框筒结构大截面超高花架梁施工技术研究

张忠良

(淮南市山南开发建设有限责任公司，安徽 淮南 232100)

1 工程概况

1.1 项目概况

该项目位于某市，占地面积15 821.73 m2，建筑面积178 802 m2；本文以办公楼塔楼为研究对象，层高为4.5 m，总高143.9 m，共计31层。项目效果见图1。

图1 项目效果图

1.2 工程概况

办公楼塔楼屋面板以上分别为设备房层、机房层及机房顶层，层高分别为4.50、4.50、4.50 m；其中，设备房层及机房顶层由核心筒、边柱、边梁构成，机房顶层由核心筒、边柱、边梁及连接框梁构成，总高约为13.5 m，且建筑西、北两侧的边梁、边柱逐层内收，呈扬帆状，属于建质[2013]31号文规定的超过一定规模的危险性较大的分部分项工程的范畴，施工危险性及难度较大。

2 施工重难点

2.1 施工重难点

1)东、南两侧屋顶层以上边梁高度高、截面大且未内收，边梁施工危险性及难度较大，需进行可靠拉结，防止钢筋绑扎、混凝土浇筑过程中支模架体的倾覆。

2)核心筒及花架边梁、边柱间的连接梁构件仅在机房顶层设置，高约13.5 m，跨度大、截面大，模架体系极易因屋顶层较大的风载作用而失稳。

3)该楼屋顶花架层花架距离核心筒距离较远，混凝土浇筑时无布料机安装条件，混凝土浇筑难度较大。

2.2 重难点分析

1)满足屋面花架支模体系的施工要求，尤其是要对花架边梁支模体系的整体稳定性及安全性进行加强，其次是要加强对非边花架梁高支模及高大模板支模体系的控制，消除安全隐患。

2)屋面结构作为开裂、渗漏的高发区域，需降低支模体系的不良影响，保证屋面结构后续防水施工效果。

3)花架体系为架空结构，上层无楼板封闭，无法对整个支模体系进行回顶，核心筒为机房及设备间，外墙及顶板防水要求高，无具备预埋件埋设条件，存在支模架体系整体倾覆隐患。

4)需支设操作架，为花架梁施工提供操作平台。

2.3 支模架搭设参数

1)根据花架的结构型式，支模可采用花架梁支模(宽度为梁宽+0.5 m)+两侧操作平台(内部框架梁两侧宽度分别为1 m+1 m，边梁内侧宽度为1 m+1 m+1 m+1 m)，且满足支模架高宽比小于3的抗倾覆要求，如图2所示。

图2 花架边梁支模示意图

2)由于采用图2中所示的支模体系后，剩余的非支模区域面积较小，考虑到施工的便利性要求，本工程拟在原有花架梁支模体系基础上，采取满堂架的支模体系，可满足花架梁模板支模体系的使用要求。

3)花架梁支架以外区域满堂架采用钢管扣件式脚手架搭设，需考虑花架梁底杆件分布情况，立杆纵距0.9 m，立杆横距1.5 m，步距1.5 m；满堂架需分层搭设，根据施工内容，每层满铺钢笆网及旧模板封闭或挂设水平兜网防护，保证上下多道操作空间的独立性，保证下层空间的施工安全，并在操作层与满堂架交界位置拉设安全网隔离，保证施工安全；各层花架梁支架待下层施工完成后向上搭设，如图3～4所示。

图3 花架梁边施工防护

图4 满堂搭设区挂设兜网防护

4)为防满堂架支设、花架梁施工引起屋面板开裂，为屋面留下渗漏隐患，屋面板以下3层支模架(即31层至29层)需于花架满堂架拆除后再予拆除。

5)考虑到花架为架空结构，各层花架梁位均未设楼板封闭，且核心筒区域不具备埋设预埋件拉杆条件，可按以下方案处理：在屋面梁框架梁位中心线位置预埋短钢管，埋深约0.25 m，外露长度约0.35 m，并设两道抛撑，分别对设备层以下及机房层以下满堂体系进行拉结加强，预埋短钢管距离上层花架边梁外边线投影线距离约为4 m，所有预埋立杆间采用横杆拉通，局部位置的抛撑，受圆柱影响，不能回顶至花架边梁的，可将抛撑位置微调，并与贯通横杆连接，抛撑与屋面板夹角为45°～60°边梁下斜撑立杆需尽量与楼地面垂直，为保证安全，预留安全储备，本工程在选取计算模型时，取斜向支撑立杆与楼地面夹角为60°，可满足使用要求，如图5～6所示。

图5 花架边梁支模示意图

6)由于屋面花架为框架结构，不利于泵管的安装，该区域混凝土运输采用塔吊吊运方式，施工速度慢，施工效率低，需提前与搅拌站沟通，保证混凝土材料的及时供应，尽量提高屋架的施工效率。

7)外架与花架支模体系属于两个独立系统，为防产生连锁反应，原则上应禁止互相拉结，考虑到顶层花架高度较高，梁底斜杆总长较长，需于顶部增设一道水平杆与外架连通，需增设一道卸荷钢丝绳对外架作加强处理。

8)屋面花架结构需设置竖向及水平向剪刀撑，其中，架体四周需满搭竖向剪刀撑，内部沿纵横方向每隔4～6跨设置竖向剪刀撑一道，水平剪刀撑水平距离不大于2 m，且离地高200 mm扫地杆部位及顶部最后一道水平杆部位均设水平剪刀撑一道。

图6 预埋立杆平面布置图

4 施工效果

施工效果见图7～8。

图7 花架梁支模

5 安全管理措施

1)脚手架搭设人员必须是经过考核合格的专业架子工，上岗人员应定期体检，合格者方可持证上岗。

2)搭设人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

3)脚手架的构配件质量与搭设质量应按规定和施工方案要求进行检查验收，合格后方可使用。

4)作业层的施工荷载应符合设计要求，不得超载；不得将模板支架、缆风绳、泵送混凝土和砂浆的输送管等固定在脚手架上；严禁悬挂起重设备。

5)脚手架使用中应加强日常维护和安全检查，安全网应按照规定搭设和拆除。

6)脚手架使用期间，严禁拆除下列杆件：主节点处的纵、横向水平杆，纵、横向扫地杆。

7)在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看守。

8)各种电线不得直接在钢管架上缠绕，电线和电动机具必须与脚手架接触时，应当有可靠的绝缘措施，并要通过安全员的检查方可使用。

9)防火措施：应设置足够数量的灭火器。每层安放2个干粉灭火器。不准任何人在脚手架上吸烟，或从吸烟室内向脚手架上扔烟头。

10)搭拆脚手架时，地面应设围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。

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