贝雷梁在高净空结构模板支承平台上的应用

2018-07-31郭斌

建材与装饰 2018年33期

郭斌

（四川摩天集团有限公司深圳分公司）

1 工程概况

华强创意产业园四期（8）栋B座工程，位于深圳市光明新区观光路一侧，建筑面积44378.60m2，地下一层，地上17层，框架剪力墙结构；首层层高6.0m，二层层高5.80m（含1.3m种植土层），3～17层层高4.50m。地地下室及一层为联体建筑，二层及上以上由东西两栋平面上完全对称的双塔楼组成。并在第5、7、9、11、17层设有观景露台。第5层观景露台距下结构板14.8m，第7、第9、第11层观景露台距下部结构面9.0m，第17层观景露台距下部结构27.0m。

观景露台结构上采用钢筋混凝土悬挑结构，以垂直于两栋塔楼外侧边方向向外挑出，挑梁断断面多为400×1200/900，仅一根断面为800×1200/900，在挑梁端部设有300×900边梁，两个边梁间设有200宽的变形缝，采用120厚钢筋混凝土结构板。

2 塔楼间观景露台设计上的特点

该工程两栋塔楼间的观景露台设计有以下几个特点。

（1）面积达300m2以上，几乎覆盖了两栋塔楼之间的全部面积。

（2）出于造型的需要，塔楼间距最窄处约10m，宽处达到了18m左右。

（3）观景露台位于建筑顶层，距下部结构27m，具有高净空的特点。

（4）采用钢筋混凝土悬挑结构，最大悬挑长度达7m，构件断面尺寸大。

3 施工难点

由于共有五层观景露台需要进行现浇混凝土结构的施工，显然，其支承结构方案设计是本工程结构施工上的难点。且模板支承架的高度均超过8.0m，按《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》建办质（2018）31号规定，其支撑方案均需进行专家论证。现具体分析如下。

（1）第7、9、11层支承平台距下部结构均为2层、相距9m，可采用满堂钢管架支撑方案；第5层观景露台距下部结构面高度为14.8m，也采用钢管架支撑方案，架体支撑在地下室顶板上，由于1.3m厚的种植土尚未加载，其自重达20kn/m2，富余出来的承载能力可保证支承架是安全的。

图1 贝雷梁布置平面

图2 塔楼立面图（局部）

（2）第17层观景露台与第11层观景露台之间相隔6层，已相隔27m，经测算，27m高钢管支撑架，仅考虑模板及架体自重荷载可达4.5kN/m2，就已超过下部观景平台允许承受的活荷载值。所以，不能再采用钢管支撑架。经慎重考虑，决定在第16层搭设贝雷梁作为上部结构模板支撑平台。

4 贝雷梁模板支撑平台的设计

贝雷架是英国人贝雷在1938年发明的，它具有结构简单、架设快捷、分解容易的特点，同时还承载能力强、刚度大的优点；贝雷梁由贝雷架组装成的桁梁，单个贝雷架的尺寸为3.0m×1.5m，长度方向采用连接销及保险销连接，贝雷架之间多以花窗为联接构件用螺栓连接。

本工程东、西塔楼间搭设的上部结构支撑平台，拟采用国产化的“321”钢桥作支撑结构。

4.1 贝雷架支撑平台布置方案

东、西塔楼靠近露台一侧设计有6根框架柱，将露台由南至北分成五个区域，各区域长度在5.0～6.0m之间，每区均考虑布置3榀贝雷梁。

贝雷梁宽度900（单层双排），长度根据五个区域露台宽度设置。由南向北依次为3榀12m、3榀12m、3榀15m、3榀15m，靠北侧最后一个区，宽度变化幅度较大，依次布设15m、18m、21m各1榀。

贝雷架伸入塔楼支承在柱间的框架梁处，支座采用双拼10#槽钢以扩散应力、使受力明确；因施工荷载较大，施工前需要和设计单位沟通对支座处混凝土梁承载能力进行验算，必要时，加大受力部位的钢筋及混凝土标号，同时在14、15两层的相同部位，对应于上部梁的位置采用钢管支架对梁进行加固。

