可伸縮滑移支撐腳手架在屋面底板施工中的應(yīng)用

冉隆林

天津二建建筑工程有限公司 天津 300141

1 工程概況

背景工程為天津市天發(fā)重型水電設(shè)備制造有限公司搬遷項目，共包含第一聯(lián)合廠房、第二聯(lián)合廠房、研發(fā)大樓、生產(chǎn)輔房、水力試驗車間、油化庫、丙烷間、主大門、物流門等9個單體工程，共計建筑面積為81 632.45 m2。

第一聯(lián)合廠房為九聯(lián)跨廠房（含2個露天跨），廠房南北長282 m，東西寬225 m。建筑檐口高度為29.60 m、28.30 m、20.25 m、13.85 m，聯(lián)合廠房共3種跨，跨度分別為30.20 m、24.00 m、36.00 m。每跨吊車梁高度為21.85 m、17.85 m、13.85 m、8.94 m， 各跨最大吊車噸位200/50 t（圖1）。第二聯(lián)合廠房為六聯(lián)跨廠房（含1個露天跨），廠房南北長134 m，東西寬126 m。建筑檐口高度為29.60 m、28.30 m、20.25 m、13.85 m，聯(lián)合廠房共3種跨，跨度分別為18.00 m、24.00 m、30.20 m。每跨吊車梁高度為21.85 m、17.85 m、13.85 m、8.94 m，各跨最大吊車噸位為150/50 t。

圖1 第一聯(lián)合廠房示意

2 工程難點(diǎn)及解決方案

2.1 工程難點(diǎn)

1）工期緊：工程工期僅6個月，且包括多個節(jié)日。

2）工程體量大：鋼結(jié)構(gòu)屋面底板面積為44 150 m2，外墻彩板面積為32 900 m2，內(nèi)墻彩板面積為32 900 m2，采光帶面積為2 365 m2，鋼筋混凝土地面面積為60 822 m2。

3）鋼結(jié)構(gòu)廠房跨度多：共計15跨，有4種跨度（18.00 m、24.00 m、30.20 m、36.00 m）。

4）地面設(shè)備基礎(chǔ)多：廠房內(nèi)有設(shè)備基礎(chǔ)44個，其中最深的設(shè)備基礎(chǔ)底標(biāo)高為-7.40 m，所有設(shè)備基礎(chǔ)混凝土量為13 400 m2，預(yù)埋孔數(shù)量有16 040個。這給地面搭設(shè)滑移鋼管腳手架施工屋面地板帶來很大難度。

因屋面底板的施工與地面混凝土的施工不能同時進(jìn)行，故屋面底板的施工是本工程工期和安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2 解決辦法

在行車梁標(biāo)高處設(shè)計一款滑移支撐架，專門用于鋼結(jié)構(gòu)屋面頂板安裝。這樣一來，地面與屋面施工可同時進(jìn)行，互不干擾，大大加快了施工進(jìn)度。

3 伸縮性滑移支撐腳手架設(shè)計原理

以伸縮性滑移支撐腳手架作為操作平臺的工藝原理為：主體是一榀伸縮式滑移支撐腳手架，即支撐腳手架兩端伸臂桁架和格構(gòu)式立柱均設(shè)置成伸縮式，施工時可根據(jù)項目的實(shí)際跨度和高度進(jìn)行調(diào)整（圖2）。支撐腳手架為方管桁架，由24 m固定架（按6 m、12 m、6 m分段）和兩端各6 m的伸縮架組成，伸縮式滑移支撐腳手架跨度范圍為24～36 m。

支撐腳手架兩端各6 m的長度設(shè)置成伸縮式，可根據(jù)實(shí)際跨度大小進(jìn)行調(diào)整；支撐腳手架兩端格構(gòu)式立柱（圖3）同樣設(shè)置成伸縮式，可根據(jù)實(shí)際高低進(jìn)行調(diào)整；格構(gòu)式立柱底端連接在吊車梁的滑軌上；支撐腳手架兩側(cè)設(shè)1.00 m折疊式安全護(hù)欄；在項目長度方向的兩端各設(shè)置一個卷揚(yáng)機(jī)，作為牽引設(shè)備，用以移動支撐腳手架；支撐腳手架上鋪設(shè)木質(zhì)腳手板，供作業(yè)人員施工[1-3]。

圖2 伸縮式滑移支撐腳手架操作平臺結(jié)構(gòu)示意

圖3 格構(gòu)式立柱示意

4 施工流程

4.1 支撐腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力分析

4.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

1）支撐腳手架結(jié)構(gòu)類型：空間桁架結(jié)構(gòu)；

2）作用在支撐腳手架上的荷載：恒載1 000 N/m2，活載1 500 N/m2；

3）截面規(guī)格：支撐桁架及格構(gòu)式立柱均采用方鋼管，安全欄桿及欄桿扶手采用圓鋼管，滑軌采用槽鋼。

4.1.2 受力分析

初選截面，對支撐腳手架結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，包括位移分析、應(yīng)力分析（圖4）、撓度分析（圖5）、承載力分析等。分析顯示：結(jié)構(gòu)組合應(yīng)力最大值為121.60 MPa，小于Q235鋼材允許應(yīng)力205.00 MPa；結(jié)構(gòu)最大撓度為61.80 mm，小于允許撓度值85.00 mm。故結(jié)構(gòu)設(shè)計符合要求。

