型鋼架+貝雷梁+工字鋼組合平臺在超高大跨度屋面板的施工應用

程偉 李志

文章以四川省興文縣興文世界級旅游目的地旅游服務綜合體工程為例，針對超高大跨度屋面板的施工難題，提出了以型鋼架+貝雷梁+工字鋼組合形成支撐平臺作為屋面結(jié)構(gòu)施工的支撐基礎。經(jīng)實施驗證，該工藝能滿足超高大跨度混凝土結(jié)構(gòu)屋面的施工要求，保證了施工安全質(zhì)量和工期，對類似工程有較好的借鑒意義。

型鋼桁架; 貝雷梁; 平臺; 超高大跨度屋面板; 施工

TU755.2+2B

[定稿日期]2021-07-13

[作者簡介]程偉（1970～），男，本科，高級工程師，從事房建施工技術(shù)管理工作。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，建筑物的造型越來越凸顯特色，個性鮮明，體現(xiàn)不同的地域特點和文化理念，但是也給施工帶來了難題。興文世界級旅游目的地旅游服務綜合體工程，包含旅游集散服務中心、苗族風情酒店、商務辦公、商業(yè)等復合功能，因外形設計及功能需要，酒店和商務辦公樓連接屋面板超高大跨度，局部外凸懸挑，給施工提出了新要求（圖1）。

1 工程概況

興文世界級旅游目的地旅游服務綜合體總建筑面積58 068 m2，集散旅游服務中心4層，苗族風情酒店10層，商務辦公樓9層，建筑高度48.7 m。酒店和商務辦公樓連接屋面板位于酒店和商務辦公樓連接部位，如圖2所示。連接屋面板異形外凸懸挑，距離地面高度47.15 m，最大跨度21 m，面積180 m2。

2 施工方案選擇

通常的施工方法，一般采用從地面搭設滿堂腳手架施工屋面結(jié)構(gòu)，工期長、費用高，安全隱患多，難以滿足進度要求。出于項目現(xiàn)場施工條件和總體施工組織考慮，經(jīng)過綜合分析比選，選定了型鋼架+貝雷梁+工字鋼組合形成支撐平臺的施工方法，如圖3、圖4所示。

本施工方法利用商務辦公樓和酒店框架結(jié)構(gòu)作為型鋼架的支撐點，分別在8層（商務辦公樓一側(cè)標高35.75 m，酒店一側(cè)標高38.55 m）和9層（標高41.45 m）框架梁柱節(jié)點處埋設預埋件，型鋼架在地面焊接成單元，吊裝就位與預埋件焊接固定，貝雷架拼裝成榀，吊裝至型鋼架上固定，在貝雷梁上鋪設工字鋼作為立桿支撐基礎形成施工平臺，最后搭設扣件式鋼管滿堂腳手架施工屋面板。

3 施工工藝流程及控制要點

3.1 工藝流程

平臺設計—埋件埋設—型鋼架拼裝、吊裝—貝雷架拼裝、吊裝—鋪設工字鋼—搭設扣件式鋼管腳手架—模板施工—預壓—鋼筋施工—混凝土施工—養(yǎng)護—拆除平臺。

3.2 平臺設計

3.2.1 型鋼架

主梁為700 mm×300 mm×14 mm×16 mm的H型鋼，下部斜撐為250 mm×300 mm×12 mm的方鋼管，腹桿為150 mm×300 mm×12 mm的方鋼管，側(cè)向斜撐為 150×5 mm的圓管，采用焊接和栓接。平面圖、立面圖如圖5、圖6所示。

3.2.2 貝雷梁

采用1.5 m×3.0 m的321型標準貝雷梁片拼裝成榀，共計14榀。16號工字鋼使用φ16 mm圓鋼U型箍與貝雷梁鎖緊形成施工平臺，滿鋪腳手板進行安全防護。平面布置如圖7、圖8所示。

3.2.3 模擬分析計算

采用Midas軟件建立計算模型，進行貝雷梁和型鋼架受力分析。經(jīng)計算，貝雷梁最大彎矩發(fā)生在21.2 m位置，其最大彎矩為359 kN·m，最大剪力67.7 kN，最大撓度值為32 mm，均滿足規(guī)范要求。對型鋼架和結(jié)構(gòu)預埋件進行受力檢算，均滿足規(guī)范要求。

3.3 型鋼架拼裝、吊裝

主梁及下部斜撐在地面進行焊接組裝，采用吊車吊裝就位焊接，隨后焊接側(cè)向斜撐形成穩(wěn)定體系。焊接完成后對焊縫進行探傷抽檢，并對主梁標高進行檢查，驗收合格后進行下一道工序施工。

