超高漸變式中庭涂料涂裝施工關鍵技術

章國超 盧 玉 王 軍 王煒萍 王 濤

浙江中天恒筑鋼構有限公司 浙江 杭州 311305

1 工程概況

崗廈天元花園6棟工程地處深圳福田區(qū)崗廈河園片區(qū)深南大道南金田路東，結構主體由鋼筋混凝土核心筒和鋼結構外框組成，地下4層，地上71層（包括屋面層），建筑高度為375.55 m，總建筑面積約為144 766.7 m2。

本工程的中庭鋼結構數量為2個且隨層高逐漸往內收縮。其中，56層的中庭平面位置分別位于（①—③）軸/（C—G）軸、（③—④）軸/（C—G）軸，至69層時，中庭平面位置分別收至（①—③）軸/（D—G）軸、（③—④）軸/（ D— G）軸，具體布置如圖1所示。中庭鋼結構標高為244.55～302.40 m（56層～69層），總高度57.85 m。每個中庭鋼結構由6榀平面桁架柱以及每2層設置一道的橫向平面桁架組成。桁架構件規(guī)格為P299 mm×16 mm、P351 mm×20 mm、P402 mm×25 mm，P273 mm×12 mm等，材質為Q345B，中庭鋼結構三維如圖2所示。

圖1 鋼結構平面布置示意

圖2 鋼結構三維示意

56層～57層的涂裝要求為：封閉底漆＋2 h室內膨脹性防火涂料＋配套膩子＋氟碳金屬漆；58層～69層的涂裝要求為：封閉底漆＋配套膩子＋氟碳金屬漆。

2 施工重、難點及方案選擇

2.1 施工重、難點

1）施工作業(yè)高度高，安全防護難度大。本工程中庭最大施工高度為58 m，施工高度高且施工范圍廣，安全隱患多，安全防護難度極大。

2）施工工作量大，質量要求高，工期要求緊。本工程中庭鋼結構涂裝面積約為12 000 m2，又因中庭為室內外露鋼結構，施工要求高。需在封閉底漆的基礎上加批配套膩子，打磨光潔后，涂裝氟碳面漆。

3）現場各專業(yè)交叉施工多，無法使用傳統(tǒng)吊裝機械。本工程涂料涂裝時，主體結構以及外幕墻已施工完成，塔樓外部已完全封閉，無法使用類似塔吊等吊裝機械進行施工，且二次結構、設備安裝以及內幕墻等多專業(yè)正在施工，交叉作業(yè)多，施工工況復雜。

2.2 施工方案選擇

本工程中庭涂料涂裝范圍廣，涂裝高度高。選擇滿足安全、質量、進度要求且兼顧經濟性的施工方案顯得尤為重要。

1）采用滿堂腳手架施工：架體搭設高度將達到58 m，措施量大，且需施工一層后往上搭設一層，涂裝工及架子工存在間歇性窩工的現象，不利于成本以及工期控制。

2）采用懸挑架施工：懸挑架生根于各層樓面，懸挑長度達到7 m，措施量大，影響安全施工，且部分樓層的二次結構以及內幕墻施工完畢，該部分樓層并不具備相應施工條件。

綜合上述施工重難點及施工方案的優(yōu)、缺點，最終選擇螺栓球網架作為施工平臺，使用卷揚機作為提升動力。

3 施工方案設計

3.1 總體施工思路

1）在5 6 層樓面上搭設螺栓球網架施工平臺，網架網格尺寸為1.0 m×1.0 m×0.5 m，桿件尺寸為P48 mm×3.5 mm。隨著網架施工提升，通過安拆螺栓球網架使施工平臺適應不斷變化的中庭結構，避免平臺與結構碰撞，最大限度地保證其余單位的施工工作面。

2）在69層樓面設置提升雙拼HN350 mm×175 mm型鋼梁作為卷揚機的提升平臺，兩根H型鋼間使用鋼板將其連接為一體以保證鋼梁面外穩(wěn)定性。

3）提升作業(yè)時，利用卷揚機配合鋼絲繩提升網架平臺；涂裝作業(yè)時，在提升點相鄰螺栓球上各設一道與提升鋼絲繩等規(guī)格的鋼絲繩作為受力繩索，此時卷揚機鋼絲繩不受力，僅作為受力繩索失效時的第二道防線，而水平方向則使用抱箍固定于桁架鋼管柱上。

3.2 提升平臺梁設置

考慮某些專業(yè)單位已完成施工，結合螺栓球網架及其提升節(jié)點的平面位置對提升平臺梁的位置進行放樣，提升平臺梁多位于69層樓板位置處。具體位置如圖3所示。

圖3 提升梁布置

本工程考慮使用樓板作為提升梁的承力結構，采用樓板抱箍固定提升梁于樓板上，具體構造做法如圖4所示。

圖4 節(jié)點構造

3.3 提升動力設置

因網架平臺質量輕，提升點布置多，涉及多次提升，考慮施工便捷性，并結合工程實際，提升動力選擇為電動卷揚機。同一個網架平臺的多個卷揚機控制器集成至一個總控制器進行集成控制，使得所有的卷揚機可以同步啟停，同時每臺卷揚機配備相應的分控制器以實現單獨啟停，以確保在提升過程中進行單點調節(jié)，消除提升時累積誤差的影響，保證網架平臺的空中姿態(tài)。

