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大跨度钢筋桁架楼承板吊挂支撑施工工艺及操作要点

发布时间:2021/11/18 点击量:
部分跨度过大需要底部支撑的楼承板的施工,往往受制于下层楼板混凝土的浇筑进度和混凝土的强度。当下层楼板混凝土浇筑进度和强度无法满足上层大跨度钢筋桁架楼承板的回顶支撑施工条件时,可采用在上层楼板大跨度钢筋桁架楼承板跨中增加支撑钢梁或支撑角钢,但此做法施工工序繁琐,难度较大,成本高且资源浪费较多。
 
一、工程概述
 
厦门英蓝国际金融中心位于厦门市湖里区,与金门岛隔海相望。总建筑面积500000㎡,共4栋塔楼,T1、T2塔楼地下4层地上42层,结构高度184.6m,T3南、北塔楼地下4层地上38层,结构高度176.0m,浇筑外框混凝土楼板所用模板为钢筋桁架楼承板,总铺设面积250000㎡。
 
厦门英蓝国际金融中心项目作为市重点项目,政府及业主对项目施工进度、质量高度重视,项目建设情况受到社会各界广泛关注。政府和业主要求加快本项目的施工进度,本工程各塔楼每一层均有5~10处不等的超长钢筋桁架楼承板跨区,之前本项目外框楼盖按照自下而上的顺序逐层施工,上一楼层的大跨度钢筋桁架楼承板临时加固采用钢管架回顶支撑,此做法要待混凝土浇筑楼层的下层楼板浇筑完成并达到一定强度,施工周期过长,已经不能满足本项施工进度需求,若能实现上、下楼层或多个不同楼层同时进行大跨度钢筋桁架楼承板临时支撑施工,便能实现上、下楼层或多个不同楼层楼板混凝土同步浇筑,可加快施工进度。
 
二、方案比选
 
本项目施工时间紧张,为了能在理想时间节点前完成项目施工,决定采用能够实现不同楼层大跨度钢筋桁架楼承板同时进行的支撑加固施工工艺取代之前逐层施工的做法。
 
(1)方案一。在大跨度钢筋桁架楼承板铺设之前,在其中部下方通过刚接或铰接的方式设置支撑钢梁,涉及的主要施工环节包括近核心筒端提前预埋支撑钢梁的预埋件,大跨度钢筋桁架楼承板铺设之前安装跨中支撑钢梁,混凝土楼板浇筑完成并达到一定强度后拆除钢梁,周转其余待施工楼层使用。各环节耗费成本较大,钢梁拆除周转不便,做法示意如图1所示。
 
图1 方案一做法示意
 
(2)方案二。在大跨度钢筋桁架楼层板铺设之后使用吊挂支撑系统对楼承板进行临时加固,其中涉及的主要环节为:将吊挂支撑系统的夹具通过螺栓与上一楼层钢梁下翼缘固定,在超常规长度板跨中部放置通长加固钢筋,吊装支撑系统下方通过钢丝绳花篮螺栓、S形弯钩等部件与加固通长钢筋连接,混凝土楼板浇筑完成并达到一定强度后通过调节上部夹具螺栓完成吊挂支撑系统的拆卸。吊挂支撑系统制作难度小及成本较小,安装、拆卸、周转便捷,做法示意如图2所示。
 
图2 方案二做法示意
 
经综合分析,决定采用方案二。
 
三、工艺原理
 
对钢筋桁架楼承板进行深化设计时,对不同规格的钢筋桁架楼承板简支板和连续板的受力进行计算,识别出挠度过大、需要进行跨中支撑的钢筋桁架楼承板。针对这部分大跨度钢筋桁架楼承板,设计1套吊挂系统,包括加固用的通长钢筋、S形拉钩、花蓝螺栓、钢丝绳、可拆卡扣,如图3所示。在楼承板的桁架钢筋内放置加固用的通长钢筋以分散受力,S形拉钩挂住通长钢筋,通过花蓝螺栓、钢丝绳与固定在上层钢梁翼缘上的可拆卡扣连接,利用卡扣和钢丝绳将楼承板反拉吊挂于上层钢梁,解决钢筋桁架楼承板下挠和拉点位置应力集中的问题。在吊挂系统设计时,还需对钢丝绳及卡扣进行计算,确定不同部位楼承板吊挂钢丝绳和卡扣的规格、间距。
 
图3 钢筋桁架楼承板吊挂系统示意
 
四、技术特点
 
(1)操作便捷,工效高。采用夹具将上拉钢丝绳悬挂固定在待浇筑混凝土楼层的上一层钢梁上,无需花费大量人工及材料搭设钢管架用以支撑大跨度钢筋桁架楼承板。
 
(2)加快施工进度,施工安排灵活。采用悬挂式支撑方式,上拉固定不仅效率快,还满足外框楼层跳跃式混凝土浇筑,大大提高现场施工的灵活度,无需受制于下层混凝土楼板的施工进度。
 
