型钢混凝土高空连廊钢平台施工架技术研究

型钢混凝土高空连廊钢平台施工架技术研究

夏辉 ,曹兴 ,惠建栋

陕西建工第一建设集团有限公司

0 引言

随着城市建筑用地的日益紧张，建筑行业迅猛发展以及施工技术不断成熟，建筑形式越来越多样化和复杂化，高层双塔楼多个空中大跨度重型型钢连廊也将日益增多，目前，传统的空中连廊施工方案通常采用满堂脚手架搭设至施工楼层，或采用双向起重设备整体爬升预制混凝土构件至施工楼层的方法。

1 工程概况

天然产物研发、生产、物流中心项目1#、2#厂房，地上12层，9-11层连廊连接主体，共三层梁板结构，标高为32.650m-40.450m，结构尺寸为25.2m（长）*9m（宽）。主体形式为：主梁为型钢混凝土梁+现浇钢筋混凝土次梁、板，底层离地高度约32.5m。本工程在8层搭设架体平台用以支撑架体、结构及施工荷载。通过搭设架体平台，并优化架体支撑体系，降低施工作业难度，保证施工作业安全，降低施工成本。

2 架体平台设计

根据刘群文、邹栋良[1]搁置主梁的原理，设置搁置主梁+斜撑的模板架体平台。对平台进行整体受力分析和力学计算，确定搁置主梁的规格、斜撑规格、布置形式、次梁规格、架体立杆排布、型钢混凝土粱的加固方式等技术参数，然后进行BIM建模。根据计算结果确定各项技术参数，进行BIM施工模拟、材料用量统计，利用建模对管理人员及工人进行可视化交底，并确定施工安全保证措施。

搁置主梁采用连梁主体结构三层的型钢梁（H600*300*18*12）,并重新加工同搁置主梁规格的接长牛腿500mm，保证搁置位置为结构主梁过100mm。斜撑采用φ245*12的圆形钢管，次梁采用16#工字钢，斜撑之间采用100*100*5角钢设置柱间支撑，斜撑设置平面外拉结，水平拉结采用φ50*3.0无缝钢管，同点采用16#钢丝绳组合。

3 平台及主体结构有限元受力分析

通过有限元软件ABAQUS进行建模，工字钢和圆管采用实体单元进行建立，通过实体单元建立混凝土模块，钢筋构建后插入混凝土单元中。

本次计算工况分为三种：1、将上部施工荷载荷载的1/2施加在中间型钢梁，将上部荷载的1/4分别施加在两侧型钢梁上部；2、荷载组合考虑风荷载的影响；3、在连廊一层混凝土浇筑完成后，考虑连廊二层的施工荷载传递至型钢平台。

工况1计算中部搁置主梁承担荷载为1550.32KN，表面压强大小为198.75KN/㎡，两侧搁置主梁表面压强大小为99.375KN/㎡。斜撑、搁置主梁、混凝土结构均未超出结构最大强度，结构强度满足要求。

工况2计算中除风荷载外，其余荷载与工况1一致。斜撑、搁置主梁、混凝土结构均为超出结构最大强度，结构强度满足要求。

工况3计算中部搁置主梁承担荷载大小为1060.15KN，表面压强大小为135.92KN/㎡，两侧搁置主梁表面压强大小为67.96KN/㎡。斜撑、搁置主梁、混凝土结构均为超出结构最大强度，结构强度满足要求。

经有限元计算结果确定，此平台设计在各种工况下均不超过规范要求值，能够满足施工要求。

4 架体平台施工

4.1工艺流程

25.2m型钢混凝土高空连廊架体平台、主体受力分析→确定架体平台各材料型号→方案编制→专家论证→技术交底→预埋件安装→搁置主梁加工及安装→斜撑安装→次梁安装固定→平台架底封闭→架体搭设→监测点布设→模板安装→钢筋绑扎→混凝土浇筑→平台拆除。

4.2 施工控制要点

4.2.1 预埋件制作及安装：在8层主梁上埋置压环钢筋，压环钢筋采用直径为22mm的圆钢制作，预埋环锚入梁不小于500mm，上平面宽度为450mm，露出高度700mm。如图4所示。

