本發(fā)明涉及支模架，具體為一種用于大跨度施工的可裝配式支模架及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、模板工程在建筑施工中扮演著雙重關(guān)鍵角色：它既是確保施工過程安全的重要防線，也是保障建筑混凝土質(zhì)量不可或缺的基石。在混凝土澆筑的核心環(huán)節(jié)中，模板架設(shè)的精準(zhǔn)度與穩(wěn)固性直接塑造著混凝土的成型質(zhì)量，進而深刻影響著整個工程項目的品質(zhì)與耐久性。因此，模板工程被視為直接影響混凝土澆筑質(zhì)量的決定性因素，而對于那些具有更高風(fēng)險與挑戰(zhàn)的危大模板工程而言，其模板工程的質(zhì)量更是經(jīng)受著最為嚴(yán)苛的考驗，要求達到更高的標(biāo)準(zhǔn)與水平。

2、根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，搭設(shè)高度5m及以上；搭設(shè)跨度10m及以上；施工總荷載10kn/m2及以上；集中線荷載15n/m及以上；高度大于支撐水平投影寬度且相對獨立無聯(lián)系構(gòu)件的混凝土模板支撐工程，屬于危大模板工程，需要專家論證。

3、傳統(tǒng)的大跨度危大模板工程多采用滿堂式腳手架作為支撐體系，這種方法雖然在一定程度上能夠滿足施工需求，但存在諸多弊端：一是搭建與拆除過程繁瑣，耗時費力，增加了人力和物力成本；二是占用空間大，不利于施工現(xiàn)場的靈活布局和交通運輸；三是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不當(dāng)易引發(fā)安全事故，給施工帶來安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就在于為了解決上述至少一個技術(shù)問題而提供一種用于大跨度施工的可裝配式支模架及其施工方法。

2、本發(fā)明提供一種用于大跨度施工的可裝配式支模架，包括：立柱、橫梁和張弦結(jié)構(gòu)；

3、所述橫梁兩端分別與一個所述立柱固定連接，形成π狀結(jié)構(gòu)；所述立柱包括立柱裝配單元，多個所述立柱裝配單元裝配連接形成柱狀結(jié)構(gòu)；所述橫梁包括橫梁裝配單元，多個所述橫梁裝配單元裝配連接形成梁狀結(jié)構(gòu)；所述立柱裝配單元和所述橫梁裝配單元的數(shù)量根據(jù)所述可裝配式支模架的高度和跨度進行設(shè)置；

4、所述張弦結(jié)構(gòu)包括支座索夾、可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)以及鋼索；所述可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述橫梁中間位置下方，所述支座索夾固定于所述立柱與所述橫梁交界處靠所述橫梁跨中方向，所述鋼索由所述支座索夾與所述可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)共同固定。

5、進一步地，所述立柱裝配單元包括由多根豎直空心管、多根水平空心管及側(cè)面的支撐空心管連接形成的長方體或正方體結(jié)構(gòu)；

6、多根立柱水平連接管垂直焊接于所述豎直空心管和所述水平空心管上、并且末端超出所述立柱裝配單元的平面；所述立柱水平連接管末端設(shè)有立柱連接管螺紋孔；所述水平空心管上設(shè)置有與立柱連接管螺紋孔匹配的第一螺紋孔；

7、當(dāng)需要橫向連接兩個立柱裝配單元時，將第一立柱裝配單元的立柱水平連接管插入第二立柱裝配單元的水平空心管中，并通過螺栓對所述立柱連接管螺紋孔和所述第一螺紋孔進行加固連接；

8、當(dāng)需要豎向連接兩個立柱裝配單元時，分別在兩個立柱裝配單元的用于連接的豎直空心管內(nèi)套接立柱豎直連接管；所述立柱豎直連接管兩端分別設(shè)置有第二螺紋孔，所述用于連接的豎直空心管兩端設(shè)置有與所述第二螺紋孔匹配的立柱空心管螺紋孔，通過螺栓對所述第二螺紋孔和所述立柱空心管螺紋孔進行加固連接。

9、進一步地，所述立柱還包括：夾具，柱底錨具；

10、所述夾具用于固定兩個立柱裝配單元之間相互平行的兩根水平或者豎直桿件；

11、所述柱底錨具用于將所述立柱底面的水平桿件固定于地面。

12、進一步地，所述立柱豎直連接管與所述夾具提供所述立柱的層間的抗剪承載力，所述立柱的層間的抗剪承載力v的計算公式如下，

13、v＝v1+v2

14、

15、其中，v1表示立柱豎直連接管抗剪承載力；v2表示夾具中螺栓的抗剪承載力；n1表示單層立柱中立柱豎直連接管的數(shù)量；fv表示立柱豎直連接管的抗剪強度；d表示立柱豎直連接管的外徑；d1表示立柱豎直連接管的內(nèi)徑；n2表示立柱層間夾具的數(shù)量；ft表示夾具中螺栓的抗拉強度；d2表示夾具中螺栓的直徑。

16、進一步地，所述橫梁裝配單元包括由多根豎直空心管、多根水平空心管、頂部與側(cè)面的支撐管連接形成的長方體或正方體結(jié)構(gòu)；

17、所述橫梁裝配單元用于連接的水平空心管一端連接有橫梁連接管、另一端設(shè)置有橫梁空心管螺紋孔，所述橫梁連接管上設(shè)置有與橫梁空心管螺紋孔匹配的橫梁連接管螺紋孔；

