大洞口贝雷架高空支模平台关键施工技术

作者:黄俊 裴汉江 楚永强
单位:中国建筑第五工程局有限公司
摘要:滨江金融大厦项目T1塔楼檐高328m,T2塔楼檐高258m,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。由于T1,T2塔楼D1100-63N内爬式大型塔式起重机贯穿楼板洞口,导致后浇板施工进度严重滞后。为优化施工方法,对贝雷架高空支模平台进行基于力学分析与工艺可操作性的深化设计,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。实践表明,搭设贝雷架高空支模平台后,上一施工段洞口位置后浇板可与核心筒外桁架楼承板同时浇筑,同时对下一施工段能起到很好的安全防护作用。此方法在满足工程进度、质量及安全文明施工方面取得很好的效果。
关键词:高层建筑大洞口贝雷架有限元分析施工技术
作者简介:黄俊,助理工程师,E-mail:1019255740@qq.com。
基金:“十三五”国家重点研发计划课题:超高层建筑施工安全消防技术与装置研究及示范(2016YFC0802006)。 -页码-:84-86,109

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。

图1 大洞口位置

   图1 大洞口位置 

    

图2 贝雷架结构

   图2 贝雷架结构  

    

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)。

图3 贝雷架安装

   图3 贝雷架安装  

    

   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。

图4 脚手板铺设

   图4 脚手板铺设  

    

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。

图5 现场监测方法

   图5 现场监测方法  

    

   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。

   表1 监测预警值   

表1 监测预警值

   表2 监测结果  

表2 监测结果

   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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Key Construction Technology of High-altitude Formwork Platform of Bailey Truss in Big Hole
HUANG Jun PEI Hanjiang CHU Yongqiang
(China Construction Fifth Engineering Co.,Ltd.)
Abstract: In Binjiang Financial Building project,the eaves of T1 tower are 328 m high and those of T2 tower are 258 m high. D1100-63N internal climbing large flat arm tower crane is used for vertical transportation of materials in the construction stage of above ground structure. Due to the large climbing tower cranes in tower T1 and T2 D1100-63N running through the floor hole,the construction progress of post-cast slab is seriously delayed. In order to optimize the construction method,the project department carried out a detailed design based on mechanical analysis and technological maneuverability of the highaltitude support formwork platform of the beret,so as to realize the parallel construction of the vertical sections of the backcast plate of the core tube and achieve the purpose of shortening the construction period.It is proved by practice that the backcast plate at the entrance of the upper construction section can be poured at the same time with the truss floor plate outside the core tube,and it can play a good role in the safety protection of the next construction section. This method achieves good results in satisfying the project schedule,quality and safety.
Keywords: tall buildings; big hole; bailey truss; finite element analysis; construction
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