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建筑工程高模板支撑体系的施工应用研究
摘要:在现代建筑工程中己离不开模板工程的施工,可靠的构造措施可以大幅度提高模板支撑系统的整体刚度和稳定性,从而提高承载力,有效防止因刚度不够造成整体失稳而坍塌。高大模板支撑体系作为一种战略性的施工方法,在高层建筑的建造中发挥着关键作用。该体系通过精心设计和模块化构造,提供了稳定、安全且高效的施工框架。该建筑从施工应用分析、施工过程控制、施工中常见问题与解决方案及成本与效益分析等方面阐述了高大模板支撑系统的优势,不断总结经验,学习先进技术成果,加强施工过程中的质量控制,使高支撑模板施工技术充分发挥提高施工质量和施工效益、丰富我国建筑工程施工技术的作用,有效的促进我国现代建筑事业的可持续发展。
关键词:建筑工程;高大模板支撑体系;施工应用
随着建筑业的快速发展,人们对于建筑工程质量和安全的要求也越来越高,高模板支撑体系作为一种常用的建筑施工技术,具有承载力高、适应性强、施工速度快等优点,高大模板支撑系统作为现代建筑工程中的重要组成部分,在高层建筑的施工过程中发挥着关键作用。与传统的施工方法相比,高大模板支撑系统不仅提供了更稳定、更安全的施工框架,还能够提高施工效率、降低成本,并减少对人力资源的依赖,已在建筑工程中得到广泛应用,然而,高模板支撑体系在施工过程中也存在着一定的安全风险,因此,为确保工程质量和安全,深入了解建筑工程高模板支撑体系的施工技术要点及应用实践具有重要意义。
一、高大模板支撑体系概述
高大模板支撑系统包含一个复杂的结构构件框架,旨在促进高大建筑的建造。该系统的核心体现了一种战略方法,即在施工过程中支撑高层结构,确保稳定性、安全性和精度。高大模板支撑系统提供了可靠的解决方案,有效解决了与垂直建筑相关的复杂性问题。高大模板支撑系统由精心布置的主要部件组成,每个部件在整体结构的完整性和功能性中都起着关键的作用。这些组件经过精心设计,可承受大量负载,并为施工过程提供安全框架。通常采用高强度钢和耐用合金等先进材料来增强系统的弹性和寿命。高大模板支撑系统有效性的核心是其设计原则,该原则优先考虑结构完整性、适应性和效率。工程师根据每个项目的独特要求精心设计蓝图和规格,并充分考虑建筑高度、荷载分布、抗风性和抗震等因素。该系统的特点是采用模块化设计,可以随着施工进行轻松组装、拆卸和重新配置。这种模块化方法简化了施工过程,还减少了材料浪费和劳动力成本。高大模板支撑系统适用于各种建筑项目,如高层住宅建筑、塔楼、工业结构等。由于空间限制需要高效的垂直施工技术,高大模板支撑系统的多功能性和适应性使其在现代建筑实践中不可或缺。
二、模板支撑体系的构造要求
1、模板专项施工方案中容易被忽略的构造要求。(1)立杆间距的设置不能保证水平横杆纵横贯通。在模板支撑系统设计时,首先按照水平构件尺寸进行荷载计算,而后分别确定立杆间距。当主、次梁和板下立杆间距不统一、纵横不成行时,由于构造上的缺失,水平横杆不能完全贯通,架体的整体稳定性就相对受到削弱。若在方案设计时,将主、次梁下的立杆排距保持一致,依据荷载的大小,核定梁下每排立杆的根数和间距,而将板下的立杆纵横向间距,取为梁下的整数倍时,水平横杆就能完全贯通了,经济合理的构造措施,将有效的提高架体的整体稳定性。(2)边梁下的模板支撑系统缺少有针对性的节点详图。高层建筑四周边框架梁下的模板支持系统,其外边缘常为临空面,如果在方案设计时未能充分重视,施工时操作工人就会将支撑杆件联接到外脚手架上,给外脚手架和模板支撑系统带来一定的安全隐患,这是专项方案中常见的构造盲点之一。(3)连墙杆的设置方式与结构特点不符,缺少可操作性。“排架支持系统每二步三跨设置连墙杆,与先前浇筑的混凝土柱、剪力墙做可靠连接”。但多数工程的某一面或几个面就根本没有剪力墙,若方案中没有根据工程特点,有针对性的、具体规定连墙杆的连接部位和连接措施,可靠二字就难以得到落实。(4)忽略了后浇带的结构特点,影响了主体结构安全和施工质量。在编制高支模专项施工方案时,应综合考虑后浇带的结构特点,在后浇带处设置独立的支撑带,且强调在补浇混凝土时不得松动该处的支撑系统;在连续施工时,上下层的立杆还要逐一对应设置。(5)顶部支撑点的设计。最好在立杆顶部设置支托板,其距离支架层顶横杆的高度不宜≥400mm;顶部支撑点位于顶层横杆时,应靠近立杆,且不宜≥200mm。支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算,当设计荷载≤12kN时可用双扣件;大于12kN时应用顶托方式。
2、施工过程中应注意的构造要求
支撑架搭设的要求。(1)严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置;(2)确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于扣件架规范的要求;(3)确保扣件和钢管的质量符合扣件架规范要求;(4)地基(结构层)支座的设计要满足承载力要求。
整体性构造层。(1)当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时,需设置整体性单向或双向水平加强层;(2)单向水平加强层可以每4~6m沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3;(3)双向水平加强层在支撑的顶部和中部每隔10~15m设置,四周和中部10~15m设竖向斜杆,使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层;(4)在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层。
