钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的桁架层施工*
2014-09-20黄玉林扶新立范方华
黄玉林 扶新立 范方华
1. 上海建工一建集团有限公司 上海 200120;2. 上海建工集团股份有限公司 上海 200080
1 工程概况
上海北外滩白玉兰广场办公楼地下4 层,地上66 层,结构高320 m。核心筒平面为正方形,轴线尺寸为22 m×22 m,设有3 道内隔墙,呈六宫格形式,如图1所示。
图1 核心筒平面
办公楼在34~36层、65~66层处设置2 道伸臂桁架。结构标准层高4.5 m,首道桁架层35层高4.5 m,36层高5.6 m。核心筒内伸臂桁架与筒外段伸臂桁架连接的牛腿伸出混凝土墙面1.9 m,桁架上、下弦长度达19 m,斜腹杆长度达14 m,如图2所示。核心筒采用钢柱筒架交替支撑式整体液压爬升钢平台模架作为模板脚手体系。
图2 核心筒内伸臂桁架
2 桁架层结构施工难点和特点
(a)桁架层钢结构内伸臂桁架与外伸臂桁架的牛腿节点伸出核心筒墙体距离较大,构件长度亦较大,钢结构吊装将破坏钢平台的整体性,风险较大。
(b)钢结构桁架层下弦内伸臂桁架连接外伸臂桁架节点的高度达1.25 m,该节点就位后必须位于钢平台下方,才能保证钢平台爬升时的整体性。36层高达5.6 m,较标准层高出1.1 m,按标准层设计的钢柱支撑难以满足桁架层爬升高度的要求。
(c)桁架层内伸臂桁架每个面均有2 道斜腹杆,钢平台钢柱支撑点与斜腹杆空间位置的冲突,导致钢柱支撑无法支撑在核心筒筒体上。
3 总体技术路线[1-7]
钢平台在办公楼核心筒施工过程中,始终处于结构上方。钢平台在桁架层施工时分3 次提升。第1次提升至桁架层下弦上方(标高34层上1.65 m),第2次提升至标高35层上1.3 m,第3次提升至标高36层上0.7 m。针对该工程施工难特点,在钢平台模架设计过程中,对钢平台平面钢梁进行了优化,通过钢平台上局部联系梁的拆卸,满足钢结构吊装穿过钢平台需要;采用加长节加高钢柱支撑解决整体钢平台桁架层爬升高度难题;通过在钢结构斜腹杆上加临时支座,解决钢柱支撑无支撑点难题。同时,桁架层钢结构深化过程中,考虑钢平台平面梁布置,将上下弦杆均分成3 段安装,每根腹杆分2 段安装,尽量减少钢平台对钢结构吊装的影响。
4 施工关键技术
4.1 施工流程
(a)结构施工至33层,结构标高148.82 m,钢平台停留在标高33层上1.3 m,如图3所示。
图3 33层结构施工完毕
(b)钢平台爬升5.25 m,停留在标高(34层上1.65 m)155.37 m,如图4所示。
图4 钢平台爬升
(c)钢平台外挂脚手利用钢大模及钢结构四角核心筒劲型钢柱加固,爬升钢柱支撑,如图5所示。
图5 钢柱支撑爬升
(d)拆除钢平台可拆卸钢梁,如图6所示,安装桁架层下弦钢梁。
图6 拆除钢梁
(e)桁架层下弦安装完毕后,及时恢复整体钢平台拆除钢梁。
(f)按标准层进行34层混凝土结构施工。
(g)桁架层35层、36层施工与34层施工流程类同。
4.2 节点设计
4.2.1 钢平台平面设计[1-5]
为实现钢结构吊装时钢平台无需分体组合即可满足吊装需求,钢平台平面设计时,将钢平台角部按凸字形设计。桁架层上下弦杆分3 段吊装,桁架层平面设计亦充分考虑上下弦杆的吊装,钢梁平面设置可拆卸钢梁。
桁架层施工时,为保证外挂脚手的承载能力,应对外挂脚手进行加固。利用核心筒4 个劲型钢柱作为拉结点,每个角部采用导链对外挂脚手进行拉结,同时利用钢大模设置支撑三角架,防止外挂脚手因可拆卸钢梁拆除后下挠。
4.2.2 钢柱支撑加长节
为满足36层施工需要,在33层施工开始使用加长节,使钢平台逐步超爬,以减小加长节的长度,从而提高钢平台爬升的稳定性。33层施工时使用加长节超爬0.6 m;34层施工时,使用加长节超爬0.75 m。钢柱支撑加长节高度为0.75 m。
4.2.3 斜腹杆钢柱支撑点
桁架层内伸臂桁架每个面均有2 道斜腹杆,钢平台模架体系钢柱支撑的支撑点与斜腹杆空间位置冲突,导致钢柱无法支撑在核心筒筒体上。为解决桁架层整体钢平台钢柱支撑点问题,通过对钢柱支撑空间放样,确定支撑点在腹杆上的位置,在钢结构腹杆制作时,在腹杆上增加临时支座,作为桁架层钢柱的支撑点(图7),以满足钢平台爬升的需要。
5 安全保证措施
(a)桁架层施工前,对施工人员进行安全技术交底,确保施工人员明确掌握桁架层施工流程[6]。
图7 斜腹杆钢柱支撑点
(b)钢平台提升前,对钢平台顶面及外挂脚手进行清理,减轻钢平台整体负重。
(c)钢平台提升就位后,钢大模对拉螺栓在对外挂脚手加固措施未拆除前,不得拆除。
(d)钢平台提升就位后,必须待角部加固措施完成、通过负责人验收后,方可拆除顶部可拆卸钢梁。
(e)钢平台角部可拆卸钢梁不得同时打开,按对角顺序进行拆除施工[7]。角部钢梁封闭后,方可拆除中部钢梁。
(f)钢结构吊装前,拆除钢平台上部可拆卸钢梁,钢结构吊装后立即予以封闭,以保持钢平台的整体性。
(g)钢平台提升前,专人检查钢平台角部加固措施的拆除情况,角部加固措施未拆除完成,不得提升。
6 结语
通过白玉兰广场工程实践,阐述了钢柱筒架交替支撑式液压爬升整体钢平台过桁架层施工技术。整体钢平台无需分体组合即可满足桁架层施工要求,大幅提高了桁架层的施工效率及安全性,为类似超高层建筑施工提供了借鉴和参考。