SPS支撐塔在高空混凝土挑檐工程中的應(yīng)用

夏晉華， 黃小杰

（鄭州信息科技職業(yè)學(xué)院 建筑工程系， 鄭州 450046）

一、引言

高空混凝土模架施工是一項(xiàng)工序復(fù)雜、 危險(xiǎn)性很大的施工作業(yè)， 各種突發(fā)性和不可預(yù)測(cè)的重大事故時(shí)有發(fā)生，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失巨大。 尤其是超高混凝土大挑檐支撐架施工，在搭設(shè)和拆除過程中易發(fā)生倒塌，造成群死群傷事故發(fā)生。 因此如何選擇安全可靠、快捷高效、經(jīng)濟(jì)合理的施工方案有效地組織施工， 是擺在施工企業(yè)與工程項(xiàng)目管理人員面前的嚴(yán)峻課題。 基于此，結(jié)合開封某綜合辦公樓49 米高混凝土大挑檐模架搭設(shè)工程實(shí)例，采用一種新型的裝配式支撐鋼管——SPS 支撐塔作為模架支撐系統(tǒng)，介紹了SPS 支撐系統(tǒng)的組成與施工工藝，并對(duì)SPS 支撐塔基礎(chǔ)定位、 支撐塔搭設(shè)、 支撐塔抗傾覆措施、鋼平臺(tái)搭設(shè)、模架搭設(shè)、拆除等工序進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，為高空大挑檐工程的安全施工提供科學(xué)的依據(jù)。

二、工程概況

開封創(chuàng)業(yè)大廈工程， 位于開封市新區(qū)鄭開大道與第三大街交叉口西北角（圖1），框架結(jié)構(gòu)，地下一層，地上11 層，建筑面積81419.27m2，總高度為54.1m。 屋面44.2～49.7m 為架空層， 在49.65m 處四周設(shè)有混凝土平板挑檐，挑出長(zhǎng)度距建筑物外邊6.8m。 外挑檐設(shè)計(jì)為鋼筋砼梁板結(jié)構(gòu)，懸挑主梁截面為350×1200mm，次梁截面為200×800mm；混凝土板厚為80mm；主體四周框架柱截面為600×600mm；柱間框架梁截面為350×1000mm。

圖1 施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

三、施工方案

本工程挑檐位于49.65m 的高度， 挑出長(zhǎng)度距建筑物外邊6.8m，且四周8個(gè)轉(zhuǎn)角懸挑超過9m（圖2），若采用傳統(tǒng)支撐體系不但施工的可操作性與安全性無法得到保障，而且施工工期和工程成本也不能滿足要求。 經(jīng)過多方案綜合對(duì)比，考慮本工程實(shí)際情況，采用懸挑支模方式，模板支設(shè)在滿堂鋼管模架上，模架支撐在懸挑型貝雷梁上。由于8個(gè)轉(zhuǎn)角無法安裝貝雷梁，所以選用裝配式支撐鋼管SPS 支撐塔支撐系統(tǒng)（重型支撐系統(tǒng)）作為8個(gè)轉(zhuǎn)角懸挑結(jié)構(gòu)部分的模架支撐。

本方案梁板支架選擇滿堂腳手架，腳手架下設(shè)型鋼平臺(tái)，立桿架管采用單根桿件，設(shè)在外懸挑貝雷梁及平行鋪設(shè)的“檁條”之上，“檁條”采用16#工字鋼，梁、頂板模板采用1.5cm 厚木膠合模板， 內(nèi)龍骨采用40×80mm松木方，外龍骨和支撐系統(tǒng)采用￠48×2.8 普通鋼管。

圖2 挑檐局部平面圖

貝雷梁是用貝雷片組裝成的桁梁， 貝雷片規(guī)格尺寸為3m×1.5m，每片桁重270kg。 貝雷片桁架由上、下弦桿、豎桿及斜桿焊接而成。 桁架的弦桿由兩根10#槽鋼（背靠背）組合而成，桁架豎桿均用8#工字鋼制成。本工程選用的貝雷梁為普通雙排單層貝雷桁架， 梁長(zhǎng)分為21m、33m 和42m 三種規(guī)格。

