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超高大跨度多层连廊工程支撑系统的设计及施工优化

2014-11-16谢泽辉

中国新技术新产品 2014年12期
关键词:连廊支撑体系立杆

谢泽辉

(广东省恩平市第一建筑工程有限公司,广东 恩平 529400)

一、某连廊工程概况

某软件园项目建筑面积五万平方米,层高六层,其中地下室一层、地上六层,四层以下由地下室顶板起分为二座塔楼。连廊工程是A、B两栋楼由四至六层结构(标高13.2米)连接起来并由顶层钢筋混凝土桁架反向承重,该连廊跨度长达47.16米,纵向宽度16米,支撑高度14米(地下室顶板-0.9米)。平面图如图1所示:

由以上情况可知,该连廊工程具有超高超重大跨度的特点,给连廊工程支撑系统的安全、质量带来严重威胁。因此,连廊工程支撑系统的优化设计及施工控制将发挥更重要的作用。

图1

二、连廊工程支撑方案的设计思路

根据本工程及施工企业的实际情况,从施工进度、施工经验及施工资源等情况进行分析,支撑系统选择使用满堂红扣件钢管脚手架+型钢加强立柱+型钢龙骨的组合支撑体系。本支撑体系将设计在地下室顶板上,地下室顶板经回顶加固后支设满堂红承重脚手架。下面是方案设计的思路:

(1)该连廊模板工程的支设属超高超重大跨度支撑,因四至六层结构荷载由顶层钢筋混凝土桁架反向支承,经计算其施工总荷载超过10kN/ M2,并且该支撑体系在连廊顶层钢筋混凝土桁架达到设计强度之前将一直承受上述三层结构及桁架的结构等施工总荷载。针对这一特点,如何在保证支撑体系有足够的强度、刚度和稳定性的前提下,采取经济可行的支撑体系是本次支撑系统设计的重点。

(2)若采用全钢柱、钢托架或钢管门型架支撑体系,虽然该体系保险系数大,能够满足连廊在超重、超高大跨度等方面的施工要求,但其缺点是需增大资金成本的投入,加至施工班组对该支撑体系的施工操作技术也较为陌生,不利于施工安全及施工进度的推进。

图2 承重平台型钢梁结构计算简图

(3)针对该工程有空间大、多层超重等特点,为保证模板支撑系统有足够的强度、刚度和稳定性,我们对工程结构分布进行了研究分析,该连廊四至六层的结构分布基本上是匀均对称的:横向总跨为47.16米,结构图中纵向框架梁共六跨开间间距基本为8米,且承受支撑体系的地下室顶板结构也与楼面结构的梁柱相对应;因此具备了满堂红扣件钢管脚手架+型钢加强立柱+型钢龙骨的化整为零的组合支撑体系。

(4)设计总体思路是将六跨开间分为三个区域,在连廊二端第三跨梁柱位的位置分别设置三条型钢加强立立柱直接支承在地下室顶板上(如上图所示),再以工字钢支承梁底横向工字钢龙骨,工字钢底面直接搁置在扣件式钢管架立杆顶端的特制可调支托上,使扣件式钢管脚手架支撑立杆处于轴心受压状态。根据荷载情况,计算立杆的强度和稳定性,得到扣件式钢管支撑架的纵、横间距和步距。在此基础上采用必要的构造措施,可解决在超高超限梁模板支撑系统中采用型钢组和扣件式钢管支撑架的安全问题。

3 支撑系统的施工技术措施

重点考虑连廊工程支撑体系的安全、成本、施工进度等因素,使用了平台式承重方案。主要承受来自连廊上三层楼层传递的荷载,有楼层自重,连廊四层以上模板脚手架及顶层未达到设计强度的钢筋混凝土桁架的自重等。

3.1 支撑系统的计算

承重方案采用平台式承重方案,通过PKPM施工软件与清华大学力学结构求解器相结合使用计算,其承重平台型钢梁计算见图如图2(验算过程略).