18、當(dāng)需要橫向連接兩個橫梁裝配單元時，將第一橫梁裝配單元的所述橫梁連接管插入第二橫梁裝配單元的用于連接的水平空心管中，并通過螺栓對所述橫梁空心管螺紋孔和所述橫梁連接管螺紋孔進行加固連接。

19、進一步地，所述立柱裝配單元和所述橫梁裝配單元尺寸相同；

20、當(dāng)需要連接所述橫梁裝配單元與所述立柱裝配單元時，將所述立柱水平連接管插入所述橫梁裝配單元用于連接的水平空心管中，并通過螺栓對所述橫梁空心管螺紋孔和所述立柱連接管螺紋孔進行加固連接；或者，

21、所述橫梁裝配單元上用于連接的豎直空心管上設(shè)置有與所述立柱連接管螺紋孔匹配的第三螺紋孔；當(dāng)需要連接所述橫梁裝配單元與所述立柱裝配單元時，將所述立柱豎直連接管插入所述橫梁裝配單元上用于連接的豎直空心管中，并通過螺栓對所述第三螺紋孔和所述立柱連接管螺紋孔進行加固連接。

22、進一步地，所述支座索夾包括：l型板，一字型板，索夾螺栓，固定器；

23、所述l型板與所述一字型板通過所述索夾螺栓固定，所述固定器焊接于所述一字型板下方；

24、所述固定器與所述鋼索固定連接。

25、進一步地，所述可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)包括：撐桿連接管，螺旋千斤頂，撐桿索夾，v型支撐；

26、所述撐桿連接管一端與所述橫梁裝配單元固定連接、另一端與所述v型支撐固定連接；

27、所述螺旋千斤頂?shù)撞亢附佑谒鰒型支撐上、頂部焊接于所述撐桿索夾上；所述鋼索與所述撐桿索夾連接。

28、進一步地，所述可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)可以在施工任意時段根據(jù)荷載通過調(diào)節(jié)所述螺旋千斤頂來調(diào)節(jié)所述橫梁的變形與應(yīng)力水平，所述鋼索的合理索形可以根據(jù)下式確定，

29、

30、其中，nh表示荷載態(tài)鋼索的水平分力；mmid表示根據(jù)外荷載按照簡支梁計算得到的跨中彎矩；h表示根據(jù)經(jīng)驗跨高比確定單向張弦梁的最大高度；f(x)表示腹高函數(shù)；m(x)表示根據(jù)外荷載按照簡支梁計算得到的彎矩函數(shù)。

31、本發(fā)明還提供一種用于大跨度施工的可裝配式支模架的施工方法，包括如下步驟：

32、工廠預(yù)制：根據(jù)施工需求在工廠預(yù)制立柱裝配單元、橫梁裝配單元與可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)，運輸?shù)綀龅貎?nèi)，之后在場地上做好標(biāo)記確認(rèn)立柱布置點位；

33、單層立柱裝配：現(xiàn)場將四個立柱裝配單元為一組進行裝配，并將若干個立柱豎直連接管通過立柱空心管螺紋孔結(jié)合螺栓預(yù)先固定于各個裝配單元相應(yīng)的用于連接的豎直空心管上，由此組裝形成若干個單層立柱；

34、立柱定位固定：將裝配好的一個單層立柱放置于確認(rèn)好的點位上并且使用柱底錨具將其固定于地面；

35、上下層單層立柱裝配：吊裝一個單層立柱，使其用于連接的豎直空心管一一對準(zhǔn)先前放置的單層立柱的立柱豎直連接管，確保二者準(zhǔn)確連接，并將用于連接的豎直空心管上的立柱空心管螺紋孔與立柱豎直連接管上的第二螺紋孔進行螺栓固定連接，再使用夾具固定相互平行的兩個桿件；

36、立柱完整裝配：重復(fù)上下層單層立柱裝配步驟，直至立柱高度達到設(shè)計要求；

37、橫梁裝配與可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)連接：將橫梁裝配單元通過橫梁連接管連接，組成兩段完整橫梁，之后將兩段橫梁分別與可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)通過撐桿連接管連接，完成后吊裝于立柱之上；

38、支座索夾連接：將鋼索固定于支座索夾上，再將支座索夾固定于立柱與橫梁交界處；兩側(cè)支座索夾布置完畢后，將鋼索與可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)連接，同時調(diào)節(jié)可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，由此可裝配式支模架組裝完成。

39、本發(fā)明的有益效果在于：

40、1.本發(fā)明的立柱之間留有空間，不像滿堂腳手架滿布整個工作面，可以使得施工運輸車輛通過，便于人員進行施工的同時還可以檢查模板的變形情況。

41、2.本發(fā)明的立柱與橫梁可以在現(xiàn)場組裝，運輸時只需要單獨運輸各自裝配單元即可，節(jié)省材料輸運成本。

42、3.本發(fā)明的立柱與橫梁的組裝方式簡單易懂，只需要將單元擺放好，使用螺栓連接即可，節(jié)省施工時間成本。

43、4.本發(fā)明可以通過可調(diào)撐桿結(jié)構(gòu)中的螺栓千斤頂調(diào)節(jié)橫梁的預(yù)應(yīng)力水平。在施工的任意時段都可以進行調(diào)節(jié)，極大保證了結(jié)構(gòu)的安全，防止模板過大變形。

44、5.本發(fā)明的張弦結(jié)構(gòu)強度大且變形小，便于施工過程中的混凝土澆注與澆注后的養(yǎng)護。