大洞口贝雷架高空支模平台关键施工技术
1 大洞口贝雷架高空支模平台简介
滨江金融大厦T1,T2塔楼采用D1100-63N内爬式大型平臂塔式起重机负责地上结构施工阶段材料的垂直运输。内爬式平臂塔式起重机贯穿楼板洞口,洞口尺寸为9 700mm×8 800mm。项目部拟在适当楼层搭设贝雷架高空支模平台,以实现核心筒后浇板垂直分段平行施工,达到缩短工期的目的。大洞口贝雷架高空支模平台位置及单片贝雷架结构分别如图1,2所示。
2 工程重难点分析
塔式起重机洞口大且高空平台搭建在结构楼面第39层,相对标高177.670m,属于超高空安装作业,安全形势严峻,贝雷架高空支模平台是否满足受力要求是本工程重难点。
项目部利用三维有限元数值分析软件,对贝雷架的受力形态进行分析和深化设计,编制针对性的高空支模平台施工方案。
3 大洞口贝雷架力学性能分析
3.1 模型建立
为更好地模拟实际状态,采用ABAQUS软件对实际工程中1榀贝雷桁架进行受力性能分析。
3.2 材料参数设定
所有钢材弹性模量均取2.06×105MPa,泊松比取0.3,强化阶段采用多线性随动强化准则。
3.3 计算参数
以结构梁下受力最大的1榀贝雷架计算受力。计算时按贝雷架同时承受2层结构自重和1层施工荷载考虑。
结构自重(2层,取1m长度计算):q01=(0.25×0.8+0.15×0.95)×2×25=17.125kN/m;模板木方重(2层,按0.35kN/m2计算):q02=1.2×0.35×2=0.84kN/m;支模架重(2层):q03=(3×2+1.5×3)/0.9×0.036=0.42k N/m;工字钢重(1层):q04=4.45×0.20513/0.9=1.014k N/m;铝跳板自重(1层):q05=2.1×0.15=0.315k N/m;贝雷架自重(1层):q06=(2.7+0.35)/3=1.02kN/m。单榀贝雷架承受均布恒载q0=(q01+q02+q03+q04+q05)/2+q06=10.877k N/m。施工活荷载q1=0.975×3=2.925kN/m。
3.4 受力分析
对单榀贝雷架进行正常使用状态受力计算分析,得出最大应力为跨中,达181.2MPa,小于GB 50017—2017《钢结构设计标准》Q345钢抗拉、抗压和抗弯限值(310MPa);最大位移3.88mm,小于钢结构规范L/250=48mm限值要求。结果满足上部荷载承载力要求。
4 施工技术
4.1 施工工艺流程
拼装贝雷架→贝雷片吊装至39层楼面→放线定位(39层)→在39层楼面组装贝雷架→安全网拉结→安装贝雷架→铺设次梁工字钢→铺设脚手板(铝跳板)→搭设支模架(防护架)及模板→混凝土结构施工→拆除模板及支模架→拆除脚手板→拆除工字钢梁→拆除贝雷架。
4.2 操作要点
4.2.1 贝雷架拼装
1)贝雷片进场后,用塔式起重机将贝雷片卸车并吊装至39层楼面卸料平台,并人工搬运至指定地点。
2)将每4块贝雷片利用专用高强螺栓拼装成1榀贝雷架。
3)在39层楼面将每2榀贝雷架用标准件拼装成空间体系。
4.2.2 贝雷架安装
每2榀贝雷架作为1个安装单元进行安装。安装贝雷架前,在贝雷桁架入洞端的40层楼面梁上跨度中部植20吊环,2个3t倒链上端固定在吊环上,下端分别系于贝雷架前后适当位置。系于前端的倒链保证贝雷架最坏情况下不至于坠落,移动贝雷架过程中始终保持倒链索绳处于松弛状态;后倒链作为驱动倒链,收缩链索使贝雷架向洞口内移动,移动过程中始终保持贝雷架中心处于洞口以外,防止贝雷架移动过程中倾覆。当贝雷架中心接近洞口边沿时停止移动,在远离洞口一端人工将贝雷架接长使贝雷架中心远离洞口边。接长后重复移动贝雷架直至桁架前端伸入洞口另一侧。如此重复将3个安装单元安装完成(见图3)。
