高层住宅项目空中连廊施工技术浅析

王继伟 （上海建工二建集团有限公司，上海 200080）

随着建筑用地的日益稀缺，为满足居住条件，建筑高度越来越高。为满足高层建筑的消防疏散要求，建筑常采用空中连廊将一个单体的相邻单元或者两幢塔楼连接起来。空中连廊的搭设不仅有利于消防疏散，也使得各单元之间互通便利。同时空中连廊可以使建筑立面造型更加美观新颖，而且连廊部分良好的采光和广阔的视野还可作为闲暇休闲场所。但是由于空中连廊的建立，势必使得连接部位的受力变得更复杂，给现场的技术人员以及施工人员增加了新的难度。

1 空中消防连廊设计概况

南昌湾里海玥名邸项目位于南昌市湾里区兴湾大道和天宁西路交汇处，该项目共有24栋单体。其中有4栋单体设置高空消防连廊，在不同高度分别设置3处，17号楼的连廊设置在12层、15层及17层处，连廊高度分别为32.150 m、37.950 m及43.750 m；22～24号楼的连廊设置在12层、15层及18层处，连廊高度分别为32.150 m、37.950 m及49.550 m。悬挑梁截面均为200 mm×550 mm，板厚120 mm，混凝土标号为C 25。因连廊结构形式、概况一致，故选取24号楼12层连廊作为研究对象进行计算分析。

2 施工方案设计

2.1 设计概述

工程采用18 mm厚胶合板作剪力墙、梁侧板、梁底板、楼面底板等模板。空中连廊梁、板模板采用满堂支撑架搭设，支撑架纵向间距为950mm，横向间距800mm，步距均为1.5m。

支架材料采用钢管支撑，天面层花架结构施工钢管架支撑在天面层上，悬挑段计划在11层、14层、17层梁板结构上悬挑20a工字钢梁作为施工平台，采用上拉下撑的方式搭设平台，梁板强度未达到100%前，梁板的模板支撑系统均不能拆除。

2.2 空中连廊模板排架搭设范围

空中消防连廊模板排架施工平台位于连廊位置的下一层，架体高度2900mm，空中连廊位于12、15以及18层。

2.3 构件的选型、选材要求

悬挑钢梁应选取20a工字钢。水平梁采用10#槽钢将悬挑梁点焊固定，与主梁焊接，每处焊缝长度50 mm。

支模架采用的扣件在螺栓拧紧力矩达到65N.m时不得发生破坏，并要求进行检测。吊绳选取合格的、不破丝、不打结的标准钢丝绳，其直径为18.5 mm，确保力学性能满足设计要求。撑杆采用16#工字钢作为下支撑受力点。

2.4 钢管支撑体系构造要求

2.4.1 立杆

支模架体的钢管立杆采用A 48×3.0mm钢管，纵距为950 mm，横距为800 mm，步距为1.5 m，立杆接长除顶层顶步之外，其他各层各步扣件接头均应采用对接连接。

2.4.2 纵横水平杆

支架的纵、横水平杆钢管采用A 48×3.0mm钢管，按步距1500mm纵、横向设置，小横杆水平连接采用十字对接扣件，末端伸出端头100 mm。

2.4.5 悬挑型钢设计

①悬挑型钢采用普通热轧20a工字钢，搁置在两边楼板，中间悬空。20a工字钢上横置16#工字钢上，作为排架立杆的定位，16#工字钢上焊接A 20止滑钢筋，高度100 mm，从而确保悬挑型钢的稳定及刚度。

②16#工字钢中间铺设10#槽钢，凹口朝上，槽钢上满铺18mm旧模板作为施工平台。从结构最外边梁位置开始按平行封口梁的方向由内往外在主工字钢梁上焊接10#槽钢，与每根主梁焊接时的焊缝长度为50mm，间距不大于50cm满布，然后于槽钢上设置一道安全平网，再垂直槽钢间距40cm满铺60×80方木，最后于方木上面钉铺18厚模板。

③20a工字钢主梁上下撑16#工字钢，水平距离2500 mm，竖向高度2900 mm。16#工字钢切成斜面与20a工字钢焊接固定，与下一层梁板结构对应位置的埋件焊接固定，埋件300×300×10mm，采用钢性连接形成支座点。防止主梁变形过大，主梁下口通长焊接10#槽钢。

④所有焊缝满焊，焊脚高度hf=8。型钢设计平面图和平面图分别如图1所示。

图1 型钢设计剖面图

3 现场主要施工工艺

3.1 施工顺序

预埋件埋设→支座卡环制作与安装→悬挑钢梁安装→钢梁支撑→架体搭设→模板安装→浇砼。

3.2 施工平台的安装

①连廊层上二层浇筑混凝土时预埋埋板，埋板300×300×10 mm，两排、两列，C20钢筋焊接塞缝，如图2所示。

图2 埋板详图

②连廊层上一层混凝土浇筑时预埋A20压环，每端三个，防止主梁位移，钢板与主梁焊接，位置如图3所示。

③连廊层上一层混凝土强度达到100%后，放入主梁20#工字钢，如图4所示。

图3 预埋环详图

图4 主梁搁置图

④主梁上焊接16#工字钢次梁，以及10#槽钢。从结构最外边梁位置开始按平行封口梁的方向由内往外在主工字钢梁上焊接10#槽钢，与每根主梁焊接时的焊缝长度为50 mm，间距不大于50 cm满布，然后于槽钢上设置一道安全平网，再垂直槽钢间距40 cm满铺60×80mm方木，最后于方木上面钉铺18厚模板。

