大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝貝雷架快拼支撐胎架應(yīng)用

張可 董克松 彭曉東 徐鋒鋒

中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司 北京 102600

1 引言

大跨度鋼結(jié)構(gòu)在實際房屋建筑、公路橋梁設(shè)計中較為常見，施工方法多樣，其中分段吊裝最為常見。此類施工方法過程中需采用臨時支撐胎架對鋼構(gòu)件進行臨時支撐，一般采用鋼管、槽鋼、工字鋼等型鋼現(xiàn)場焊接成格構(gòu)式胎架作為臨時支撐措施，制作時間、材料及人工投入較大并且施工完成后材料損耗較高，可周轉(zhuǎn)率較少。對于此種施工問題，施工現(xiàn)場采用標(biāo)準(zhǔn)貝雷片組拼成支撐胎架，材料可租賃，周轉(zhuǎn)率高，施工效率快。

2 工程概況

北京新機場1～5#停機庫屬于北京新機場公務(wù)機樓項目的子項目，各停機庫鋼結(jié)構(gòu)均為管桁架結(jié)構(gòu)，柱為鋼筋混凝土柱，局部輔房為鋼框架結(jié)構(gòu)。管桁架最大單跨度84m，含水平桁架、倒三角型桁架及矩形桁架三種類型，弦高2m～5.5m，1#～4#停機庫弦寬4m，5#停機庫弦寬2m。主弦桿及腹桿采用鋼管，材質(zhì)均為Q355B，主弦管與腹管采用相貫線焊接連接。施工方法為整榀桁架分段吊裝，過程中采用臨時胎架作為支撐并提供焊接平臺。

3 貝雷架支撐胎架對比傳統(tǒng)型鋼焊接格構(gòu)式支撐胎架使用的優(yōu)勢

對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝，單元構(gòu)件噸位重，如采用鋼管腳手架型式胎架作為支撐胎架，安全性、經(jīng)濟性不高，故此處不作為對比項。

貝雷架支撐胎架使用優(yōu)勢如下：

（1）可租賃：型鋼材料價格起伏大，存在材料采購風(fēng)險，而貝雷片租賃價格長期穩(wěn)定，可規(guī)避風(fēng)險。

（2）節(jié)約工期：租賃貝雷片運至現(xiàn)場，按照圖紙進行支撐胎架拼裝，使用插銷對貝雷片進行組拼至設(shè)計標(biāo)高，相較于現(xiàn)場制作胎架，提高支撐胎架施工速度，可以縮短工期，由于安拆簡便快捷，對于工程內(nèi)部周材流水效率，十分明顯。

（3）減少安全隱患：貝雷架支撐胎架，均采用標(biāo)準(zhǔn)貝雷片通過插銷組拼而成，不涉及焊接、氣割等動火作業(yè)，控制風(fēng)險源，減少安全隱患。

（4）安拆簡便：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)貝雷片拼裝，插銷連接，安拆簡便快捷，胎架組拼精度遠(yuǎn)大于現(xiàn)場制作格構(gòu)柱胎架。

（5）周轉(zhuǎn)率高：貝雷片材質(zhì)為16Mn，剛度大。租賃成品時已做好防腐涂裝，不易銹蝕。由于自身剛度大，現(xiàn)場在進行安拆時，不易變形，周轉(zhuǎn)回收率可達(dá)95%以上。

（6）節(jié)約成本：通過施工現(xiàn)場實際對比分析，租賃貝雷片作為支撐胎架成本小于現(xiàn)場制作格構(gòu)柱胎架成本，主要體現(xiàn)于人工及材料費用。

4 貝雷架支撐胎架安裝方法

4.1 適用工況

適用與所有鋼結(jié)構(gòu)大節(jié)段安裝施工（如圖1），施工場地盡量平整并硬化，如通過驗算地基承載力不夠，需要做地基處理。

圖1 安裝施工階段圖

4.2 拼裝方法

（1）貝雷片進場驗收，主要審核合格證等物資進場資料，檢查進場材料涂裝是否到位，過于銹蝕影響施工安全性。

（2）進場標(biāo)準(zhǔn)貝雷片進行小單元拼裝

以兩排兩列貝雷片為一個小拼裝單元（1.5m×6m），在拼裝地面設(shè)置4塊方木，將2片3m×1.5m貝雷片按設(shè)計間距立放于端跨兩個塊方木上，連接貝雷片首尾1.35m×1.5m支撐花架，緊固花架螺栓，對接第3片和第4片貝雷片公母扣，栓上貝雷銷，插入防松脫插針，連接末端支撐花架，即完成對應(yīng)小單元拼裝。

圖3 小單元拼裝示意圖

（3）豎向拼裝

單個小單元拼裝完成后，進行豎向高度拼裝，上下層標(biāo)準(zhǔn)單元弦桿平行對齊，通過螺栓連接上下弦桿上的螺栓孔（如圖1），使上下層片單元貝雷片連成整體，直至拼裝至設(shè)計高度。根據(jù)支撐的結(jié)構(gòu)形式不同，在貝雷片組裝成的支撐胎架上設(shè)計合理的上部模架，以保證支撐胎架與所支撐結(jié)構(gòu)可靠連接，豎向受力平衡，且上部模架可以作為焊接平臺。以中建三局集團有限公司承建的北京新機場公務(wù)機樓工程鋼結(jié)構(gòu)支撐胎架型式為例（如圖2）。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)貝雷片構(gòu)造示意圖[4]