SPS 支撐塔是由標(biāo)準(zhǔn)立桿、橫撐支架、可調(diào)絲桿、橫撐架斜桿和立桿接頭組成（圖3）。

圖3 SPS 支撐塔結(jié)構(gòu)圖

1.SPS 支撐塔基礎(chǔ)定位。

轉(zhuǎn)角處鋼平臺(tái)采用SPS 支撐塔支撐。因主樓四周外側(cè)均為地下室頂板，承載能力不能承載每組SPS 支撐模架系統(tǒng)的整體重量，故SPS 支撐塔由地下室底板開始搭設(shè)，并在地下室頂板處精確定位，每個(gè)支撐塔立桿位置通過樓板開孔方法穿過地下室頂板搭設(shè)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

圖4 SPS 支撐基礎(chǔ)定位圖

2.SPS 支撐塔搭設(shè)。

SPS 支撐塔搭設(shè)從地下室開始， 先搭設(shè)最靠近主體結(jié)構(gòu)的單個(gè)SPS 支撐塔，在地面逐步拼接、吊裝組合成為整體鋼架。首先安裝地托絲桿，確保第一層立桿底部在同一水平面上，接著安裝支撐橫撐架，鎖緊橫撐架連接螺栓，然后逐層搭設(shè)SPS 立桿、橫撐架，并采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制各支撐塔在同一水平面；在單個(gè)支撐塔露出地面層后，同時(shí)開始搭設(shè)第二個(gè)支撐塔，并在搭設(shè)過程中，與第一個(gè)支撐塔采用橫撐架進(jìn)行連接，組成整體鋼架。 在各個(gè)支撐塔都出地面之后再對(duì)支撐塔進(jìn)行定位復(fù)測(cè)，確認(rèn)無誤后再進(jìn)行下一階段的工作。

3.SPS 支撐塔抗傾覆措施。

SPS 在搭設(shè)過程中需要每隔一個(gè)樓層將緊鄰主體的SPS 支撐塔立桿采用型鋼與結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接連接，保證支撐塔的穩(wěn)定。 并且各個(gè)支撐塔間每一層都需要采用橫撐架進(jìn)行連接。支撐塔搭設(shè)高度超過4 米時(shí)，開始設(shè)置第一道水平安全網(wǎng)， 往上走每隔4 米設(shè)置一道水平安全網(wǎng)。 同時(shí)在SPS 鋼架搭設(shè)完成期間在鋼架4個(gè)角分別在30m 及架體頂端按45°角設(shè)兩道纜風(fēng)繩，分別固定在樓體內(nèi)和地面上，以防止架體傾覆。

4.SPS 支撐體系鋼平臺(tái)搭設(shè)。

鋼平臺(tái)主梁采用4 道25a 工字鋼， 工字鋼直接支撐在支撐塔立柱上。 其中外側(cè)主梁位于挑檐外邊連續(xù)梁中心位置。 分配梁采用16#工字鋼，分別在挑檐挑梁下，對(duì)應(yīng)分配3 根型鋼，間距400mm，板下對(duì)應(yīng)支撐型鋼間距分別為840mm 與925mm。 所有縱橫向連系型鋼均采用U 型卡固定連接（圖5），使之形成整體平臺(tái)。型鋼平臺(tái)搭設(shè)完成后，掛一道安全網(wǎng)，并在其上滿鋪腳手板，在型鋼平臺(tái)上搭設(shè)滿堂支撐模架。

圖5 SPS 支撐體系平面布置

5.模架搭設(shè)。

在縱橫向的型鋼平臺(tái)上搭設(shè)滿堂腳手架， 板下立桿， 縱、 橫向間距分別為840mm 與925mm， 步距1500mm；挑檐挑梁下立桿，縱向間距700mm，橫向間距800mm，步距1500mm，梁底增設(shè)一道支撐桿，縱向間距700mm； 挑檐連續(xù)梁下立桿， 縱向間距分別為840mm 及825mm， 步距1500mm。 為了保證架體的穩(wěn)定，支架每步均與屋面結(jié)構(gòu)支架相連（圖6）。

圖6 SPS 支撐體系剖面圖

SPS 支撐塔搭設(shè)高度為44.8m，采用2.4m×2.4m 橫撐架， 頂部和底部均選用可調(diào)絲桿，SPS 頂部支撐梁、頂部分配梁承重梁選用450mm、900mm 橫撐架貝雷梁，下層分配梁選用雙肢I(xiàn)45a 工字鋼。

