汪胜,马广生,王广涛,孙延祥,刘志洋
(中建八局第一建设有限公司,山东 济南 250100)
0 前 言
当前,在大型商业综合体超高层项目施工中,由于存在较大的钢结构构件,在核心筒内布置大型内爬塔吊是比较常见的做法。大型内爬塔吊的支撑梁较大,塔身夹持高度长,造成内爬塔吊所在核心筒内水平结构与其他核心筒内水平结构不能同步施工,落差可达十几层。内爬塔吊拆除后,正常施工方法是将塔吊所在核心筒落后的预留水平结构一层一层补齐后,才能继续上部结构施工。而核心筒内通常设计为电梯井及管道井,按照正常顺序施工对总体工期影响较大。为解决上述问题,本文以工程实例(工程概况),从施工部署、模板的设计、模板的计算、施工工艺流程、操作要点、质量安全要求和保证措施等方面作了详述,以供国内同行参考。
1 工程概况
某项目A标段工程位于安徽省芜湖市,地下3层,地上69层,建筑面积216650m2,建筑总高度318m。
结构体系为混合框架—钢筋混凝土核心筒。塔楼由16根钢管外框柱通过楼层钢梁与核心筒连接。塔楼钢结构超过2.4万t,单个构件最大重量23t。
核心筒墙体采用爬模施工,平均4d一层。核心筒内布置了一台中升ZSL750动臂塔吊,以满足钢结构吊装工期要求。
核心筒为田字形,塔吊平面布置见图1。
核心筒施工至66层,拆除内爬塔吊。内爬塔吊所在核心筒水平结构施工至48层,与其他核心筒水平结构产生18层的落差,如图2所示。
2 施工部署
图1 塔吊平面布置图
图2 内爬塔吊拆除工况
塔楼大面施工至66层时,将内爬塔吊核心筒内预留洞口采用悬空支模,使其同其他部位水平结构一同封闭,上部结构施工得以顺利进行,便于外墙塔吊尽早拆除,为外立面尽早封闭创造条件。同时增加一个班组,进行48~65层预留洞口水平结构的施工,缩短塔楼结构完工时间,为后期电梯安装尽快提供工作面,以确保总体施工进度。
3 内爬塔吊核心筒预留水平洞口模板设计
预留洞口模板采用扣件式钢管支撑架。根据66层梁板平面布置图确定立杆的布置图。立杆间距800×1000。梁底增加顶撑。
根据立杆的平面布置,在64层核心筒墙体顶部架设3根主钢梁(工45a),上铺次梁(工14a)。平面布置图见图3。
图3 悬空支模基础工字钢梁平面布置图
4 模板计算
根据《钢结构设计规范》及《混凝土结构工程施工规范》,对支模基础结构进行理论计算。
4.1 主梁计算
4.1.1 荷载计算选取最不利板跨,覆盖面积2.725m×9.275m,见图4。将施工荷载简化为均布荷载进行计算,见表1。
4.1.2 计算简图
荷载组合:1.35(G1+G2+G3+G4)+1.4Q1。
4.1.3 承载力验算
图4 荷载计算单元简图
主梁荷载计算表 表1
图5 主梁计算简图
主梁承载力验算表 表2
使用sap2000进行分析,得出最大弯矩,最大剪力和挠度,见表2。通过验算GB-I40A能满足要求,为提高安全储备,选用GB-I45A工字钢。
4.2 次梁验算
4.2.1 工况分析次梁选用GB-I14A工字钢。
选取跨度最大的2跨,分别计算板底和梁底荷载最大处。
4.2.2 计算简图
计算简图见图5。
荷载计算结果见表3。
4.2.3 承载力验算
①工况1:使用sap2000进行分析,得出最大弯矩,最大剪力和挠度,见表4。
②工况2:使用sap2000进行分析,得出最大弯矩,最大剪力和挠度,见表5。
5 主要施工流程及操作要点
5.1 工字钢梁吊装
图6 荷载计算单元选取
图7 计算简图
荷载计算结果(kN) 表3
吊装时间:2#筒四周64层顶平台模架安装完成。
使用1#塔吊直接将3根主梁吊装至64层墙顶。根据控制线和标高控制点,对主梁进行校正。梁底垫20mm厚垫铁,以便于墙顶圈梁底筋通过。注意控制钢梁端部截面至墙体外表面50mm距离。吊装完成见图8。
用塔吊将次梁14a工字钢吊至2#筒外围模架平台。先将主梁端部2根次梁安装焊接完成,然后沿主梁方向自两端向中间安装焊接剩余次梁。
控制次梁靠近墙体一端伸入墙体150mm。次梁与主梁焊接采用连续角焊缝。采用E43焊条,焊脚hf=5mm,焊缝长度50mm。
工况1承载力验算 表4
工况2承载力验算 表5
图8 主梁吊装完成
次梁安装完成见图9所示。
次梁安装完成在次梁中心根据立杆布置焊接直径25钢筋头,长150mm,防止立杆滑移,然后在次梁上满铺50mm厚木跳板。
5.2 拆除
内爬塔吊核心筒66层以下水平结构施工至64层时开始拆除。
将次梁沿主梁边缘及墙体边缘割除。
使用3t手扳葫芦将主梁吊住,沿墙体边缘将主梁割除。将主梁缓慢降至64层楼面,自门洞处拖出。使用塔吊吊运至地面。
图9 次梁安装完成
墙体边缘外露型钢截面使用防锈漆进行防锈处理。
5.3 施工监测
混凝土施工过程中对主梁跨中挠度进行监测。当挠度超过20mm,立即停止施工,采取卸载措施。
6 结 语
经过理论计算和构造措施,加上现场的施工监测,使悬空支模方法得以顺利实施。通过该支模方法,成功解决了内爬塔吊核心筒预留水平结构滞后产生的工期制约问题。按照3d/层的施工速度,该方法比常规施工方法节省工期54d,减少了安全隐患,取得了良好的技术经济效果。
[1]GB50017-2003,钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.
[2]GB50666-2011,混凝土结构工程施工规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.