三、建筑工程高模板支撑体系的施工技术
1、设计阶段。在建筑工程高模板支撑体系的设计阶段,应全面考虑工程特点、现场环境、材料设备等因素,进行优化设计,首先,设计人员需要深入研究工程项目的规模、结构特点、建筑材料等基本信息,以便确定模板支撑体系的类型。其次,设计人员还需要对模板支撑体系的节点连接、构件尺寸、结构稳定性等进行详细的计算和验证,防止出现设计与施工脱节的问题,建筑工程高模板支撑体系的设计阶段涉及到工程特点分析、现场环境考察、材料设备选型、节点连接设计、结构稳定性计算等诸多方面,通过优化设计方案,确保模板支撑体系安全可靠、经济合理,为后续的施工过程奠定坚实的基础。
2、材料选择。材料的选择对于施工质量的影响不言而喻,在建筑工程高模板支撑体系的施工过程中,应当选择合适的材料,才能保证施工的安全性。钢材是高模板支撑的主要材料,其承载能力强、稳定性高,适用于大型和高层建筑工程选择时,需充分考虑其强度、延展性、耐腐蚀性以及焊接性。在某些特定情况下,如小型建筑或低层建筑,木材因其易得性和相对较低的成本而被用作模板支撑,但木材的承载能力和稳定性相对较差,需要定期维护和更换。铝合金材料轻便、耐腐蚀,但其成本相对较高,适用于对重量和外观有较高要求的工程。以某高层建筑,由于建筑高度较高对模板支撑的要求极高,考虑到工程的规模和高度,施工单位选择了高强度钢材作为主要支撑材料,钢材不仅具有足够的承载能力,而且其稳定性好,能够确保在施工过程中不出现变形或坍塌。设计者根据建筑的结构和荷载要求,对模板支撑进行了详细的设计,包括支撑的布局、材料的型号和规格等,并且从具有良好信誉的供应商处采购了高质量的钢材,并进行了严格的检验,确保其符合设计要求。在施工现场,施工人员按照设计要求进行了模板支撑的安装,安装过程中,对每一个节点都进行了严格的检查,确保其稳定性和承载能力。在整个施工过程中,模板支撑始终保持稳定,没有出现任何安全事故,该项目的成功实施,不仅证明了在材料选择上的正确性,也展示了该施工团队在高模板支撑施工方面的专业能力。
3、模板安装。施工人员应当按照设计图纸,在施工现场放样,确定模板安装的位置、标高和尺寸,放样时要注意模板的安装顺序和连接关系,确保模板安装的准确性,然后开始模板安装作业,将模板依次安装到预定的位置,采用螺栓、扣件等连接件将模板牢固地连接在一起,在安装过程中,要注意模板的垂直度、平整度等指标,确保模板安装质量符合设计要求,模板接缝处必须进行严密处理,以免出现漏浆、错台等问题,通常可以使用密封条、海绵条等材料对模板接缝进行封堵,确保混凝土浇筑时不会出现漏浆现象。在模板安装过程中,要设置必要的临时支撑,以保证模板在混凝土浇筑过程中的稳定性,临时支撑的布置应遵循设计要求,确保其具备足够的承载力和刚度。最后,需要检查模板安装质量,确保模板的位置、尺寸、平整度等指标符合设计要求。
4、支撑系统安装。应当按照设计图纸,确定支撑系统的布置方式、间距、数量和连接方式等参数,在安装支撑系统时,要严格按照设计要求进行,确保支撑系统的稳定性和承载力,需要选择合格的支撑材料和连接件,保证支撑系统安装质量,应当自下而上安装支撑系统,确保支撑系统能够满足混凝土浇筑的要求。应当设置必要的剪刀撑和斜撑,剪刀撑和斜撑能够提高支撑系统的稳定性,防止支撑系统在混凝土浇筑过程中发生坍塌,在设置剪刀撑和斜撑时,要注意控制其角度、间距等参数,确保支撑系统安全可靠。
5、施工组织与管理优化。优化施工组织和管理实践能够最大限度提高效率和生产力,协同项目相关者之间的利益。有效的项目管理包括建立清晰的沟通渠道、定义角色和职责、设定切合实际的目标和里程碑,以及实施强大的调度和监控系统。利用精益施工原则,如及时交付、协作规划和持续改进,可以简化工作流程、减少浪费并提高项目绩效。
6、技术创新与发展趋势。技术创新在推动建筑中高大模板支撑系统的发展和采用方面发挥着重要的作用。机器人自动化、3D 打印、无人机和增强现实等新兴技术正在逐渐改变建筑实践,为效率、精度和可持续性提供新的机会。例如,机器人自动化可实现模板系统的自动化装配和安装,从而降低劳动力成本并提高施工速度和准确性;3D 打印技术允许以最少的材料浪费和更大的设计灵活性制造复杂的结构部件;无人机具有空中监视、测绘和监控功能,便于现场检查、进度跟踪和安全管理;增强现实和虚拟现实技术可实现建筑项目的沉浸式可视化和模拟,从而助力建筑项目设计沟通、培训和决策。通过拥抱技术创新和紧跟行业趋势,建筑公司可以保持竞争力,适应不断变化的市场需求,并推动高大模板支撑系统应用的持续改进。
通过在建筑工程施工中科学使用高模板支撑体系的施工技术,提升建筑结构整体的承载性能、稳固性,保障建筑工程获得坚固根基。实际施工过程中施工环境和地理条件、材料选择和性能要求、施工组织和管理优化以及技术创新和发展趋势,并且采取相应的优化措施,包括利用先进的材料和技术,培养协作和创新的文化,有助于提高建筑项目的效率、安全性和质量,优化高大模板支撑系统在建筑工程中的应用,可以实现更加可持续以及成功的建筑实践,为未来的城市发展和基础设施建设作出积极贡献。
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