第4个安装单元因缺少配重贝雷片而安装步骤有所不同。安装前应在贝雷架入洞对面一侧的40层结构梁上端部对应的第4单元贝雷架安装位置植20吊环,当采用上述方法至贝雷架中心接近洞口边时暂停移动,利用对面吊环用倒链拴套贝雷架前端,收紧倒链后两端倒链协同、人工撬棍配合将贝雷架移动至指定位置。
4个单元贝雷架移动到位后,利用桁架连接片将4个单元体连接成整体,完成高空平台骨架梁安装。
4.2.3 铺设次梁工字钢
利用塔式起重机将工字钢经卸料平台吊装至39层楼面,人工搬运至高空平台附近。就位前,在贝雷架平台中部利用钢管架搭建1个1.5m高立柱,倒链上端固定在立柱顶端,下端与工字钢系牢,收紧倒链索将工字钢缓慢拉上贝雷架。当工字钢完全进入贝雷架时,用倒链提起整根工字钢200mm,人工将工字钢旋转90°,使工字钢方向与设计方向一致。人工撬动工字钢至设计位置,完成单根工字钢安装。重复以上步骤完成所有工字钢安装。
工字钢就位后,工字钢与贝雷架上弦杆利用U形卡锁定,工字钢上表面用16@1 500钢筋焊接连接成整体。每个I16与贝雷架交点即为模板支架的立杆支撑点。
4.2.4 铺设脚手板
在I16梁上满铺50mm厚铝跳板作为操作平台脚手板(见图4),每块铝跳板至少采用2道8号铅丝与工字钢梁绑扎固定。
4.2.5 高空平台拆除
铝跳板、工字钢拆除后先用倒链拆除第4单元贝雷架,然后分别拆除第3,2,1单元。拆除作业时,必须坚持先接长再移动的原则,始终保持贝雷架重心位于洞口外侧。贝雷架移出洞口后,在39层楼板上由人工解体成贝雷片,拆除的贝雷片经卸料平台吊装至地面装车外运。
5 支模架监测
为有效预防模板工程施工发生重大安全事故,在架体搭设和钢筋安装过程中、混凝土浇筑前、施工过程中及混凝土终凝前后,必须由监测人员随时监测。
5.1 监测措施
5.1.1 监测目的
根据本工程实际情况,结合规范规定要求,支撑结构应按有关规定进行实时监测,有效预防事故发生,保证施工顺利进行。
5.1.2 监测内容
监测内容包括支模架沉降、水平位移和贝雷架变形情况。
5.1.3 监测方法
1)监测点布置混凝土浇筑前,在梁模板两侧选择合适的参照点设置支撑体系位移监测点。板四角与板中间设置监测点,距梁底部100mm设置1排监测点。
2)监测方法及精度要求(1)初始值监测准备工作应在混凝土浇筑前完成,应在至少连续3次测得的数值基本一致后,才能将其确定为该项目的初始值;(2)垂直位移观测采用苏一光DSZ2水准仪+水准标尺,采用二级水准测量进行观测,精度指标为:观测点测站高差误差不大于±0.5mm;(3)梁顶水平位移采用莱卡TS09全站仪建立坐标系统,通过直接观测点位坐标值来确定水平位移。观测点坐标误差不大于±1.0mm。现场监测方法如图5所示。
3)监测报警值如表1所示。
5.2 监测结果
布控监测点,整理分析实测数据(见表2)。由表2可知,支模架体位移满足规范要求,且立杆基础沉降处于监测报警值范围内,说明贝雷架满足受力要求,高空支模平台实施有效。
6 结语
1)在适当楼层搭设高空支模平台,实现核心筒后浇板垂直分段平行施工,达到缩短工期的目的。
2)支模平台搭设为其下面楼层施工段起到防护封闭作用,安全文明施工得到保障。
3)对贝雷架进行三维有限元计算分析,证明结构承载力满足要求。
4)对贝雷架进行实时监测,监测结果符合规范要求。
通过全过程管控,采用贝雷架高空支模平台进行分段施工,对现场施工有较好的指导作用,且该方法已应用于长沙滨江金融大厦项目,效果良好。
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