独立塔架形式盘扣架模板支撑体系施工技术

1 工程概况

案例项目位于黑龙江大庆市，总建筑面积为127 900.31 m²，包含实训教学综合楼、行政教学楼、图书馆、大学生活动中心、实训实践楼、体育馆、教师公寓、餐厅、宿舍等13个单体。其中体育馆建筑面积5 401.05 m²，地上共3层，建筑高18.3 m，地上2层设有乒乓球室和羽毛球室，乒乓球室净宽18.4 m、长21.15 m、层高9.15 m，羽毛球室净宽18.4 m、长21.25 m、层高9.15 m。

体育馆结构形式为框架结构，竖向构件混凝土强度等级为C40，水平构件强度等级为C30，乒乓球室和羽毛球室顶板为组合箱空心楼板，板厚800 mm，组合箱尺寸为1 000 mm×1 000 mm×700 mm或1 000 mm×600 mm×700 mm，肋梁截面200 mm×800 mm，短跨方向内设500 mm×800 mm暗梁，柱网间7 800 mm、8 400 mm、9 460 mm、9 600 mm等。

2 项目特点分析

体育馆乒乓球室和羽毛球室结构均为现浇钢筋混凝土框架柱+组合箱空心楼板，楼层超过8 m，柱网间距多数为8~9 m，空间跨度大，最大跨空间为25 m，属于大跨度空间结构。

楼层顶板为组合箱空心楼板，无明梁，板厚相同，均为800 mm，顶板中设暗梁和肋梁，梁底和板底齐平，标高一致。

鉴于该项目大跨度大空间、梁底板底标高一致的特点，尤为适合选用独立塔架形式支撑架+通长主龙骨支撑体系。

大跨度大空间的特点有利于独立塔架排布，跨度小塔架排布不灵活，塔架间距不受盘扣架水平杆定制模数（300 mm倍数）限制，布置灵活。梁底板底标高一致的特点有利于在塔架顶设置通长主龙骨，通过通长主龙骨传递上部荷载。

3 模板支撑体系方案比选

3.1 满堂落地支撑架模板支撑体系

传统满堂落地式盘扣支撑架设计时需按暗梁、空心板支撑分别设计、计算，暗梁因荷载比空心板大，暗梁下支撑立杆纵距比空心板下立杆纵距密集。

当暗梁下立杆间距与板下立杆间距不成倍数关系时，为保证架体整体性，需对暗梁边空心板下立杆按梁底立杆间距进行加密，加密范围至少一跨，至少两根立杆，再通过水平杆将梁底立杆与板下至少一跨范围立杆进行拉通，从而将暗梁底每根立杆与空心板底立杆连接成整体，最终形成一个整体的满堂落地式支撑架。

此种构造作法应用最普遍，暗梁底与板底架体因拉通构造要求需增加立杆及水平杆，架体投入量大，工期长，同时立杆承受轴力偏小，远没有达到盘扣架立杆承载设计值。

为避免此种情况，通常采用增加主龙骨刚度的方法，使暗梁下立杆纵距加大，使之与板下立杆保持一致，避免增加立杆，但适用条件有限，梁荷载过大时无法通过增加主龙骨刚度的方法使梁底立杆与板底立杆间距一致。

无论以上哪种方式，最终都形成了一个满堂支撑架，竖向斜杆、水平斜杆或水平剪刀撑等构造会按架体高度、立杆轴力等因素满架设置，架体使用量仍偏大。

3.2 独立塔架形式模板支撑体系

独立塔架形式模板支撑体系是采用盘扣式脚手架搭设成独立塔架形式的支撑架体，独立塔架可单独设置，也可连成排设置。

独立塔架是在4根立杆外侧4个方向从底到顶设置竖向斜杆，水平方向利用水平斜杆拉接，形式塔式格构形状。塔架间不设置立杆、水平杆、竖向斜杆等构造，利用钢管扣件将独立塔架进行拉接成整体，无须像传统架考虑模数，不受小横杆的模数300 mm倍数限制。

此形式支撑体系可减少独立塔架间的架体立杆、斜杆、水平杆、U形托等配件使用量，但因塔架间不设置立杆，上部荷载全依赖塔架间主龙骨承担，固对主龙骨强度要求比常规搭设形式要求高。

与满堂架相比，独立塔架形式支撑架可减少架体使用量，搭设拆除更简便，可有效提高效率，节约工期。

4 独立塔架形式模板支撑体系设计

根据体育馆乒乓球室和羽毛球室高度、跨度、轴网间距、暗梁位置等因素，架体设计时充分利用板底标高一致的特点，设计出排状独立塔架支撑体系。

模架设计时800 mm厚空心楼板自重8.59 kN/m²，换算相当于292 mm厚混凝土楼板，计算按照300 mm厚混凝土楼板进行计算，为了便于将暗梁下独立塔架与板下独立塔架连接成整体，暗梁下塔架与板下塔架搭设立杆纵横距一致，设置贯通主龙骨，考虑到盘扣架顶部受荷载影响变形较大，塔架顶层步距比正常步距缩小一个盘距，具体架体参数见表1。

