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摘 要:目前,高层房屋建筑在众多大中型城市中应用广泛,在高层建筑外观及立面的设计构思方面,为节约建筑占地面积,改善城市环境,以达到空旷、通透、视野开阔的建筑效果,外立面造型更显得丰富多彩,高空大跨度悬挑景观阳台成为国内外众多设计师的设计择选方案之一。本文主要介绍了利用高空斜拉型钢桁架与扣件式钢管支模架组合的支模体系完成高空大跨度悬挑密梁楼盖现浇混凝土结构的施工,为相关施工方案提出一些方案。
关键词:混凝;支撑体系;施工方案
中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)15-0323-01
前 言
此种位于高层建筑高空大悬挑钢筋混凝土密梁楼面结构的混凝土浇筑支模成为技术复杂、施工难度大、安全要求特别高的高支模难题,需慎重选择一套安全可靠且经济可行的施工技术方案,以确保高空大悬挑密梁楼盖结构的顺利施工。
1 高空超大悬挑混凝土结构施工难点
在进入到工程实际建造阶段时,以下3大特点混凝土构件的施工往往成为困扰工程人员的技术难题。①悬挑混凝土构件施工期间承重平台与工人作业平台的设置。由于悬挑混凝土构件位于高空且悬挑长度较大,若搭设落地满堂支撑架,不仅需要大量的支撑杆件等材料,而且高支模架的自身稳定也很难保证。②设置了高空支撑平台后,仍需在其上搭设悬挑结构梁板的支模架,因为属于高空作业范畴,对于常用的散支散拆支模架体系而言易发生高空坠落。③超大悬挑混凝土结构施工完成且混凝土强度满足要求后,其下部支撑体系需要进行拆除,但此时其上部悬挑混凝土结构进行浇筑成型,很难轻易拆除。
2 模板支撑体系设计要点
2.1 钢桁架的布置方式与结构形式
斜拉型钢支模平台中主承力钢桁架的布置应根据主体结构的梁柱位置确定,主承力钢桁架尽量布置在柱轴线上,便于桁架端部与主體结构柱的连接。若主体结构柱轴线间距超过8m且悬挑结构柱间荷载较大时,可考虑在柱间混凝土梁上设置桁架端部的锚固点,桁架端部节点应设计为铰接节点且应对柱间混凝土梁进行临时补强加固,确保施工过程中的承载力和刚度均满足要求。主承力钢桁架端部节点应设计在梁柱节点±500mm范围内,确保悬挑结构混凝土浇筑过程中节点的稳固性。在高空超大悬挑混凝土结构支模体系中增设斜拉吊杆,相当于在主承力钢桁架上增加弹性支座,可以改变主承力钢桁架的受力形式,优化钢桁架的截面设计,减轻单榀钢桁架的自重。
2.2 模板支撑体系的变形控制
高空超大悬挑混凝土结构支模体系的变形控制,应充分考虑待浇筑悬挑混凝土结构的施工变形允许值。若设计文件未对悬挑构件变形提出具体控制要求,则可将支模体系的变形划分为两大部分:型钢支模平台的变形;满堂支撑架的变形,分别进行变形验算。其中,型钢支模平台作为施工临时支撑结构,其变形限值的确定经常困扰工程技术人员,悬挑脚手架中型钢支撑最大变形控制值取为悬挑长度的1/125,若悬挑长度为5m,则变形控制值为40mm;受载后挠曲的杆件变形控制值取为1/400,若悬挑长度为5m,则变形控制值为25mm。《钢结构设计规范》(GB50017-2003)对主承力桁架的变形控制要求同样为计算跨度的1/400,对悬挑结构而言为悬挑长度的1/200。
2.3 支模架体系选择和设计
支模架体可根据具体情况选用扣件式、碗扣式或盘扣式钢管支架等,锈蚀率高、壁厚<3.0mm、变形严重的钢管不得使用。通过在钢桁架平台上铺设I10或I12作为立杆底部支撑(工字钢顶面焊接100mm高的短钢筋作为立杆定位),工字钢顶部铺设6mm厚花纹钢板或15mm厚胶合板,形成高空封闭的作业平面。支模架体系设计时应充分考虑悬挑结构的梁柱布置,确保单根立杆满足承载力、稳定性要求,在荷载较大区域内可采用双立杆。
3 施工关键技术
3.1 埋件制作与安装
钢桁架、斜拉杆均通过预埋件与主体结构连接,预埋件的施工质量会直接影响后续结构的安装和施工阶段的受力。预埋件制作时,应充分考虑主体结构构件钢筋的现场放样图,对预埋件的锚筋布置进行调整,避免锚筋与构件主筋相碰;同时,应充分考虑实际施工过程中可能导致的预埋件偏移量,对锚板尺寸进行调整,避免钢桁架安装时无法与预埋件对位焊接。预埋件的安装穿插在主体结构钢筋绑扎期间,应确保锚筋的规格、锚筋的锚固长度、锚板的标高、锚板的厚度以及构件材质等与设计图纸一致。