(3)安全可靠。钢筋桁架楼承板的无支撑跨度、钢丝绳、卡口的受力经过验算,满足现场施工安全,验算方法成熟可靠。
 
五、工艺流程及操作要点
 
1、施工工艺流程
 
施工工艺流程为:钢筋桁架楼层板铺设→加固通长钢筋放置→钢丝绳、卡扣安装→混凝土浇筑→钢丝绳、卡扣拆除周转。
 
2、施工操作要点
 
(1)钢筋桁架楼层板铺设
 
在钢筋桁架楼承板铺设过程中,搬运时应注意轻抬轻放,需要在钢筋桁架楼承板上行走时不能踩踏镀锌板面,应站立在桁架钢筋上防止钢筋桁架楼承板变形。
 
钢筋桁架楼承板铺设前,应按起始位置放设铺板时的基准线。对准基准线,安装块板,并依次安装其他板,采用标准板收尾。钢筋桁架楼承板铺设时应边铺设边点焊,降钢筋桁架楼承板支座竖筋与钢梁点焊固定。钢筋桁架楼承板安装时板与板之间扣合应紧密,防止混凝土浇筑时漏浆。钢筋桁架楼承板在钢梁上的搭接,板长度方向搭接长度不宜小于5d(d为钢筋桁架下弦钢直径)及50mm中的较大值。
 
(2)加固通长钢筋放置
 
为保证上拉加固时不出现应力集中在拉点位置,在桁架钢筋内放置加固通长钢筋以分散受力,避免因为受力集中造成桁架钢筋弯曲及焊点脱落。一般情况下,通过计算对于楼板厚度为120mm的标准层通长钢筋可采用20HRB400螺纹钢筋,需进行受力验算。
 
对于板厚大于120mm的非标准层需根据楼板厚度另行计算单位面积内混凝土相应的重量,进而进行通长加固钢筋的规格计算选用。
 
(3)钢丝绳、卡扣安装
 
根据计算结果,选择合适的钢丝绳及卡扣之后进行安装,安装时通过花篮螺栓调节其松紧度,钢丝绳不宜过紧,过紧会将楼承板拉高,混凝土浇筑未超出使楼承板下挠的重量便会使钢丝绳及卡扣受力,最后可能超出受力极限,钢丝绳过松则没有加固效果。钢丝绳松紧的标准为:钢筋桁架楼承板保持水平的同时,钢丝绳处于自然绷紧状态。
 
(4)混凝土浇筑
 
在混凝土浇筑之前须对悬挂支撑进行验收,以确保楼板浇筑的质量和安全。混凝土浇筑时泵管不可直接架设在钢筋桁架楼承板之上,为了防止钢筋桁架楼承板变形或焊点脱落,须在泵管下方铺设废旧轮胎或橡胶等可吸取泵管振动的较软物体,要及时移动泵管出料口防止混凝土在局部堆积过多产生较大的集中应力。
 
(5)钢丝绳、卡扣拆除周转
 
待混凝土强度达到75%的设计强度值后,可将悬挂支撑装的钢丝绳及卡扣拆除,并将下部连通长加固钢筋和花篮螺栓的S形弯钩超出混凝土面的部分割除,卸下的钢丝绳及卡扣可运至其他楼层重复使用。
 
六、质量保证措施
 
(1)固定卡扣的螺栓及卡扣无明显塑性变形、裂纹、严重锈蚀等缺陷,卡扣保证与钢梁翼缘固定卡紧,卡扣焊缝饱满。
 
(2)钢丝绳无磨损、松股严重、腐蚀等问题。
 
(3)每道钢丝绳的U形卡数目不少于3个,U形卡间距应为钢丝绳直径的6~7倍,相邻位置的U形卡以一正一反的朝向安装。
 
(4)悬挂支撑装置安装完成之后要满足钢筋桁架楼承板水平,钢丝绳自然绷紧。
 
七、安全保障措施
 
(1)钢筋桁架楼承板作业人员应了解其安装程序、安装方法,在进行钢筋桁架楼承板卸料及转运过程中应事先检查楼承板包捆是否打包牢固。(2)钢筋桁架楼承板未铺设区域不得拆除安全兜网。(3)在进行临边区域楼承板铺设施工时,被切割下的楼承板余料垃圾及时回收清理,以免被风刮落造成高空坠物。(4)钢丝绳不得扭劲几结扣,绳股不应凸出,各种使用情况安全系数不得小于标准。(5)悬挂装置的钢丝绳U形状不得反复拆卸,以免出现U形卡固定效果下降的情况。
 
八、经济效益分析
 
与传统搭设钢管架对钢筋桁架楼承板支撑相比,钢筋桁架楼承板采用悬挂式支撑固定可节省大量的辅助支撑材料及操作架的搭设,节省了材料费、人工费,同时提高了施工效率,以安装1个位置悬挂支撑装置为例,本技术与传统挂架回顶加固费用分析见表1。
 
表1 经济效益分析表元
 
结束语
 
大跨度钢筋桁架楼承板吊挂支撑施工技术在厦门英蓝国际金融中心项目施工中的顺利应用,为钢筋桁架楼承板铺设临时加固提供了1种安全、经济、可靠的新技术,该方法节省了钢管架搭设所需要的材料及工耗,能实现在不同楼层跳跃式平行施工。本技术的使用提高了钢筋桁架楼承板的固定质量、提高了工作效率,随着社会的发展,越来越多的高层或超高层建筑采用钢筋桁架楼承板作为楼盖体系,本技术每一个步骤都经过现场施工的检验,可为类似工程提供相关施工经验。
 
编辑概况:廖翌权(1994—),男,福建三明人,工程师,主要研究方向为钢结构建筑。
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