超高層懸空支模的設(shè)計與應(yīng)用

汪勝，馬廣生，王廣濤，孫延祥，劉志洋

（中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟南 250100）

0 前 言

當前，在大型商業(yè)綜合體超高層項目施工中，由于存在較大的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在核心筒內(nèi)布置大型內(nèi)爬塔吊是比較常見的做法。大型內(nèi)爬塔吊的支撐梁較大，塔身夾持高度長，造成內(nèi)爬塔吊所在核心筒內(nèi)水平結(jié)構(gòu)與其他核心筒內(nèi)水平結(jié)構(gòu)不能同步施工，落差可達十幾層。內(nèi)爬塔吊拆除后，正常施工方法是將塔吊所在核心筒落后的預留水平結(jié)構(gòu)一層一層補齊后，才能繼續(xù)上部結(jié)構(gòu)施工。而核心筒內(nèi)通常設(shè)計為電梯井及管道井，按照正常順序施工對總體工期影響較大。為解決上述問題，本文以工程實例（工程概況），從施工部署、模板的設(shè)計、模板的計算、施工工藝流程、操作要點、質(zhì)量安全要求和保證措施等方面作了詳述，以供國內(nèi)同行參考。

1 工程概況

某項目A標段工程位于安徽省蕪湖市，地下3層，地上69層，建筑面積216650m2,建筑總高度318m。

結(jié)構(gòu)體系為混合框架—鋼筋混凝土核心筒。塔樓由16根鋼管外框柱通過樓層鋼梁與核心筒連接。塔樓鋼結(jié)構(gòu)超過2.4萬t，單個構(gòu)件最大重量23t。

核心筒墻體采用爬模施工，平均4d一層。核心筒內(nèi)布置了一臺中昇ZSL750動臂塔吊，以滿足鋼結(jié)構(gòu)吊裝工期要求。

核心筒為田字形，塔吊平面布置見圖1。

核心筒施工至66層,拆除內(nèi)爬塔吊。內(nèi)爬塔吊所在核心筒水平結(jié)構(gòu)施工至48層，與其他核心筒水平結(jié)構(gòu)產(chǎn)生18層的落差，如圖2所示。

2 施工部署

圖1 塔吊平面布置圖

圖2 內(nèi)爬塔吊拆除工況

塔樓大面施工至66層時，將內(nèi)爬塔吊核心筒內(nèi)預留洞口采用懸空支模，使其同其他部位水平結(jié)構(gòu)一同封閉，上部結(jié)構(gòu)施工得以順利進行，便于外墻塔吊盡早拆除，為外立面盡早封閉創(chuàng)造條件。同時增加一個班組，進行48～65層預留洞口水平結(jié)構(gòu)的施工，縮短塔樓結(jié)構(gòu)完工時間，為后期電梯安裝盡快提供工作面，以確保總體施工進度。

3 內(nèi)爬塔吊核心筒預留水平洞口模板設(shè)計

預留洞口模板采用扣件式鋼管支撐架。根據(jù)66層梁板平面布置圖確定立桿的布置圖。立桿間距800×1000。梁底增加頂撐。

根據(jù)立桿的平面布置，在64層核心筒墻體頂部架設(shè)3根主鋼梁(工45a)，上鋪次梁(工14a)。平面布置圖見圖3。

圖3 懸空支模基礎(chǔ)工字鋼梁平面布置圖

4 模板計算

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》及《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》，對支?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)進行理論計算。

4.1 主梁計算

4.1.1 荷載計算選取最不利板跨，覆蓋面積2.725m×9.275m,見圖4。將施工荷載簡化為均布荷載進行計算，見表1。

4.1.2 計算簡圖

荷載組合：1.35(G1+G2+G3+G4)+1.4Q1。

4.1.3 承載力驗算

圖4 荷載計算單元簡圖

主梁荷載計算表 表1

圖5 主梁計算簡圖

主梁承載力驗算表 表2

使用sap2000進行分析，得出最大彎矩，最大剪力和撓度，見表2。通過驗算GB-I40A能滿足要求，為提高安全儲備，選用GB-I45A工字鋼。

4.2 次梁驗算

4.2.1 工況分析次梁選用GB-I14A工字鋼。

選取跨度最大的2跨，分別計算板底和梁底荷載最大處。

4.2.2 計算簡圖

計算簡圖見圖5。

荷載計算結(jié)果見表3。

4.2.3 承載力驗算

①工況1：使用sap2000進行分析，得出最大彎矩，最大剪力和撓度，見表4。

②工況2：使用sap2000進行分析，得出最大彎矩，最大剪力和撓度，見表5。

5 主要施工流程及操作要點

5.1 工字鋼梁吊裝

圖6 荷載計算單元選取

圖7 計算簡圖

荷載計算結(jié)果(kN) 表3

吊裝時間：2#筒四周64層頂平臺模架安裝完成。

使用1#塔吊直接將3根主梁吊裝至64層墻頂。根據(jù)控制線和標高控制點，對主梁進行校正。梁底墊20mm厚墊鐵，以便于墻頂圈梁底筋通過。注意控制鋼梁端部截面至墻體外表面50mm距離。吊裝完成見圖8。

用塔吊將次梁14a工字鋼吊至2#筒外圍模架平臺。先將主梁端部2根次梁安裝焊接完成，然后沿主梁方向自兩端向中間安裝焊接剩余次梁。

控制次梁靠近墻體一端伸入墻體150mm。次梁與主梁焊接采用連續(xù)角焊縫。采用E43焊條，焊腳hf=5mm,焊縫長度50mm。

工況1承載力驗算 表4

工況2承載力驗算 表5

圖8 主梁吊裝完成

次梁安裝完成見圖9所示。

次梁安裝完成在次梁中心根據(jù)立桿布置焊接直徑25鋼筋頭，長150mm，防止立桿滑移，然后在次梁上滿鋪50mm厚木跳板。

5.2 拆除

內(nèi)爬塔吊核心筒66層以下水平結(jié)構(gòu)施工至64層時開始拆除。

將次梁沿主梁邊緣及墻體邊緣割除。

使用3t手扳葫蘆將主梁吊住，沿墻體邊緣將主梁割除。將主梁緩慢降至64層樓面，自門洞處拖出。使用塔吊吊運至地面。

圖9 次梁安裝完成

墻體邊緣外露型鋼截面使用防銹漆進行防銹處理。

5.3 施工監(jiān)測

混凝土施工過程中對主梁跨中撓度進行監(jiān)測。當撓度超過20mm,立即停止施工，采取卸載措施。

6 結(jié) 語

經(jīng)過理論計算和構(gòu)造措施，加上現(xiàn)場的施工監(jiān)測，使懸空支模方法得以順利實施。通過該支模方法，成功解決了內(nèi)爬塔吊核心筒預留水平結(jié)構(gòu)滯后產(chǎn)生的工期制約問題。按照3d/層的施工速度，該方法比常規(guī)施工方法節(jié)省工期54d，減少了安全隱患，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。

[1]GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[2]GB50666-2011，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.