高空大跨懸挑屋面板施工技術(shù)研究

俞 新 倉曉博

(1.南京智慧新城工程管理有限公司，江蘇 南京 210000; 2.中建八局第三建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210000)

高空大跨懸挑屋面板施工技術(shù)研究

俞 新1倉曉博2*

(1.南京智慧新城工程管理有限公司，江蘇 南京 210000; 2.中建八局第三建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210000)

針對(duì)南部新城醫(yī)療中心項(xiàng)目科研行政樓主體結(jié)構(gòu)屋面層結(jié)構(gòu)施工中，局部屋面梁板具有高空懸挑、跨度較大等特點(diǎn),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、以往施工經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)研究，采用搭設(shè)型鋼構(gòu)架作為施工平臺(tái)，并詳細(xì)介紹型鋼構(gòu)架施工工藝、研究其可行性、探討施工要點(diǎn)以及施工過程中的注意事項(xiàng)，并通過該工程的順利實(shí)施，證明該施工技術(shù)是安全可行的，為建設(shè)方和施工方創(chuàng)造了無形的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

高空懸挑,大跨度,型鋼構(gòu)架

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，高層建筑物如雨后春筍，為達(dá)到外形美觀和視覺效果，各類建筑造型層出不窮，高空懸挑結(jié)構(gòu)也比比皆是，因此給施工方帶來了各類施工難題，若仍按傳統(tǒng)施工工藝解決必將增加大量施工成本。

1 工程概況

本工程為南京南部新城醫(yī)療中心工程，位于秦淮區(qū)大明路。該工程地下2層，地上17層，地上建筑面積19.3萬m2，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。其中科研行政樓共17層，建筑總高度70.1 m，屋面層(標(biāo)高70.1 m)在軸以南交軸～軸局部存在懸挑梁板結(jié)構(gòu)，板厚120 mm，跨度約8 m，區(qū)域面積為30 m2，該區(qū)域1層～17層無結(jié)構(gòu)梁板。

2 施工難點(diǎn)

1)懸挑高度高。從17層(標(biāo)高66.25 m)開始懸挑，屋面層標(biāo)高70.1 m，屬于高空懸挑結(jié)構(gòu)，且17層該處梁板本身也是局部懸挑結(jié)構(gòu)，如采用傳統(tǒng)高支模施工，成本較大，且安全系數(shù)低。

2)懸挑跨度大。該處懸挑結(jié)構(gòu)軸線間距8.4 m，區(qū)域面積約30 m2，懸挑工字鋼及外腳手架施工難度大，危險(xiǎn)性高。

3)懸挑構(gòu)件為弧形，制作加工困難、質(zhì)量要求高。該處屋面板外邊為弧形，對(duì)施工過程中模板定位、加固要求高，且為屋面結(jié)構(gòu)，混凝土成型質(zhì)量及自防水效果要求高，需要較穩(wěn)定的施工操作平臺(tái)。

3 施工方案

3.1方案選擇

該區(qū)域若按傳統(tǒng)方案搭設(shè)高支模施工不經(jīng)濟(jì)更不安全，結(jié)合該工程難點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及以往施工經(jīng)驗(yàn)，選擇方案如下。

在該區(qū)域17層梁板上(標(biāo)高66.25 m)搭設(shè)9 m長(zhǎng)18號(hào)工字鋼制作的門架，間距1.5 m；在門架上固定14號(hào)工字鋼作為模板支架的立桿著力點(diǎn)，間距1.2 m；再向上搭設(shè)盤扣式腳手架作為梁模板支撐體系，立桿間距1.2 m×1.2 m，步距1.5 m；模板體系主楞采用φ48×3.0 mm鋼管，次楞采用50 mm×100 mm方木，面板采用16 mm厚木膠板，完成該處梁板施工。為防止最外側(cè)工字鋼門架外翻或者側(cè)滑，在17層結(jié)構(gòu)上預(yù)埋壓環(huán)固定門架兩端，示意圖如圖1所示。

3.2安全計(jì)算

根據(jù)結(jié)構(gòu)荷載及模板體系分析計(jì)算可知，18號(hào)工字鋼承載上部荷載為結(jié)構(gòu)自重、模板體系自重及14號(hào)工字鋼自重總和，根據(jù)軟件分析可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁受力，針對(duì)單根門架工字鋼，最大凈跨7.3 m，兩斜撐之間距離4.8 m，受力點(diǎn)有5處，平均集中力P均=9.39 kN。

抗彎驗(yàn)算：σ=Mmax/(γxW)=P×L2/(8×c)/(γxW)=116.026 N/mm2≤[f]=215 N/mm2。

撓度驗(yàn)算：νmax=p′×(5×(L/c)4-4×(L/c)2-1)/(384×(L/c)3)×L3/(E×Ix)=15.015 mm≤[ν]=L/250=4.8×1 000/250=19.2 mm。

支座反力：RA=RB=P×L/2=9.391×4.8/2=22.538 kN。

焊縫計(jì)算：N=2R=45.076 kN

通過以上安全計(jì)算，該設(shè)計(jì)方案能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工。