3.2 支撑平台的支设

为了方便承重平台的安装与施工人员的安全,在其下部支设一个操作平台及防护封闭网。操作平台从地面开始搭设,共两层,搭设的同时需要考虑到后期拆除的方便。

3.3 型钢承重平台的支设

型钢承重平台搭设在地下室顶板上,承受上面三层楼层荷载。主龙骨可采用12b工字梁,在扣件式钢管架立杆顶端的特制可调支托上,可使用12b工字梁作为主梁的下部斜撑,次梁使用10号工字梁,同主龙骨垂直放置,连廊二端8米跨柱位的位置设置型钢加强立立柱与主龙骨满焊连接,保障整个承重平台不发生偏移。

3.4 连廊工程承重支模的支设

本工程的连廊结构承重支模的搭设必须严格按照相关规范要求进行,保障立杆之间距离布置的规范。可使用直径为48mm×3.5mm钢管,楼板出立杆间距不超过900mm,梁底立杆最大纵向距离不超过450mm,步距不能超过1.5m;梁底支模使用双立杆顶托;钢管立杆立在16工字钢上,并每个立杆均需焊套筋,避免侧向滑移的发生。

4 支撑系统脚手架施工优化

4.1 立杆基础

脚手架支设平台的基础搭设在负一层地下室-0.9米顶板结构楼板上,因此负一层地下室需进行回顶加固。回顶范围在支架水平投影范围内,亦采用扣件式钢管支架,上下用80mm×80mm枋木作座垫,用螺丝托上托旋紧,立杆距离为双向500mm,,并在四边设置连墙、连柱杆增强稳定性。支撑体系脚手架的落地立杆必须垂直稳定放在金属底座上,同时设置纵横向扫地杆。

4.2 脚手架与建筑物的拉结

脚手架与建筑物的拉结需使用刚性拉结,需达到以下技术要求:水平方向不能超过7米,垂直方向不超过4米处需设置拉结点,同时转角7米与脚手架顶部80厘米范围内需加密处理。

4.3 立杆间距与剪刀撑的设置

脚手架底部高度不能超过2米,其它层均不能超过1.8米,并且横向间距保证在1.5米以内。在脚手架外侧,水平方向不超过9m处,是剪刀撑呈45°到60°在上下左右连续设置,同时超过顶部大横杆。

4.4 脚手板与防护栏杆

脚手架支撑体系外侧需使用超过2000目/cm2的密目式安全封闭网,使用粗细超过18号铅丝绑扎在立杆内侧。脚手架从第二步开始需在1.2米为起点,每隔30厘米高设置同材料的防护栏杆与踢脚杆,如果施工过程中遇到门窗洞口也需设置。脚手架的外立杆需超过檐口1米到1.5米。

4.5 杆件搭接

立杆、剪刀撑等必须使用对接方式,大横杆采用对接或搭接都可以。杆件搭接长度需控制在40厘米内,并且紧固扣件使用量需两只以上。相邻杆件之间需错开一个档拒,处在一个平面的搭接头数量不能大于总接头数的一半,并且小横杆伸出立杆长度在10厘米以上。

4.6 架体内封闭

如果内立杆离墙体距离超过20厘米以上,需设置站人片,施工层下面需每隔三步,底排内立杆同建筑物之间需使用相应的密目网进行封闭工作。

4.7 脚手架材质

需选择使用外径、壁厚达到工程要求的钢管,并且腐蚀、裂缝、变形需达到相关标准要求。

5 注意事项

(1)工程施工方案必须通过有关专业综合论证,后经施工负责人与监理方同意并签字后才能实施。

(2)钢平台的吊装、拆除工作必须由具有相应资质的施工单位进行,同时做好安全预防工作,避免安全事故的发生。

(3)施工中用到的钢管、扣件等必须满足相关规范要求。

(4)在操作平台下方使用安全网,并划出一定的安全范围,禁止人员在其中活动,防止高空坠物伤人。

(5)连廊工程支撑体系在使用时,需严密监测系统的位移,将位移值控制在安全范围以内,重点监测两边塔楼的相对位移。

(6)浇筑混凝土前必须对整个支撑体系进行全面的查验,保证施工与专项方案的一致性。

(7)拆除承重架时,禁止将拆除的材料、设备等堆放在操作平台上。

结语

本工程超高大跨度多层连廊工程使用落地式脚手架组合支撑系统,通过优化设计与施工控制,使工程各项指标满足相关规范要求。并且达到了缩短工期,节约了成本的目的,带来了良好的经济效益。

[1]陈利彬.超高、大跨度混凝土结构模板施工[J].福建建设科技,2005(03).

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