4.2.2 主梁安装：原设计主梁长度不满足长于主梁100mm的要求，所以委托钢结构加工厂，加工长度为500mm，规格同型钢主梁的牛腿接长，腹板采用夹板螺栓连接，上下翼缘采用破口焊接，利用50t吊车，将三根H600*300*18*22型钢主梁吊装于8层已施工完成的楼板上，型钢下部采用30mm厚木板做垫板；将主梁穿于预埋环内，并用木楔填充与预埋环空隙部位，防止滑动及倾覆。  

4.2.3斜撑安装：利用吊车及倒链，将φ245*10圆形钢管斜撑临时固定，在主梁顶部预埋钢板，顶部支撑点与底部支撑点水平距离7000mm，底部和预埋钢板焊接，顶部与H型钢主梁螺栓连接，为防止产生滑移，对连接板两端部进行焊接，每侧3根，共计6根。在斜撑中部与7层悬挑梁之间使用φ50*3.0无缝钢管采用焊接连接，两侧三根斜撑中部位置同样分别使用两根圆形钢管进行焊接连接。在斜撑连接节点处，采用16#钢丝绳将主节点与混凝土构件进行平面外拉结，防止斜撑产生平面外形变，

4.2.4 安装次梁：次梁采用16#工字钢搭设，次梁搭设位置根据上部模板支架定位确定，保证模板支架坐落于次梁上，次梁与主梁连接部位采用U型环进行固定，并用木楔将空隙憋死，防止滑动及侧翻。对应结构次梁下部的16#工字钢与主钢梁进行焊接，防止主钢梁产生扭曲形变。

4.2.5 根据架体排布图如图8，立杆间距900*900mm，次梁下增加1根立杆，型钢主梁下设置三根立杆，在次梁工字钢上根据点位，紧固立柱钢管定位卡，方便立杆插入，做为防滑移措施。

  4.2.6为保证安全施工，平台吊装阶段，所有临边作业人员需正确佩戴安全带，在主梁远离楼层部位施工，使用专用吊车吊篮施工。在平台施工面上（混凝土浇筑作业面）挂设三条钢丝绳（生命线），平台上部作业人员必须正确佩戴并悬挂安全带与钢丝绳上进行施工作业。

4.2.7 平台及架体监测

监测平台在3种工况下的沉降、位移和变形，在三道主要的搁置主梁上跨中和两侧做应力监测片，在平台架体上按照搁置主梁位置设置三道共计27个监测点位，使用应力监测系统，在混凝土浇筑之前，在平台主梁位置架体立杆上布置观测点，在混凝土浇筑前、浇筑时、浇筑完成后3天内、二层连廊加载后、二层连廊混凝土浇筑过程中进行应力、变形、位移和沉降监测。

4.2.8混凝土浇筑

混凝土浇筑施工要点：1、混凝土浇筑，先进行主楼混凝土浇筑，再浇筑连廊部分。2、连廊混凝土分两次进行浇筑，第一次浇筑至板底，减少一次加载重量，隔两天后浇筑板混凝土；3、连廊混凝土浇筑采用对称浇筑的方式，即从两侧向中间对称浇筑。

4.2.9 平台拆除

平台搁置主梁在浇筑完成二层连廊后，需将搁置主梁拆除后安装至三层连廊结构中，搁置主梁和斜撑等组成的架体平台需要全部拆除。平台上满堂架拆除完成且混凝土修补打磨完成后后进行架体平台拆除。在16#工字钢上搭设钢管滑轨，工字钢放置于滑轨上，由室内人员将16#工字钢拉至室内。吊车进场准备，需用2台吊车，1台25吨吊车带吊篮举升2名拆除作业人员，1台80吨吊车固定吊紧拆除件。斜撑拆除时，吊车起臂至斜撑处，先固定吊住拆除件，先用气割拆除斜撑处水平支撑和斜撑预埋钢板连接处，在拆除斜撑上部高强螺栓，在整体吊至地面。钢梁拆除时，割除锚固环，拆除钢梁加长牛腿，利用主体结构的悬挑阳台，利用倒链+吊车，将钢梁移动直连廊之外，用吊车起吊落地。

5 结语

通过此课题应用，相较传统工艺，减少了大跨度型钢混凝土连廊施工的成本，缩短了施工工期。有效解决了大跨度型钢混凝土连廊施工操作不便且费用昂贵的难题，获得了建设单位、监理单位和各职能部门的好评。产生了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]  刘群文  邹栋良 搁置主梁式脚手架施工技术[J].建筑施工，2020(5)：746-747.