4.2 工廠預(yù)拼裝

滑移支撐腳手架各部分在工廠加工完成后，為保證現(xiàn)場拼裝、安裝的質(zhì)量，確保后續(xù)工作順利進(jìn)行，需將支撐桁架整體進(jìn)行預(yù)拼裝并校正，若有問題直接在工廠解決。

圖4 結(jié)構(gòu)組合應(yīng)力云圖

圖5 結(jié)構(gòu)撓度變形云圖

4.3 支撐腳手架現(xiàn)場整體拼裝

將支撐桁架及現(xiàn)場拼裝用胎架分段運(yùn)至施工現(xiàn)場，堆放在指定位置，將胎架安裝就位后進(jìn)行整體拼裝。

1）支撐桁架采取水平放置臥拼的原則。

2）根據(jù)支撐腳手架電子模型及設(shè)計平面布置圖，合理選擇平面位置。

3）用全站儀放出支撐腳手架中軸線及構(gòu)件接口處的點(diǎn)位，校測作微調(diào)，準(zhǔn)確無誤后，進(jìn)行臨時固定。

4）焊接前后用全站儀檢測復(fù)核，確定點(diǎn)位的精確性（圖6）。

圖6 相貫焊節(jié)點(diǎn)示意

5）支撐桁架上下2個面桁架在工廠拼裝好后運(yùn)至現(xiàn)場，左右兩側(cè)桿件散拼。

6）支撐腳手架主體桁架（格構(gòu)立柱）伸縮處暫時用插銷固定，待使用時調(diào)整[4,5]。

4.4 根據(jù)需要調(diào)整桁架跨度、高度

因為項目各跨跨度、高度不完全相同，在使用時可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整桁架和立柱的伸縮處。支撐腳手架跨度或高度調(diào)整時，斜撐的長度、角度、受力均會發(fā)生變化。在操作正確、受力合理的情況下，將伸縮斜撐與上下弦連接處設(shè)置成活動轉(zhuǎn)軸的形式。

4.5 滑軌吊裝就位及拉設(shè)纜風(fēng)繩

滑軌吊裝時應(yīng)充分考慮滑軌的側(cè)向穩(wěn)定性，并在滑移方向上進(jìn)行滑動控制。再選擇支撐腳手架吊點(diǎn)，將拼裝好的支撐腳手架吊裝就位，拉設(shè)纜風(fēng)繩以保持支撐桁架的穩(wěn)定性。之后吊裝支撐腳手架木質(zhì)腳手板，供作業(yè)人員施工。

4.6 屋面板安裝及操作平臺拆除

1）若同跨施工，在某一工作點(diǎn)施工時，為保持支撐腳手架的穩(wěn)定性，應(yīng)用插銷固定滾輪，同時安全欄桿由鉸鏈固定并保持直立狀態(tài)。當(dāng)某一工作點(diǎn)施工完成，拔掉滾輪的插銷，由卷揚(yáng)機(jī)牽引支撐腳手架在滑軌上向前滑移至下一個指定工作點(diǎn)。在支撐腳手架滑移過程中，為避免直立的安全欄桿與屋面檁條發(fā)生碰撞，可拆掉鉸鏈，使安全欄桿處于閉合狀態(tài)。

2）若跨間調(diào)用，則將支撐腳手架吊至地面，按下一跨跨度及高度進(jìn)行調(diào)整，同時安裝下一跨滑軌。之后將調(diào)好的支撐腳手架吊裝就位，進(jìn)行下一跨屋面裝飾底板的安裝。

屋面裝飾底板安裝完成后，拆卸滑軌上的插銷及卷揚(yáng)機(jī)，將支撐腳手架操作平臺吊下，在現(xiàn)場拆卸分段，同時拆除滑軌[6]。

5 結(jié)語

屋面裝飾底板伸縮性滑移支撐腳手架施工工法顛覆了傳統(tǒng)的做法，具有安拆方便、施工速度快、可周轉(zhuǎn)使用、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。另外，此支撐腳手架適用于不同跨度、不同高度情況下的施工，且施工時不影響其他工序的施工。所以，無論是從節(jié)省工期、成本看，還是從質(zhì)量控制看，使用屋面裝飾底板伸縮性滑移支撐腳手架都比傳統(tǒng)施工更具優(yōu)勢，且節(jié)能環(huán)保，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。