施工时先浇好17层的柱子混凝土，后浇梁板混凝土，要求钢管支撑架和框架柱之间采取抱柱措施，以增强架体的稳定性。

在贝雷架上部按900的间距铺设16#工字钢，并用U形卡环与贝雷架连接固定，形成整体，并在其上铺设硬质封闭防护（50×100方木加18厚木胶板），在贝雷架下口设置水平兜网；在工字钢上按900×900的间距焊接φ25的短钢筋，作为上部钢管支撑架的支承点，搭设钢管支撑架。

4.2 贝雷架强度验算

贝雷架上部钢筋混凝土梁最大截面为800×1200，作用于跨度为15m的架体上，在此处取2.0m宽的梁板截面作为计算单元，进行荷载计算，其中，梁（800×1200）、板（1200×120）；恒载：梁、板钢筋混凝土自重、模板及支架自重、16#工字钢自重、硬质防护自重、贝雷架自重。活载：施工人员及机具荷载、振捣混凝土时的荷载。计算得：恒载=32.82kN/m、活载=8kN/m、跨度L=15m

则：计算荷载 q=1.2×32.82+1.4×8.0=50.58kN·m

4.2.1 最大弯矩计算

4.2.2 最大剪力计算

4.2.3 跨中挠度的计算

承载能力及刚度验算均满足要求。上式中结构钢的E=210GP、双排单层贝雷梁截面惯性矩I=500994cm4

查贝雷架的承载能表得双排单层贝雷架承载能力设计值：

允许承受的弯矩值[M]=1576.4kN·m、允许承受的剪力[Q]=490.5kN

悬挑梁支模时，将挑梁前端处起拱30mm，以消除变形的不利影响。

5 贝雷架的安装及拆除

5.1 贝雷架的安装

贝雷架拟在第16层楼面拼装，在16层梁板浇筑好混凝土三天后，进行架体的拼装及安装施工。安装前先在楼板上放好安装位置线，放置10#槽钢，然后用塔吊完成安装工作，安装时采用由南向北的顺序进行。随后，按前文所述的程序，完成支撑平台搭设的其它各项工作。

5.2 贝雷梁的拆除

考虑到本工程露台下部要采用涂料进行装修，贝雷架的拆除应该在装修工程完成后进行。此时，因上部结构已施工完成，无法使用塔吊进行拆除工作。

5.2.1 拆除顺序

采用从中间向两侧的顺序进行。先拆中间三个区域的三榀，再拆两侧区域的三榀，每个区域又按先中间后两边的顺序进行。

5.2.2 拆除步骤

以15m长贝雷梁的拆除说明拆除具体步骤。

首先采用中建三局成都分公司葛雄飞等人在论文中提出的“三榀拆一榀”拆除法：在并排的3榀贝雷架中，将中间1榀用千斤顶顶起500mm，后在两侧贝雷梁的下弦杆中每隔3000插入一根长6000，φ125钢管，壁厚7.5mm，然后用手拉电动葫芦抱柱的方式将贝雷架拖移至楼面拆除区，进行拆除转运。按此方法操作，可先拆除5榀贝雷架，分别存放在东、西塔楼17层楼面。

将已拆除的贝雷梁各一榀组装成18m长，加装在15m跨贝雷架两端，在架体下同样垫上长1200，φ125钢管作滚轴。

在靠近要拆除的贝雷梁最近的两根框架柱上方拉上φ14钢丝蝇作为工人悬挂安全带的着力点。由技术熟练的工人将贝雷架从近似在中间的位置拆开。此时，悬空部分一边不超过9m，另一边不超过6m。而楼内区有18m长的贝雷梁作为平衡配重。贝内梁的重心距支座最小值在楼内4.5m处，可保证贝雷梁不向外倾倒。

为保证万无一失，工人操作时从结构变形缝处放下1根φ14钢丝蝇，兜住下方的贝雷梁，钢丝绳上端用绳卡固定在变形缝间16#工字钢支撑梁上。工人完成操作后，松开绳卡，取回钢线绳。

在东、西塔楼内适合位置，各安装一台卷扬机将贝雷架拖拽到楼面拆除区。分拆后通过楼层上卸料平台由塔吊转运至地面。

最北侧的1榀21m长的贝雷梁，先采用手拉电动葫芦水平拖至原15m跨梁位处，两端先各拆除3m，再依照上述程序拆除。12m跨的梁体拆除依此类推。