西湖文化廣場(chǎng)電影城、劇場(chǎng)與文化交流中心(C區(qū))上部結(jié)構(gòu)建筑面積36476m2，層數(shù)為五層，總高度為36.650m。內(nèi)設(shè)大小電影廳共15個(gè)，可同時(shí)容納2500人就座，另還配有設(shè)施一流的中心劇場(chǎng)、兒童劇場(chǎng)、電聲音樂廳、古戲臺(tái)、黑匣子劇場(chǎng)和配套附屬用房等。
本工程軸網(wǎng)為二圓心控制的圓弧軸網(wǎng)，軸網(wǎng)間距基本為9000mm（徑向）×（7121mm-13680mm）（環(huán)向），層高基本為5m。由于使用功能的需要，有較多躍層區(qū)域，相應(yīng)層高也較高， 二、支模承重架方案選擇如兒童劇場(chǎng)、電影廳、古戲臺(tái)等層高10m左右；兒童活動(dòng)區(qū)、黑匣子劇場(chǎng)、側(cè)臺(tái)、排練廳等層高15m左右；劇場(chǎng)門廳層高23m左右。
C區(qū)上部結(jié)構(gòu)軸線復(fù)雜、標(biāo)高繁多、大跨度高空區(qū)域較多，不利于支模承重體系的工具化。鋼結(jié)構(gòu)支撐承重體系，內(nèi)力計(jì)算復(fù)雜，制作加工周期長(zhǎng)，自重大，成本高。
經(jīng)過慎重考慮，確定C區(qū)上部結(jié)構(gòu)模承重架采用扣件式鋼管支模承重體系。在方案編制中，做到設(shè)計(jì)荷載考慮全面、計(jì)算模型接近實(shí)際、立桿分布合理經(jīng)濟(jì)、綜合考慮鋼管銹蝕和強(qiáng)度高度降低系數(shù)、構(gòu)造措施符合規(guī)范，并對(duì)承重架的桿件進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)。
C區(qū)上部結(jié)構(gòu)鋼筋砼結(jié)構(gòu)在短短五個(gè)月全部快速安全完成，扣件式鋼管支模承重架在大跨度高空結(jié)構(gòu)中得到成功運(yùn)用。
三、五層樓面15軸-18軸/F軸-H軸線區(qū)域結(jié)構(gòu)詳況
本文以五層樓面15軸-18軸/F軸-H軸線區(qū)域的支模承重架為例進(jìn)行介紹。該區(qū)域位于中心劇場(chǎng)觀眾席上空，承重架塔設(shè)高度隨觀眾坐席標(biāo)高漸變，搭設(shè)高度最高達(dá)29.8m，并且兩根梁（截面尺寸600×2200）跨度達(dá)35m。
四、承重架搭設(shè)
1、立桿布置詳見立桿平面布置圖。梁側(cè)立桿距梁邊300mm，其中600×2200的梁底設(shè)雙根支頂立桿(支頂立桿在梁寬方向間距為400，在梁長(zhǎng)方向間距為梁側(cè)立桿間距的一半)，500×1000的梁底設(shè)一根支頂立桿。
2、承重架步距為1600mm，水平牽杠縱橫拉通；掃地桿距樓地面200mm，縱橫拉通。
3、水平剪刀撐沿高度方向每隔二排水平牽杠設(shè)置一道，剪刀撐在水平面連續(xù)設(shè)置。
4、承重架四周外側(cè)立面連續(xù)設(shè)置垂直剪刀撐。
5、承重架內(nèi)600×2200、250×500、350×1000梁兩側(cè)立桿處設(shè)置垂直剪刀撐，剪刀撐在立面上連續(xù)設(shè)置。
6、將承重架與已所有完成的結(jié)構(gòu)柱用短鋼管連接，設(shè)置原則同水平剪刀撐。
五、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算要點(diǎn)
1、設(shè)計(jì)荷載取值
①梁板砼自重按24KN/M3取值，梁板內(nèi)鋼筋自重按實(shí)際配筋取值（梁板分算）。
②模板及支架自重按實(shí)際情況取值。
③施工人員及施工設(shè)備荷載按1KN/M2取值。
④振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生荷載按2KN/M2取值。
2、立桿內(nèi)力計(jì)算