3.3工藝流程

預(yù)埋件留置→門架式型鋼構(gòu)架制作→測(cè)量定位→架設(shè)型鋼構(gòu)架→焊接固定水平工字鋼→滿鋪腳手板→模板體系及外腳手架施工。

3.4門架式型鋼構(gòu)架施工

該區(qū)域門架式單跨構(gòu)架采用9 m的18號(hào)工字鋼，下方焊接14號(hào)工字鋼斜撐，焊縫高度6 mm，長(zhǎng)度10 cm，確保門架節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定；斜撐的梁側(cè)工字鋼與結(jié)構(gòu)梁之間預(yù)留約5 cm空隙，待吊裝固定后用木楔塞緊；最外沿18號(hào)工字鋼兩端預(yù)埋埋件焊接固定，防止側(cè)滑。待單榀構(gòu)架吊裝固定到位后，各構(gòu)架之間采用14號(hào)工字鋼點(diǎn)焊連接，形成整體的型鋼構(gòu)架；然后再在14號(hào)工字鋼翼緣上焊接短鋼筋或者采用底托固定立桿形成模板支架體系；四周按要求搭設(shè)外架防護(hù)，掛密目網(wǎng)，型鋼構(gòu)架上鋪設(shè)硬防護(hù)，形成施工操作平臺(tái)。

3.5結(jié)構(gòu)模板施工

該區(qū)域模板架體與樓層滿堂架施工一致，采用盤扣式腳手架作為支撐體系，局部采用鋼管扣件加強(qiáng)。

1)施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)排版圖進(jìn)行立桿定點(diǎn)，保證縱橫間距；立桿底部設(shè)置底座，方便固定在工字鋼翼緣上，也可調(diào)整立桿高度以符合模數(shù)；底層縱、橫向水平桿作為掃地桿，距工字鋼上翼緣高度應(yīng)不大于550 mm。

2)支架體系參數(shù)設(shè)置同樓層滿堂架，外側(cè)立桿滿設(shè)斜拉桿，且與樓層滿堂架有效連接，增加整體穩(wěn)定性。

3.6型鋼構(gòu)架拆除

待屋面懸挑板模板體系和外架拆除后，首先將塔吊鋼絲繩綁扎在上部準(zhǔn)備拆除的14號(hào)工字鋼上，采用割刀(氧割)將其與下部門式型鋼構(gòu)架焊接處斷開，切割點(diǎn)選擇在離原焊接點(diǎn)100 mm處，避開在門架型鋼上進(jìn)行切割，以免其受熱產(chǎn)生物理變化導(dǎo)致材質(zhì)發(fā)生改變，影響整體構(gòu)架穩(wěn)定性；然后塔吊將聯(lián)梁逐個(gè)吊下。

待14號(hào)工字鋼拆除完畢后拆除18號(hào)門式型鋼構(gòu)架：首先在所有次構(gòu)件已全部拆除完畢的鋼挑梁的合適位置綁扎好吊卸的鋼絲繩，然后緩緩提起鋼絲繩，使塔吊處于工作狀態(tài)，避免晃動(dòng)，再切割壓環(huán)使其能自由移動(dòng)即可準(zhǔn)備吊卸，吊卸鋼構(gòu)件需緩緩落下，保證構(gòu)件平穩(wěn)、安全著地。同樣的方法依序從外向內(nèi)拆除工字鋼。

3.7施工注意事項(xiàng)

1)該處屬于高空大跨懸挑結(jié)構(gòu)施工，對(duì)門式構(gòu)架的制作、安裝、模板支撐體系的搭設(shè)等需集中管理人員及工人進(jìn)行全面的技術(shù)交底。

2)門架式型鋼構(gòu)架施工屬于高危作業(yè)，操作人員必須持證上崗，施工過程中佩戴安全帶，且必須配備合格的塔吊信號(hào)工，并在構(gòu)架上設(shè)置斜拉索，安排專人進(jìn)行調(diào)整，保證安全安裝和拆除。

3)對(duì)鋼平臺(tái)的變形情況進(jìn)行嚴(yán)格的觀測(cè)監(jiān)控，避免荷載驟然作用于平臺(tái)使變形超過規(guī)范要求。

4)嚴(yán)禁高空拋物，盡量避免上下交叉作業(yè)。

4 結(jié)語

通過本工程將門式型鋼構(gòu)架與盤扣支撐體系工藝相結(jié)合，成功解決了高層高空大跨懸挑結(jié)構(gòu)快速簡(jiǎn)便的施工難題，既滿足了結(jié)構(gòu)荷載和施工操作要求，又加快了施工進(jìn)度，降低施工成本；另外，通過施工過程的嚴(yán)格組織與實(shí)施，確保了工程質(zhì)量和施工安全，為工程創(chuàng)造了無形的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，同時(shí)也為今后類似高層大跨懸挑結(jié)構(gòu)的支撐體系設(shè)計(jì)與施工提供了借鑒與參考。

[1] GB 50017—2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50009—2012,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[3] JGJ 231—2010,承插型盤扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 孫曉陽.高層大懸挑高空支撐技術(shù)[J].施工技術(shù),2011(17):33-35.

Studyonconstructiontechnologyoflargespancantileveredroofslab

YuXin1CangXiaobo2*

(1.NanjingWisdomNewTownEngineeringManagementCo.,Ltd,Nanjing210000,China; 2.ConstructionEightBureauThirdConstructionCo.,Ltd,Nanjing210000,China)

In view of the construction of the main structure and roof structure of the scientific research administrative building of the South New City Medical Center project, the local roof beam and slab has the characteristics of high suspension and large span. According to the actual situation, previous research experience and construction technology, this project uses the erection of steel frame as a construction platform, and introduces type steel frame construction technology, feasibility study, to explore the attention points of construction and construction process, and through the implementation of this project, the construction technique is safe and feasible create intangible economic benefits, economic and social benefits for the construction side and the construction side, the relevant experience for the relevant professional reference.

high altitude cantilever, large span, steel frame

1009-6825(2017)29-0109-03

2017-08-04

俞 新(1968- )，男，高級(jí)工程師

倉曉博(1986- )，男，工程師

TU765

A