表1 独立塔架支撑体系技术参数

独立塔架形式架体立杆平面布置图如图1所示，竖向斜杆从底到顶四周满布，水平斜杆从底到顶错向布置，水平方向塔架间拉接每隔3跨进行1道拉接。

图1 独立塔架形式立杆平面布置示意

独立塔架形式架体剖面如图2所示。塔架间距不大于2 000 mm，根据跨度、暗梁间距灵活布置，塔架间竖向每隔两个步距设置1道水平拉接。

图2 独立塔架形式剖面示意

5 独立塔架形式模板支撑体系施工

5.1 施工工艺流程

弹出轴线及标高控制线并复核→搭设暗梁下独立塔架立杆→加设暗梁下独立塔架竖向斜杆→加设暗梁下独立塔架水平斜杆→安装U形托→搭设抱柱措施→搭设空心楼板下独立塔架立杆→加设空心板下独立塔架竖向斜杆→加设空心板下独立塔架水平斜杆→安装U形托→加设独立塔架间水平拉接→架体搭设过程验收→设置贯通主龙骨→敷设板下次龙骨→敷设楼板模板→混凝土浇筑前架体检查验收。

5.2 注意事项

（1）先搭设暗梁下独立塔架，沿暗梁长度方向塔架搭设成一排，暗梁下塔架全部搭设完成后搭设抱柱措施，从而再搭设空心板下塔架，塔架按塔架之间间距定位搭设，成排平行于暗梁下独立塔架，塔架之间间距可根据跨度、暗梁之间间距缩小，不得加大间距。

（2）弹出轴线及标高控制线环节。须地面弹出轴线网，已完成的框柱上弹出标高控制线，按轴线放线暗梁下塔架立杆位置，组合箱空心楼板下塔架立杆定位根据先定位的暗梁下塔架按塔架间计算间距控制。

（3）加设暗梁（空心楼板）下独立塔架竖向斜杆环节。须从低到顶四周满设竖向斜杆，单独的塔架内竖向斜杆方向一致，成排塔架相邻两跨竖向斜杆程“八”字形，竖向斜杆不得同一方向，竖向斜杆搭设形式如图3所示。

图3 竖向斜杆搭设三维图

（4）加设暗梁（空心楼板）下独立塔架水平斜杆环节。须从扫地杆层向上每步设置水平斜杆，每步水平斜杆方向不同，呈交叉状，同一高度水平斜杆相邻两跨方向相反，呈“之”字形布置。水平斜杆搭设形式如图4所示。

图4 水平斜杆搭设三维图

（5）搭设抱柱措施环节。抱柱措施采用钢管扣件将成排独立塔架与框架柱进行拉接，抱柱钢管与独立塔架至少连接两跨，沿塔架高度每隔两个步距进行一道拉接，抱柱拉接位置与塔架间水平拉接位置处于同一高度。

（6）加设独立塔架间水平拉接环节。独立塔架间水平拉接采用钢管扣件连接，钢管扣件与每个独立塔架的两根立杆进行连接。钢管扣件水平拉接沿塔架高度每隔2个步距设置1道，每隔3跨进行1道钢管水平拉接，使排状的独立塔架相互拉结成整体，以保证架体整体稳定性。

（7）设置贯通主龙骨环节。将主龙骨搭接位置设置在可调托撑上，搭接长度不得小于300 mm，不得出现可调托撑间搭接的现象，主龙骨悬挑长度不得大于300 mm，搭设完每根主龙骨后旋转可调托撑拖使托撑立绑卡紧主龙骨，以起到固定作用，防止主龙骨移位，主龙骨搭接位置俯视图如图5所示，非搭接位置主龙骨俯视图如图6所示。

图5 主龙骨搭接俯视示意

图6 非搭接位置主龙骨俯视示意

6 经济效益

工程共有图书馆、报告厅、实训实践楼、实训教学综合楼、体育馆5个室馆采用独立塔架支撑体系，总搭设平面面积为2 534 m²，总搭设方量为13 937 m³。

传统满堂落地式盘扣支撑架所需立杆、斜杆、U形托、钢质主龙骨等构配件总计重量约为250.87 t，架体含钢量为18 kg/m³，工人每工日搭设效率约为70 m³。

独立塔架形式模板支撑架因其构造简单，立杆、水平杆使用量较满堂支撑架减少，但斜杆投入量增加，同时受限于架体构造，主龙骨需使用强度较高的钢质材质，综合计算架体使用量总计重量约为211.3 t，架体含钢量为15.16 kg/m³，架体投入量节约15.8 %。虽然架体节约不明显，但简约的构造使工人每工日搭设效率提升较明显，达到108.5 m³，搭设效率相对于传统落地式盘扣支撑架提升55 %，节约工期5 d。

7 结束语

虽然承插型盘扣式钢管脚手架作为当今极力推广使用的架体，但是受限于架体本身模数化限制，存在搭设形式较单一、布置不灵活、使用量大等问题。而独立塔架形式模板支撑架作为一种新形式的支撑体系，布置可不受模数化限制，布置更灵活。同时相较于常规满堂形式架体，可提高盘扣架立杆承载力利用率，更好地发挥盘扣架体承载力高的特点，减少架体使用量，提高搭设效率，从而达到节约成本、节省工期的目的。

独立塔架形式模板支撑架适用于无梁楼板、暗梁楼板、板底标高处于同一高度的建筑市政工程。此外，也可用于装配式建筑中叠合楼板的临时支撑。

本案例工程受限于暗梁间间距影响，暗梁间的空心楼板板下独立塔架间距，未能达到设计计算时的最大间距2 000 mm，大部分实际设置间距为1 200 mm、1 600 mm，未能最大限度地发挥独立塔架形式支撑架体的节材优点，导致降本效果不明显。对于可按设计最大间距搭设的工程，该搭设方式对其成本及工期的节约效果会更加明显。