲紧；其螺杆伸出钢管顶部不得大于200mm，插入立杆内的长度不得小于150mm；螺杆外径与立柱钢管内径的间隙不得大于3mm，安装时应保证上下同心；扣件式模板支架顶部支撑点与支架顶层横杆的距离不应大于500mm。
（2）同一水平面的横杆接头错开二跨距。横杆水平偏差控制在50mm内。立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接，立杆的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；水平杆搭接接头的搭接长度不应小于1ｍ，应采用不少于3个旋转扣件固定。
（3）纵向横杆和横向横杆，用扣件与立杆紧固连接，且距离不大于50mm，各方向的水平拉杆应在同一水平面。
（4）及时与结构拉结或设置抛撑，以确保搭设过程的安全。
（5）垂直剪刀撑应成45°～60°倾角，两根斜撑对称布置，每道剪刀撑的宽度应在4--6米，由底至顶连续设置。
（6）剪刀撑斜杆件的接长区域，应等间距设置3个旋转扣件进行搭接，搭接长度应大于1米，端部搭接扣件距离杆件端头的距离应大于100mm，不得采用对接扣件；剪刀撑斜杆和立杆或水平杆交叉时，交叉点应用旋转扣件进行固定。
（7）满堂模板支架的四边与中间每隔四排立杆应由底至顶连续设置一道纵向剪刀撑，并设置于主梁之下。
（8）满堂模板支撑两端和中间每隔4排立杆从顶层开始向下每隔3步设置一道水平剪刀撑。
（9）用对接扣件连接大横杆时，扣件的开口应朝向架子的内侧，螺栓朝上、以防雨水进入。用十字扣件时，开口不得朝下，以确保安全，在安装扣件时，必须将扣件放端正后再拧紧螺栓，拧紧螺栓时，用力要适当，一般控制在40～65N·m。
（10）满堂模板水平支撑周边应与已浇好的混凝土框架柱顶紧。
（11）满堂架必须严格按照规范要求选用材料，对于压扁、弯曲、锈蚀和有裂缝的钢管及不合格的构件，严禁使用，扣件螺栓应满足正常状态下的扭力矩要求。
（12）检查验收，架体安装完毕后，要进行全面综合的检查验收、签证，对所有节点还要进行复拧收紧，扣件螺栓扭力矩不得小于40N·m，并不大于65N·m，及时用彩色粉笔做出标记，确保一个不漏。
8、架体与柱的拉接
在施工1234场馆Y型柱施工周期长，待施工高支模顶板高度时，该区域内的混凝土强度已接近设计强度的80%。为保证梁板支撑架体的整体稳定性，采用钢管将架体与混凝土柱进行拉接。拉接方法如图2和图3所示。
混凝土浇要求
（一）施工缝的留置及处理
1、施工缝的留置
根据工程实际特点及甲方对工程进度的要求，经我公司认真研究将混凝土浇注分为框架柱和梁板分开施工。
框架柱施工的施工缝留置在梁柱节点处的梁下皮，梁板施工施工缝留在板上皮，上部柱根处。
2、浇筑混凝土堆料高度不超过100mm。
（二）混凝土浇筑方法
1、柱浇筑
柱混凝土浇筑前底部应先填以50—100㎜厚与混凝土配合比相同减石子水泥砂浆。
柱的施工按施工段进行，在支柱模前应先对柱根部施工缝进行清理，然后再支模浇筑混凝土，采用边浇筑边振捣的方式，浇筑速度不可过快，以防止胀模。
由于本工程柱子较大且为异形结构，故采取自密实混凝土，在浇筑柱混凝土的全过程中应注意保护钢筋的位置，要随时检查模板是否变形、位移、螺栓和拉杆是否松动、脱落、以及漏浆等现象，并应有专人进行管理。
2、梁板浇筑
梁板应同时浇筑，浇筑时按照从跨中向两端、由中间向四周的顺序均匀对称浇筑。梁板混凝土浇筑应连续进行，保证接茬部位混凝土连接良好。浇筑时配置两台象泵，保证对撑的浇筑过程实施。固定式混凝土泵浇注混凝土时，固定泵管的支架应单独设置，不得与支撑体系连接或接触。混凝土浇注时应有专人观察模架变形观测，有问题及时向工长汇报采取措施。
监测措施
监测内容包括：支架沉降、位移和变形。
监测点布设：垂直监测点位置布置在主梁与次梁交接点处，水平监测点设置在边立杆上。
必须使用经纬仪、水平仪等监测仪器进行监测，监测仪器精度应满足现场监测要求，并设变形监测报警值。观测设置点内若光线不足，必须在满堂红支撑架体里面安装照明系统，以满足观测要求。
在浇注混凝土前、浇注混凝土的整个过程和浇注混凝土后，应由测量工长对支撑系统进行观测。垂直监测点采用目测立杆与经纬仪观测相结合的方法，水平监测点在梁底或者梁侧的立杆上用两块15㎝夹板钉成直角，与立杆固定，夹板上贴A4白纸平整，纸上画若干间隔1毫米垂直直线，采用水准仪进行监测，及时将各过程的测量数据进行对比分析。本工程的最大沉降量控制值为12mm，预警值为8mm；模板支撑的侧向位移控制值为15mm，预警值为10mm。
监测时间间隔为：浇筑混凝土前监测一次，并记录下监测点数据：混凝土浇筑时作为重点监测，由测量工长全过程监测监测点，直至浇筑完成。在监测中，当沉降位移超过允许值时，立即疏散人员，上报项目经理及公司质安科，再采取相关加固措施。