3.2 钢桁架制作与安装
主承力钢桁架的制作与安装是整个悬挑型钢支模平台的关键所在,其制作与安装质量应严格把控,确保整个悬挑结构施工期间的安全性。钢桁架放样和号料时,应根据施工详图放出足尺节点大样,并预留出收缩量、切割加工的余量;宽翼缘型钢的下料,应采用锯切,防止变形;钢桁架出厂时,应在显著部位按施工图要求标注上构件编号、标明构件质量和吊点位置;在运输时应采取措施防止钢桁架变形。钢桁架安装应编制专项安装施工方案,确保塔式起重机的吊装能力满足要求,并应做全过程施工质量控制;钢桁架安装前应对预埋件位置及标高进行复核,确保无误后方可进行安装;钢桁架锚固在框架梁上时,应在钢桁架安装前对主体结构框架梁进行卸载加固,确保钢桁架安装及使用过程中对原结构无影响。
3.3 钢桁架高空拆除
待高空悬挑混凝土结构施工完成后,相应的支模架、斜拉杆、型钢桁架等均要一一拆除。常规的拆除方案中,主承力钢桁架及连系梁(桁架)均在最后进行拆除,此时,因其上部悬挑混凝土结构已经浇筑成型,采用塔式起重机直接进行垂直拆卸的思路不可行。对于构件重度大、拆除难度大、吊运风险高的高空临时构件拆除,常采用在悬挑混凝土结构楼板上留设洞口,在洞口附件布置卷扬机,拆除时先通过卷扬机吊住钢桁架,然后进行钢桁架端部连接节点的拆卸,最后由卷扬机将钢桁架垂直吊放至下方支撑楼地面。
4 结 语
在高空大跨度悬挑密梁现场结构施工采用设置斜拉钢桁架平台支模体系能够满足施工要求,且安全可靠,经济效益及社会效益显著,得到现场业主、监理及其他相关单位共同见证认可。斜拉型钢桁架与扣件式钢管支模体系的高支模效果良好,由斜拉钢筋作为钢桁架平台共同承受上部支撑体系及其他全部荷载,摸索出了很多成功的经验,值得推广及应用。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院,江苏南通二建集团有限公司.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2]张建华,郭正兴,王永泉.106.05m高空悬挑混凝土构件模板支撑施工平台设计与施工[J].施工技术,2015,44(8):88~91.
收稿日期:2018-4-2
关键词:混凝;支撑体系;施工方案
中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)15-0323-01
前 言
此种位于高层建筑高空大悬挑钢筋混凝土密梁楼面结构的混凝土浇筑支模成为技术复杂、施工难度大、安全要求特别高的高支模难题,需慎重选择一套安全可靠且经济可行的施工技术方案,以确保高空大悬挑密梁楼盖结构的顺利施工。
1 高空超大悬挑混凝土结构施工难点
在进入到工程实际建造阶段时,以下3大特点混凝土构件的施工往往成为困扰工程人员的技术难题。①悬挑混凝土构件施工期间承重平台与工人作业平台的设置。由于悬挑混凝土构件位于高空且悬挑长度较大,若搭设落地满堂支撑架,不仅需要大量的支撑杆件等材料,而且高支模架的自身稳定也很难保证。②设置了高空支撑平台后,仍需在其上搭设悬挑结构梁板的支模架,因为属于高空作业范畴,对于常用的散支散拆支模架体系而言易发生高空坠落。③超大悬挑混凝土结构施工完成且混凝土强度满足要求后,其下部支撑体系需要进行拆除,但此时其上部悬挑混凝土结构进行浇筑成型,很难轻易拆除。
2 模板支撑体系设计要点
2.1 钢桁架的布置方式与结构形式
斜拉型钢支模平台中主承力钢桁架的布置应根据主体结构的梁柱位置确定,主承力钢桁架尽量布置在柱轴线上,便于桁架端部与主體结构柱的连接。若主体结构柱轴线间距超过8m且悬挑结构柱间荷载较大时,可考虑在柱间混凝土梁上设置桁架端部的锚固点,桁架端部节点应设计为铰接节点且应对柱间混凝土梁进行临时补强加固,确保施工过程中的承载力和刚度均满足要求。主承力钢桁架端部节点应设计在梁柱节点±500mm范围内,确保悬挑结构混凝土浇筑过程中节点的稳固性。在高空超大悬挑混凝土结构支模体系中增设斜拉吊杆,相当于在主承力钢桁架上增加弹性支座,可以改变主承力钢桁架的受力形式,优化钢桁架的截面设计,减轻单榀钢桁架的自重。