3.4 貝雷梁拼裝、吊裝

貝雷梁在地面拼接，每榀貝雷梁由若干片1.5 m×3.0 m標準貝雷片拼接組成，其中貝雷梁（12～14）跨度最大24 m，每榀由8片標準貝雷片組成，總重2 t。拼裝完成后由80 t吊車吊裝就位，貝雷梁（1～4、5～8）放置于兩側(cè)結(jié)構(gòu)梁上，貝雷梁（9～14）放置于型鋼架上。每榀貝雷梁采用交叉架以插銷方式連接，第一榀貝雷梁就位后采用臨時支撐防止傾倒，第二榀貝雷梁就位后安裝交叉架，使兩榀貝雷梁形成自穩(wěn)體系，確保安全。貝雷梁和交叉架全部連接就位形成整體后對貝雷梁組織驗收，合格后進入下一工序施工。

3.5 工字鋼、模板支架搭設

工字鋼采用80 t吊車吊裝鋪設，使用16 mm圓鋼U型箍與貝雷梁鎖緊形成施工平臺，隨后鋪設腳手板完成水平防護。驗收后即可施工上部滿堂支撐架及屋面板模板，其施工工序同常規(guī)施工，屋面梁、板底模按照方案設計進行起拱。

3.6 預壓

在屋面板模板支架搭設完成后，對貝雷梁11～14榀區(qū)域采用水袋逐級加載模擬施工荷載進行預壓試驗，檢驗工字鋼懸挑部位架體及組合平臺受力變形情況。經(jīng)觀測，架體、工字鋼梁、貝雷梁變形值均滿足方案設計要求。在混凝土澆筑過程中進行了實測，貝雷梁跨中撓度最大值30 mm，小于方案設計的32 mm最大值。型鋼架主梁撓度最大值2 mm，滿足方案設計要求。

3.7 拆除平臺

待屋面板混凝土強度滿足要求，具備拆除條件后，進入支撐架體、平臺拆除工序。

拆除順序：滿堂架拆除—工字鋼拆除—腳手板拆除—貝雷梁拆除—型鋼架拆除。

模板、腳手架拆除工藝、工序同常規(guī)模板拆除工藝工序拆除。工字鋼收入樓板板面，后使用手動叉車配合塔吊調(diào)運至地面。

貝雷梁拆除：由于屋面板下空間有限，支撐平臺離屋面板距離較近，吊車臂伸入無法完成起吊作業(yè)，故在已完成屋面架設兩臺2 t卷揚機實施，利用屋面板預留吊裝孔直接將貝雷梁吊至地面，吊裝孔對應貝雷梁起吊點在屋面板結(jié)構(gòu)施工時留設，如圖9所示。

型鋼架拆除：搭設臨時作業(yè)平臺，切割后用80 t吊車吊至地面。

4 安全質(zhì)量控制措施

（1）施工前對平臺、支撐架體以及受力結(jié)構(gòu)建立BIM模型，進行全面受力分析，確保安全。經(jīng)計算，屋面板施工荷載不大，但傳遞至貝雷梁后集中荷載較大，承載框架梁承受荷載超過設計值。經(jīng)過設計復核檢算，對承載梁梁鋼筋進行加強設計，且在施工時采取承載梁下部兩層架體不拆除的分荷措施。

（2）利用BIM模型模擬施工過程，檢驗施工工序安排，組織對施工人員進行書面技術(shù)交底和三維可視交底。施工過程中嚴格執(zhí)行方案，嚴格進行工序驗收。

（3）做好平臺安裝精度和焊接質(zhì)量控制，加強構(gòu)件吊裝安全管控，做好安全保障措施，確保施工安全。

（4）對貝雷梁支座處作防滑處理，對承載梁混凝土面進行保護，防止集中受力損壞。

（5）嚴格按照拆除方案拆除，設立拆除作業(yè)禁區(qū)，加強作業(yè)安全管控。

5 結(jié)束語

本文以興文世界級旅游目的地旅游服務綜合體工程中酒店和商務辦公連接屋面板施工為例，介紹了型鋼架+貝雷梁+工字鋼組合形成平臺作為超高大跨度屋面結(jié)構(gòu)施工支撐基礎的施工方法。該方法的成功實施，保證了施工安全質(zhì)量，保證了工期，降低了施工成本，為類似工程施工提供了借鑒。

參考文獻

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