⑤16#工字钢上焊接A 20止滑钢筋，如图5所示。

图5 止滑钢筋图

⑥平台搭设完后组织验收，验收合格后搭设模板支撑系统。

3.3 模板支撑系统的安装

①顶板梁板支撑系统用钢管架，高度按设计安装。梁底支撑的钢管架采用垂直于梁长度方向布置，板模板支撑时采用平行于短边布置，并根据梁底或板底的净高进行安装。

②根据施加在梁和楼板上的荷载计算确定模板支撑架的跨距和间距。

③支顶安装前，应放出轴线、梁位置线以及楼面水平控制标高线，安装支撑架后，要调节可调底座或顶托来进行调平校直，但可调底座或可调顶托调节螺杆伸出长度不宜超过200mm，支架安装要横平竖直，排列整齐，在底部支架下端内外两侧设通长A48×3.0 mm扫地杆，水平拉杆应采用扣件与立杆扣牢，上部设置纵横向连接钢管，并用扣件与支架立杆扣牢，架体立柱必须牢固地支承在钢筋混凝土楼面上，并在立杆底座下铺设木垫板。

④支撑安装完成以后认真检查支架的牢固性。

3.4 梁模板的安装

①先在柱上弹出轴线、梁底位置线和水平控制标高线，调整支架可调顶托，将其调至预定的高度，然后将钢管安放在可调顶托的托板上。固定钢管之后，安装梁底龙骨，龙骨安装完成后，用胶合板安装梁底模板，并拉线找平，梁底模板起拱高度宜为跨度的1/1000～3/1000。当主、次梁交接时，先主梁起拱，后次梁起拱，梁底模安装后，再安装侧模、压脚板及斜撑，侧模安装增加M14穿梁螺栓一道。

②支撑木方安装完毕后，认真调整可调顶托升降至模板表面到设计标高，梁模板要根据要求起拱。

③逐项检查模壳模板。重点检查模壳自身刚度及其采取的保证措施以及连接节点处的严密性。

4 支模体系及施工平台的拆除

4.1 支模体系的拆除

支模体系的拆除需根据施工计划，具体的拆模时间根据拆模强度报告及现场砼回弹检测确定，严格禁止交叉作业。开始拆模前，现场需告示，施工人员要先全面检查支架的稳固情况，需把桥架上的杂物清理干净后才能开始作业。拆模由上往下拆，拆除悬空支架模板必须系安全带。

4.2 施工平台的拆除

施工平台在拆除之前，需在建筑物四周主要通道的出入口、显著部位设置警示标志，使现场全部施工人员知晓正在进行拆除作业，出入及经过时须佩戴安全帽，禁止非工作人员进入施工作业区，确保人员安全。

施工平台的拆除从时间上应遵循“先搭后拆，后搭先拆”的原则；从空间上应遵循“由上而下，逐步逐层拆除”的原则，拆下的材料应小心轻放。

5 计算分析

5.1 钢平台计算

5.1.1 计算参数（见表1）

表1

5.1.2 计算简图

施工钢平台的计算简图如图6所示。

图6 钢平台计算简图

图6中小圆表示支座，数字为节点号。

5.1.3 计算结果

对不同荷载组合下节点的最大支座反力、内力及位移进行计算，结构表明其强度和整体稳定性均满足。

5.2 施工钢平台支撑架计算

5.2.1 模板面板计算

①抗弯强度计算

面板抗弯强度计算值f=2.047N/mm2，面板的抗弯强度设计值[f]取值15.00N/mm2，面板的抗弯强度验算f＜[f]，满足要求。

②抗剪计算

截面抗剪强度计算值T=0.170N/mm2，截面抗剪强度设计值[T]取值1.40N/mm2，面板抗剪强度验算T＜ [T]，满足要求。

③挠度计算

面板最大挠度计算值v=0.108mm，面板的最大挠度小于[v]取值0.8mm，满足要求。

5.2.2 梁底支撑龙骨的计算

①龙骨抗弯强度计算

龙骨抗弯计算强度f=4.31 N/mm2，龙骨的抗弯计算强度小于15.0N/mm2，满足要求。

②龙骨抗剪计算

龙骨截面抗剪强度计算值T=0.545N/mm2，截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm2，满足要求。

③龙骨挠度计算

龙骨最大挠曲变形值v=0.550mm，小于挠度限值[v]=2.375，满足要求。

5.2.3 梁底支撑钢管计算

计算模型选用集中荷载作用下的连续梁，得到梁底支撑钢管抗弯强度f=174.99N/mm2小于205.00 N/mm2；支撑钢管的最大挠度小于｛800.0/150=5.33，10mm｝min，满足要求。

5.2.4 扣件抗滑移计算

纵横向水平杆与立杆连接，采用单扣件计算，扣件的抗滑承载力计算公司如下：

其中：Rc表示扣件抗滑承载力设计值，单扣件抗滑承载力取值8.00kN；R取最大支座反力2.67kN，结果满足要求。

5.2.5 立杆稳定性计算

①当不考虑风荷载作用时，立杆稳定性计算：

计算得到σ=16.272N/mm2，不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算σ＜[f]=205.00 N/mm2，满足要求。

②当考虑风荷载作用时，立杆稳定性计算：

计算得到σ=30.494N/mm2，考虑风荷载时立杆的稳定性计算σ＜[f]=205.00N/mm2，满足要求。

6 结语

本工程对施工技术方案的合理设计，将消防连廊模板底部支撑型钢架设在消防连廊的下一楼层位置，钢梁上架设A48×3.0mm钢管满堂支撑架，以作为连廊模板的支撑，钢梁底部采用工字钢斜撑支撑于下一层，可以合理利用已施工结构的支撑能力。通过支撑体系的优化设计与过程中的质量把控，目前空中连廊整体已施工完毕，质量验收一次通过，可为类似工程的施工具有参考作用，具有一定的实践价值。