根據(jù)初步驗(yàn)算，只需驗(yàn)算600×2200梁下立桿的穩(wěn)定性，利用PKPM軟件按下節(jié)點(diǎn)圖計(jì)算。
3、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算參數(shù)
①考慮鋼管的銹蝕，鋼管壁厚按3mm取值
鋼管截面積A=424mm2，鋼管回轉(zhuǎn)半徑i=15.9mm
②為保證承重架安全系數(shù)K>2,2a=h
立桿計(jì)算長(zhǎng)度L0=h+2a=2h且λ= L0/I<[λ]=210
③高度降低系數(shù)ξ=1/[1+0.005(H-4)]（H為搭設(shè)高度）
[f]=ξf
[NextPage] 六、施工要點(diǎn)
1、承重架所用鋼管和扣件必須有租賃方或生產(chǎn)廠家的質(zhì)量證明合格證。搭設(shè)現(xiàn)場(chǎng)派專人檢驗(yàn)鋼管和扣件質(zhì)量，不合格不使用，特別注意鋼管壁厚少于3mm的禁止使用。
2、根據(jù)立桿平面布置圖在實(shí)地進(jìn)行放樣，確保每一根立桿位置準(zhǔn)確。在承重架搭設(shè)過程中隨時(shí)檢查立桿的垂直度，確保立桿垂直度偏差控制在5‰以內(nèi)。
3、掃地桿和水平牽杠必須嚴(yán)格按方案要求設(shè)置，不得漏設(shè)。在承重架搭設(shè)時(shí)拉通線，確保掃地桿和水平牽杠縱橫通順、方正，同時(shí)注意水平牽杠的間距（步距）不得超過方案要求。
4、在承重架搭設(shè)過程中派專人用力矩板手檢查扣件的緊固度，以保證每個(gè)扣件連接可靠。在砼澆搗前，再隨機(jī)抽取5%扣件進(jìn)行檢查。要求扣件螺栓擰緊扭力矩不應(yīng)小于40N.M，且不應(yīng)大于65N.M。
5、立桿的連接采取對(duì)接，不得搭接。相鄰兩根立桿的接頭不得在同步內(nèi)，接頭在高度方向錯(cuò)開的距離大于500mm，接頭中心至主節(jié)點(diǎn)的距離大于步距的1/3。
6、掃地桿和水平牽杠的連接采取對(duì)接。相鄰兩根桿件的接頭不得在同跨或同步內(nèi)，接頭在水平方向錯(cuò)開的距離大于500mm，接頭中心至最近主節(jié)點(diǎn)的距離大于立桿間距的1/3。
7、剪刀撐的連接采用搭接，搭接長(zhǎng)度1m，用三只旋轉(zhuǎn)扣件確保連接可靠。剪刀撐角度不大于450，與立桿連接最多根數(shù)為7根。
8、該區(qū)域承重架下各層樓面的承重架均保留不拆除，確保樓面不受損壞。
9、砼澆搗，布置兩路泵管，由600×2200大梁跨中向兩端對(duì)稱澆搗。澆搗時(shí)，兩路泵管先從跨中向兩端將600×2200梁澆搗1200高，然后再?gòu)目缰邢騼啥藵仓亮喉敗Ｗ⒁鈽前迳享挪豢啥逊e過高。
七、承重架桿件應(yīng)力監(jiān)測(cè)
1、監(jiān)測(cè)方法
在砼澆搗過程中，測(cè)試承重架桿件的應(yīng)力，可及時(shí)采取必要的補(bǔ)救措施，防止惡性安全事故的發(fā)生，同時(shí)也可為扣件式鋼管承重架的理論分析提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。由于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)條件惡劣，采用適應(yīng)性好、安裝簡(jiǎn)單的鋼弦式應(yīng)力計(jì)進(jìn)行承重架桿件應(yīng)力監(jiān)測(cè)。
①設(shè)備：應(yīng)力計(jì)采用鋼弦式；頻率儀采用JD-10型鋼弦式傳感器測(cè)定儀；頻率儀測(cè)得的數(shù)據(jù)由電腦現(xiàn)場(chǎng)處理。
②應(yīng)力計(jì)安裝：應(yīng)力計(jì)按鋼管尺寸訂做（重復(fù)利用），安裝時(shí)將應(yīng)力計(jì)測(cè)頭嵌入所測(cè)鋼管端部或頂部，再用木頂緊，應(yīng)力計(jì)導(dǎo)線端口應(yīng)予以保護(hù)。