6.施工工藝。

方案確定→平臺(tái)及節(jié)點(diǎn)構(gòu)件制作加工→貝雷梁及錨固點(diǎn)位置確定→貝雷梁拼裝、 外送→貝雷梁內(nèi)端錨固點(diǎn)固定→檢查驗(yàn)收→測(cè)量放線→型鋼吊裝就位→卡環(huán)壓緊→調(diào)整型鋼標(biāo)高→鋪設(shè)安全平網(wǎng)→鋪設(shè)竹笆→形成鋼平臺(tái)→轉(zhuǎn)角處SPS 支撐塔拼接、吊裝→貝雷梁、型鋼吊裝就位→卡環(huán)壓緊→調(diào)整型鋼標(biāo)高→鋪設(shè)安全平網(wǎng)→鋪設(shè)竹笆→形成整體平臺(tái)→鋪設(shè)水平密目防護(hù)網(wǎng)→型鋼平臺(tái)預(yù)壓、 驗(yàn)收→滿堂支撐架體搭設(shè)→架體驗(yàn)收→懸挑結(jié)構(gòu)梁板模板支設(shè)→懸挑結(jié)構(gòu)梁、 板鋼筋綁扎→檢查驗(yàn)收→懸挑結(jié)構(gòu)混凝土澆筑→覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)→模板拆除→結(jié)構(gòu)支撐架體調(diào)整為裝飾用腳手架→裝飾施工→架體拆除→平臺(tái)拆除。

7.模架拆除。

模架拆除分兩個(gè)步驟。 第一步拆除模板和部分立桿與水平桿，將結(jié)構(gòu)支架調(diào)整為裝飾腳手架，具體做法是將最上層的水平桿均下落30cm 后將方木取出，然后逐跨逐塊將模板取出，按照縱橫間距1500mm 有計(jì)劃地拆除部分立桿。 第二步待大挑檐部分裝飾施工完成后全部拆除，具體做法為：裝飾施工完成后，按照由外向內(nèi)的順序，逐排拆除立桿和水平桿，操作人員要將安全帶掛在未拆除的水平桿上。 腳手架拆除過程中，隨即將外跨的腳手板移進(jìn)樓層內(nèi)并拆除各懸挑型鋼之間的連接卡具，并由外向內(nèi)將所有工字鋼移進(jìn)樓層內(nèi)。 最后松開貝雷梁后端固定件，并將貝雷梁拉入樓層內(nèi)解體。

SPS 支撐塔拆除順序與搭設(shè)順序相反，鋼平臺(tái)材料完全拆除并清理干凈后才允許開始拆除SPS 支架，先松開SPS 支架的4 根立桿連接銷釘，將4 根立桿和橫撐架按3 米一層往下吊離，然后到地面分離架體，連接件靠近下層立桿一側(cè)的銷釘不松開，連接件留在下層立桿內(nèi)（方便架體能平放到地面）。操作時(shí)上部人員在確保安全繩可靠連接的情況下進(jìn)行操作，并在松開銷釘后，人員往下層移動(dòng)到橫撐架位置， 并安裝好安全繩后開始吊裝，所有桿件均需吊離拆除，不允許拋丟材料和配件。

四、結(jié)論

挑檐施工從4月20日現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施準(zhǔn)備到9月7日支撐及貝雷梁全部拆除，日歷工期為140 天，投入人工272個(gè)工日，省工省時(shí)、安全可靠，無質(zhì)量和人員傷亡事故，達(dá)到了預(yù)期的效果。

為避免個(gè)別SPS 失穩(wěn)，引起連鎖反應(yīng)，造成支架整體坍塌，SPS 在搭設(shè)過程中先搭設(shè)最靠近混凝土結(jié)構(gòu)的SPS 支撐塔， 并且每隔一個(gè)樓層將緊鄰主體的SPS支撐塔立桿采用型鋼與結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接連接， 保證支撐塔的整體穩(wěn)定。

SPS 支撐塔采取在地面逐步拼接、 吊裝安裝的方式，既可以節(jié)約人工，又可保證安全，與傳統(tǒng)支撐體系相比，減少了腳手架搭設(shè)時(shí)高空作業(yè)時(shí)間，安全經(jīng)濟(jì)，是一種有推廣價(jià)值的支撐工藝。

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