3.4 施工平臺設置

中庭涂裝施工平臺采用大小兩個螺栓球網架平臺，網格尺寸均為1.0 m×1.0 m×0.5 m，桿件尺寸均為P48 mm×3.5 mm，材質為Q235B，具體布置如圖5所示。

圖5 施工平臺布置

網架平臺實際施工時，根據中庭結構的變化進行實時安拆以及吊點的調整，以適應中庭以及其他混凝土結構的變化，避免提升時主結構對施工平臺的干涉，操作如下：

1）于56層拼裝施工平臺，左側手拉葫蘆提升吊點設置在59層桁架柱位置，右側提升吊點設置在69層卷揚機上，并在卷揚機提升點設置受力繩索（圖6）。

圖6 施工平臺拼裝

2）提升1.5 m后，暫停提升，調整施工平臺空中姿態(tài)后進行涂裝施工（圖7）。

圖7 施工平臺空中姿態(tài)調整

3）往復以上步驟涂裝施工至58層（圖8）。

圖8 涂裝施工至58層

4）當提升到58層樓面上方時，采用接裝法安裝右側2個網格，并在設計位置設置卷揚機提升吊點以及受力繩索；左側手拉葫蘆提升點拆除后，拆除1個網格（圖9）。

圖9 58層樓面上方網格接裝與拆除

5）當涂裝施工提升至63層樓面上方時，再拆除左側1個網格結構。

6）待中庭涂料施工完畢后，利用卷揚機將施工平臺放至56層樓板后拆除。

3.5 局部伸縮式懸挑施工平臺設置

56層～57層、58層～59層、63層～64層等位置因涉及平臺網格拆除，施工平臺距離主體鋼結構較遠，涂裝施工較為不便，因此在此部位設置伸縮式懸挑施工平臺以滿足施工需求：在施工平臺上弦球上設置規(guī)格為P48 mm×3.5 mm的抽拉桿，抽拉桿橫跨3個上弦球，通過套管（規(guī)格為P50 mm×4 mm）節(jié)點固定于上弦球上；斜撐桿件規(guī)格為P48 mm×3.5 mm，通過腳手架扣件與抽拉桿連接，通過斜撐節(jié)點與下弦球相連，具體如圖10所示。

圖10 伸縮式懸挑施工平臺

3.6 網架施工平臺配重設置

本工程網架施工平臺因實際工況、使用需求等原因導致提升點及受力吊點布置不均勻，使用時網架重心偏位。因此設計時在局部設置相應集中力以平衡施工平臺。實際操作時，采用以下結構實現網架配重：在螺栓球加工工藝孔上設置螺桿固定配重鋼板，實現網架結構只能通過節(jié)點傳遞荷載的設計假定；增減配重鋼板的數量以實現配重的精準配置，使其符合設計狀態(tài)。具體做法如圖11所示。

圖11 網架配重節(jié)點

4 網架平臺計算分析

1）為確保設計邊界符合實際提升時的工況，邊界條件設置如下：約束提升點或受力吊點的豎向位移，且不得出現豎向拉力；釋放水平方向位移，但為保證模型在計算時收斂，水平方向添加剛度較小的彈簧約束。

2）荷載工況：根據JGJ 7—2010《空間網格結構技術規(guī)程》，網架自重系數取1.3；根據GB 50009—2012《建筑結構荷載規(guī)范》，提升時的動力系數取1.1；取腳手板自重荷載為0.2 kN/m2；配重以點荷載形式加至上弦球上，大小為3 kN；施工人員不超過10人，設備和涂料總質量不超過750 kg，最大質量共計1 500 kg，考慮人員不均勻站位，取平臺總投影面積的一半換算成上弦均布活載；考慮卷揚機提升時的不均勻性較穿心式液壓提升時更大，根據經驗，采用在提升節(jié)點處添加節(jié)點強制位移，大小為100 mm。

3）最終得到網架平臺滿足各工況使用要求，其中均勻提升工況下，桿件最大應力比為0.23，安全儲備較大，計算結果如圖12所示。

圖12 計算結果

5 結語

本文結合崗廈天元花園6棟位于56～69層的超高漸變式中庭涂料施工，剖析了該工程施工的重、難點，分析了各個可采用施工方案的優(yōu)、缺點，并對實際采用的方案進行了重點闡述。整個施工過程可為今后類似工程提供參考。

[1] 章國超,俞福利,施元強,等.新建沈陽南站東西站房66 m跨網架提升施工技術[J].施工技術,2015,44(20):63-65.

[2] 王濤,廖維張,馬長濤.某機庫鋼結構網架屋蓋整體提升施工關鍵技術研究[J].施工技術,2015,44(20):81-85.