③測(cè)試方法：將頻率儀的兩個(gè)測(cè)頭與應(yīng)力計(jì)的兩個(gè)導(dǎo)線端口相接，即可從頻率儀上讀得所需數(shù)據(jù)（頻率），進(jìn)而根據(jù)該應(yīng)力計(jì)率定表計(jì)算所測(cè)應(yīng)力（扣除安裝應(yīng)力）。
2、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際對(duì)最外側(cè)臨邊600×2200大梁的立桿、水平剪刀撐和垂直剪刀撐進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)。
應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
|
監(jiān)測(cè)時(shí)間 測(cè)點(diǎn)位置 |
第一次（600×2200梁砼澆搗至1200高） | 第二次（砼全部澆搗完成） | 第三次（砼澆搗完成三小時(shí)后） | 第四次（砼澆搗完成三天后） | 計(jì)算值 |
| 立桿1梁側(cè)立桿（有板） | 4.39KN | 5.15KN | 6.67KN | 6.97KN | 11.0KN |
| 立桿2梁底立桿 | 6.24KN | 8.74KN | 8.74KN | 9.74KN | 11.0KN |
| 立桿3梁底立桿 | 3.47KN | 4.84KN | 4.84KN | 5.41KN | 8.0KN |
| 立桿4梁側(cè)立桿（無(wú)板） | 2.28KN | 3.0KN | 3.0KN | 3.07KN | 3.0KN |
| 垂直剪刀撐 | 0.83KN | 0.83KN | 0.83KN | 0.83KN | |
| 水平剪刀撐 | 0.0KN | 0.0KN | 0.0KN | 0.4KN | |
| 立桿承載力 | N=(ξf)*(ψA)=13.7KN | ||||
3、數(shù)據(jù)分析
①立桿應(yīng)力測(cè)試值與應(yīng)力計(jì)算值比較，可以看出立桿之間的軸力分配與計(jì)算值較為吻合，這說明計(jì)算模型、荷載取值與實(shí)際情況相近。
②立桿承載力大于立桿應(yīng)力測(cè)試值，說明承重架承載力具有一定的安全儲(chǔ)備，這符合規(guī)范對(duì)承重架安全度的要求。
③在不同的時(shí)間點(diǎn)對(duì)立桿應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，可以看出立桿應(yīng)力是不斷增大的，特別要注意砼澆搗完成三天后，立桿應(yīng)力還有一定程度的增加，這就要求在承重架計(jì)算時(shí)要有足夠的安全儲(chǔ)備，同時(shí)要求砼澆搗完成后，不能立即在砼面上堆載，以防止砼結(jié)構(gòu)的破壞和承重架失穩(wěn)。
④垂直剪刀撐和水平剪刀撐的應(yīng)力水平一直較低，可以說明在承重架立桿穩(wěn)定情況下基本不受力，但作為增加承重架整體穩(wěn)定性的構(gòu)造措施是必不可少和值得重視的。
八、結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過這次大跨度高空結(jié)構(gòu)扣件式鋼管支模承重架的成功實(shí)施，筆者認(rèn)為在設(shè)計(jì)荷載考慮全面、計(jì)算模型接近實(shí)際、綜合考慮多種不利因素的前提下扣件式鋼管支模承重架還是具有較強(qiáng)的生命力。
在這次承重架的桿件應(yīng)力測(cè)試中，由于沒有較好的測(cè)試方法，未對(duì)水平牽杠和掃地桿的應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，較為可惜。但筆者認(rèn)為水平牽杠和掃地桿在承重架中的作用非常之大，可在小部分立桿承載力不足的情況下，在承重架內(nèi)部進(jìn)行應(yīng)力重分布，確保承重架的整體穩(wěn)定。