圖4 豎向貝雷片弦桿對接示意圖

（4）頂部模架安裝

因為貝雷片的豎向模數(shù)為1.5m或2m，故采用貝雷片拼裝至支撐高度以下，高差部分采用型鋼制作支撐模架，因型鋼材質(zhì)（Q235B）與貝雷片（16Mn）可焊性較差，一般采用U型螺栓將上部型鋼支撐模架進行連接（根據(jù)所支撐結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計相對應(yīng)的支撐模架，以中建三局集團有限公司承建的北京新機場公務(wù)機樓項目各停機庫單體為例，機庫屋蓋為倒三角桁架，設(shè)計上部支撐模架如下圖。根據(jù)所支撐的結(jié)構(gòu)形式不一，設(shè)計合理的上部支撐模架）。

圖5 胎架頂部支撐模架安裝示意圖

（5）抗傾覆措施

施工現(xiàn)場工況復(fù)雜多變，支撐胎架拼裝、定位完成后，在胎架底部采用鋼板制作夾具，通過膨脹螺絲與地面混凝土擴大基礎(chǔ)或地面混凝土結(jié)構(gòu)固定。特殊天氣，可在四周增加纜風(fēng)繩保證支撐胎架穩(wěn)定性[4]。

圖6 胎架穩(wěn)固措施

（6）現(xiàn)場應(yīng)用

圖7 現(xiàn)場應(yīng)用照片

根據(jù)標(biāo)高、構(gòu)件重量等現(xiàn)場工況，設(shè)計滿足安全性、經(jīng)濟性的貝雷片支撐胎架。現(xiàn)場按照上述平面、豎向拼裝方法，拼裝各尺寸支撐胎架。個別情況下，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)模數(shù)無法匹配出設(shè)計支撐高度，可采用少量型鋼填補余下高差部分支撐。

4.3 拆除方法

鋼結(jié)構(gòu)安裝完成形成整體結(jié)構(gòu)體系，進行卸載。卸載完成后，拆除支撐胎架，拆除方法如下：

用汽車吊先吊住一側(cè)貝雷架單元，用2t手動葫蘆拉住一側(cè)貝雷架單元，拆除該單元與架體的連接插銷，緩慢松出葫蘆，使該單元豎直無側(cè)向晃動，配合溜繩將其放至地面（溜繩應(yīng)提前綁好），采用汽車吊配合手動葫蘆與溜繩的方法可將整個架體貝雷架拆除完成。

4.4 質(zhì)量控制

（1）貝雷片、鋼板、型鋼應(yīng)有產(chǎn)品質(zhì)量合格證[3]；

（2）臨時胎架制作材料均應(yīng)材料復(fù)試[1]；

（3）胎架整體垂直度小于L/1000且不大于10mm，標(biāo)高偏差±5mm[1]；

（4）上部型鋼模架均采用角焊縫連接，嚴(yán)禁出現(xiàn)假焊、氣孔、夾渣等質(zhì)量通病[1]，影響模架結(jié)構(gòu)受力。

4.5 安全措施

（1）施工前，專業(yè)責(zé)任師必須對工人有安全交底，進入施工現(xiàn)場人員必須戴好安全帽，高空作業(yè)必須用安全帶，并要系牢。做好結(jié)構(gòu)的臨邊防護及安全網(wǎng)的設(shè)置。不適合高空作業(yè)者不得進行高空作業(yè)。特殊工種人員必須持證上崗。

（2）落實“安全第一，預(yù)防為主”的方針，現(xiàn)場內(nèi)各種安全標(biāo)牌齊全、醒目，嚴(yán)禁違章作業(yè)及指揮。現(xiàn)場危險地區(qū)懸掛“危險”或“禁止通行”的明顯標(biāo)志，夜間設(shè)紅燈警示。

（3）每層胎架安裝完成，需要檢查插銷保險卡、螺栓是否上緊，均無異常后方可安裝下一層。

（4）貝雷架支撐胎架豎向須設(shè)置安全爬梯，安裝貝雷片時正確佩戴安全帽、安全帶。

（5）嚴(yán)禁向作業(yè)面外拋雜物和胎架零部件。

（6）材料要隨上隨用，避免大量堆放，防止掉落傷人。

（7）當(dāng)整個支撐胎架安裝完成后，在頂部及時鋪設(shè)鋼跳板作為施工平臺，四周掛兩道生命繩。

（8）貝雷片吊裝前,應(yīng)檢查吊裝用繩索、卡具及每塊模板上的吊環(huán)是否牢固可靠，然后將吊鉤掛好，拆除一切臨時支撐，穩(wěn)起穩(wěn)吊，禁止在不用掛鉤的情況下吊運貝雷片，嚴(yán)禁用人力搬運大貝雷片。吊裝過程中，拉好纜風(fēng)繩，嚴(yán)防貝雷片大幅度擺動碰到已安裝的胎架或其他既有結(jié)構(gòu)，5級以上大風(fēng)禁止吊裝。

5 結(jié)語

在鋼結(jié)構(gòu)施工中，經(jīng)常性使用大量支撐胎架，采用貝雷架快拼支撐胎架，在滿足安全性的前提下，有效提高施工速率及材料周轉(zhuǎn)，便于施工內(nèi)部流水安排，成本相較于一般型材格構(gòu)式支撐胎架有所減低，施工簡便快捷環(huán)保。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝配式拼裝，形式美觀，綜合優(yōu)勢明顯。此類支撐胎架體系可引申用于其他結(jié)構(gòu)施工支撐措施，值得在同類工程中推廣應(yīng)用。