2.2 模板支撑体系的变形控制
高空超大悬挑混凝土结构支模体系的变形控制,应充分考虑待浇筑悬挑混凝土结构的施工变形允许值。若设计文件未对悬挑构件变形提出具体控制要求,则可将支模体系的变形划分为两大部分:型钢支模平台的变形;满堂支撑架的变形,分别进行变形验算。其中,型钢支模平台作为施工临时支撑结构,其变形限值的确定经常困扰工程技术人员,悬挑脚手架中型钢支撑最大变形控制值取为悬挑长度的1/125,若悬挑长度为5m,则变形控制值为40mm;受载后挠曲的杆件变形控制值取为1/400,若悬挑长度为5m,则变形控制值为25mm。《钢结构设计规范》(GB50017-2003)对主承力桁架的变形控制要求同样为计算跨度的1/400,对悬挑结构而言为悬挑长度的1/200。
2.3 支模架体系选择和设计
支模架体可根据具体情况选用扣件式、碗扣式或盘扣式钢管支架等,锈蚀率高、壁厚<3.0mm、变形严重的钢管不得使用。通过在钢桁架平台上铺设I10或I12作为立杆底部支撑(工字钢顶面焊接100mm高的短钢筋作为立杆定位),工字钢顶部铺设6mm厚花纹钢板或15mm厚胶合板,形成高空封闭的作业平面。支模架体系设计时应充分考虑悬挑结构的梁柱布置,确保单根立杆满足承载力、稳定性要求,在荷载较大区域内可采用双立杆。
3 施工关键技术
3.1 埋件制作与安装
钢桁架、斜拉杆均通过预埋件与主体结构连接,预埋件的施工质量会直接影响后续结构的安装和施工阶段的受力。预埋件制作时,应充分考虑主体结构构件钢筋的现场放样图,对预埋件的锚筋布置进行调整,避免锚筋与构件主筋相碰;同时,应充分考虑实际施工过程中可能导致的预埋件偏移量,对锚板尺寸进行调整,避免钢桁架安装时无法与预埋件对位焊接。预埋件的安装穿插在主体结构钢筋绑扎期间,应确保锚筋的规格、锚筋的锚固长度、锚板的标高、锚板的厚度以及构件材质等与设计图纸一致。
3.2 钢桁架制作与安装
主承力钢桁架的制作与安装是整个悬挑型钢支模平台的关键所在,其制作与安装质量应严格把控,确保整个悬挑结构施工期间的安全性。钢桁架放样和号料时,应根据施工详图放出足尺节点大样,并预留出收缩量、切割加工的余量;宽翼缘型钢的下料,应采用锯切,防止变形;钢桁架出厂时,应在显著部位按施工图要求标注上构件编号、标明构件质量和吊点位置;在运输时应采取措施防止钢桁架变形。钢桁架安装应编制专项安装施工方案,确保塔式起重机的吊装能力满足要求,并应做全过程施工质量控制;钢桁架安装前应对预埋件位置及标高进行复核,确保无误后方可进行安装;钢桁架锚固在框架梁上时,应在钢桁架安装前对主体结构框架梁进行卸载加固,确保钢桁架安装及使用过程中对原结构无影响。
3.3 钢桁架高空拆除
待高空悬挑混凝土结构施工完成后,相应的支模架、斜拉杆、型钢桁架等均要一一拆除。常规的拆除方案中,主承力钢桁架及连系梁(桁架)均在最后进行拆除,此时,因其上部悬挑混凝土结构已经浇筑成型,采用塔式起重机直接进行垂直拆卸的思路不可行。对于构件重度大、拆除难度大、吊运风险高的高空临时构件拆除,常采用在悬挑混凝土结构楼板上留设洞口,在洞口附件布置卷扬机,拆除时先通过卷扬机吊住钢桁架,然后进行钢桁架端部连接节点的拆卸,最后由卷扬机将钢桁架垂直吊放至下方支撑楼地面。
4 结 语
在高空大跨度悬挑密梁现场结构施工采用设置斜拉钢桁架平台支模体系能够满足施工要求,且安全可靠,经济效益及社会效益显著,得到现场业主、监理及其他相关单位共同见证认可。斜拉型钢桁架与扣件式钢管支模体系的高支模效果良好,由斜拉钢筋作为钢桁架平台共同承受上部支撑体系及其他全部荷载,摸索出了很多成功的经验,值得推广及应用。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院,江苏南通二建集团有限公司.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2]张建华,郭正兴,王永泉.106.05m高空悬挑混凝土构件模板支撑施工平台设计与施工[J].施工技术,2015,44(8):88~91.
收稿日期:2018-4-2