厚大体积混凝土的支撑系统
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【摘 要】本文通过结构内部增设钢筋钢管骨架，解决厚大体积混凝土结构上层钢筋支撑问题。
【关键词】厚大体积混凝土；钢筋；支撑
普通基础承台施工，上层钢筋一般通过支设马镫解决支撑问题，但对于厚大体积混凝土结构，因其厚度大（超过3m），马镫已无法施工改用满堂脚手架进行支撑，因浇筑混凝土脚手架会全部埋入基础中，实际使用费用很大。
1 支撑系统具体工程介绍
在国电谏壁发电厂2×1000MW机组扩建工程锅炉基础工程施工过程中通过使用钢筋钢管骨架，成功解决此类支撑问题，经济效益显著。锅炉基础主要工程量：C30砼：13700m3，钢筋制作安装：1950t。
锅炉基础底板、顶板均设置了钢筋，底板高度4.75m，需设置施工骨架，考虑底板高度高，骨架的整体稳定性非常重要，为确保施工的安全，采用钢管钢筋骨架进行支撑，具体如下：
骨架上下层采用φ32钢筋，骨架立杆采用φ48×3.5@1.8m，考虑稳定性，间隔@5.4米设置“八”型剪刀撑，骨架与骨架间距@1.8m，并且骨架与骨架之间设置交叉型剪刀撑，间距@5.4m，具体如图1、图2：
图2
骨架力学计算：
荷载：骨架上层采用的是φ32@150的双向、双层钢筋，局部采用φ32@150的双向、三层钢筋，考虑不稳定因素，为保守起见，验算采用φ32@150的双向、三层钢筋6.32×7×6=265/m2即2.65kN/m2
恒荷载设计值取：g=2.65×1.2=3.18 kN/m2
活荷载取值主要包括施工中的一些人员（2.5kN/m2）、一些小型工器具（0.5kN/m2）以及在浇筑混凝土时泵管的振动荷载（2kN/m2）等施工荷载。
活荷载设计值取：q=3×1.4=4.2 kN/m2。
荷载总设计值为：3.18+4.2=7.38kN/m2
均布力计算：
每榀骨架承受的力：7.38×2653.66/24=816kN/榀
每榀骨架承受线荷载：q=816/57.3=14.24kN/m（保守起见，取骨架最短长度57.3m）
采用φ48×3.5的钢管
钢管的几何特性：
Q235钢
长度：L=4290mm
毛截面面积：A=489mm2
截面抗扭惯性矩：I=12.19×104m4
回转半径：I=（i/A）1/2=15.78
毛截面模量：W=π/32（D4-d4）/D=5080mm3
骨架立杆验算
取模型如下：认为每根立杆承受1.8×1.8m面积上的力。
力学计算简图如图3所示：
图3
钢管立杆受力N=7.38×1.8×1.8=24kN
轴心受压长度修正系数：μ=0.5
计算长度：10=μ H=0.5×4290=2145mm
截面抗扭惯性矩：I=12.19×104m4
回转半径：I-（I/A）1/2=15.78mm
长细比：λ=10/i2145/15.78=136
经查表，稳定系数ψ=0.367
稳定验算：
σ=N/ψAn=24×103/（0.367×489）
=133.7N/mm2
强度验算：
σ=N/ An=24×103/489
=49.1N/mm2
骨架横杆验算（φ32的钢筋，间距1800mm）
骨架受力形式简化为两段固定受力杆件，如图4所示：
图4
支座反力：
RA==RB=q1/2=14.24×1.8/2=12.82Kn
剪力：
V=RA，VB=-RB
弯矩：Mmax=q12/24=14.24×1.82/24=1.92KN.m
挠度：
ωmax=q14/384EI=64×14.24×18004/（384×2.06×105×3.14×324）=2.58mm
抗弯应力验算：
δ=Mx/rxWx=1.92×106/（1.05×3.14×323）
=17.8N/mm2
挠度验算：
ωmax=2.58mm
剪力验算：
Fv=VS/（Itw）=12.82×103×402.1×6.8/（51445×32）=21.3N/mm2
综合考虑：考虑到施工的不定荷载及很多不定因素，所以骨架决定横杆采用螺纹钢φ32mm，立杆采用钢管φ48×3.5@1800，人字撑采用螺纹钢32mm@5400，骨架与骨架之间间距@1800，并设剪刀撑，剪刀撑采用32mm@5400。
2 施工中需要注意的问题
1）考虑钢管与钢筋对接的接触面不是很大，因此在制作骨架时，做坡口焊，需将钢管割成圆弧形，将φ32钢筋陷在钢管内，然后再进行焊接，焊接时必须保证焊缝高度确保焊接质量。
2）为保证骨架的稳定性，一方面在桁架与桁架之间及时焊接连接钢筋；另一方面，在钢管立杆上点焊固定温度筋，保证骨架整体稳定性防止立杆屈曲。
3 结论
1）本方法使用钢管作为支撑系统立杆，强度及稳定性有保证。
2）使用设计主筋作为骨架的上下层筋，既保证了结构设计钢筋规格与数量，也保证了上层钢筋承载要求的满足，经济效益明显。