超高渐变式中庭涂料涂装施工关键技术

2021-11-05章国超王炜萍

建筑施工 2021年7期

章国超卢玉王军王炜萍王涛

浙江中天恒筑钢构有限公司浙江杭州 311305

1 工程概况

岗厦天元花园6栋工程地处深圳福田区岗厦河园片区深南大道南金田路东，结构主体由钢筋混凝土核心筒和钢结构外框组成，地下4层，地上71层（包括屋面层），建筑高度为375.55 m，总建筑面积约为144 766.7 m2。

本工程的中庭钢结构数量为2个且随层高逐渐往内收缩。其中，56层的中庭平面位置分别位于（①—③）轴/（C—G）轴、（③—④）轴/（C—G）轴，至69层时，中庭平面位置分别收至（①—③）轴/（D—G）轴、（③—④）轴/（ D— G）轴，具体布置如图1所示。中庭钢结构标高为244.55～302.40 m（56层～69层），总高度57.85 m。每个中庭钢结构由6榀平面桁架柱以及每2层设置一道的横向平面桁架组成。桁架构件规格为P299 mm×16 mm、P351 mm×20 mm、P402 mm×25 mm，P273 mm×12 mm等，材质为Q345B，中庭钢结构三维如图2所示。

图1 钢结构平面布置示意

图2 钢结构三维示意

56层～57层的涂装要求为：封闭底漆＋2 h室内膨胀性防火涂料＋配套腻子＋氟碳金属漆；58层～69层的涂装要求为：封闭底漆＋配套腻子＋氟碳金属漆。

2 施工重、难点及方案选择

2.1 施工重、难点

1）施工作业高度高，安全防护难度大。本工程中庭最大施工高度为58 m，施工高度高且施工范围广，安全隐患多，安全防护难度极大。

2）施工工作量大，质量要求高，工期要求紧。本工程中庭钢结构涂装面积约为12 000 m2，又因中庭为室内外露钢结构，施工要求高。需在封闭底漆的基础上加批配套腻子，打磨光洁后，涂装氟碳面漆。

3）现场各专业交叉施工多，无法使用传统吊装机械。本工程涂料涂装时，主体结构以及外幕墙已施工完成，塔楼外部已完全封闭，无法使用类似塔吊等吊装机械进行施工，且二次结构、设备安装以及内幕墙等多专业正在施工，交叉作业多，施工工况复杂。

2.2 施工方案选择

本工程中庭涂料涂装范围广，涂装高度高。选择满足安全、质量、进度要求且兼顾经济性的施工方案显得尤为重要。

1）采用满堂脚手架施工：架体搭设高度将达到58 m，措施量大，且需施工一层后往上搭设一层，涂装工及架子工存在间歇性窝工的现象，不利于成本以及工期控制。

2）采用悬挑架施工：悬挑架生根于各层楼面，悬挑长度达到7 m，措施量大，影响安全施工，且部分楼层的二次结构以及内幕墙施工完毕，该部分楼层并不具备相应施工条件。

综合上述施工重难点及施工方案的优、缺点，最终选择螺栓球网架作为施工平台，使用卷扬机作为提升动力。

3 施工方案设计

3.1 总体施工思路

1）在5 6 层楼面上搭设螺栓球网架施工平台，网架网格尺寸为1.0 m×1.0 m×0.5 m，杆件尺寸为P48 mm×3.5 mm。随着网架施工提升，通过安拆螺栓球网架使施工平台适应不断变化的中庭结构，避免平台与结构碰撞，最大限度地保证其余单位的施工工作面。

2）在69层楼面设置提升双拼HN350 mm×175 mm型钢梁作为卷扬机的提升平台，两根H型钢间使用钢板将其连接为一体以保证钢梁面外稳定性。

3）提升作业时，利用卷扬机配合钢丝绳提升网架平台；涂装作业时，在提升点相邻螺栓球上各设一道与提升钢丝绳等规格的钢丝绳作为受力绳索，此时卷扬机钢丝绳不受力，仅作为受力绳索失效时的第二道防线，而水平方向则使用抱箍固定于桁架钢管柱上。

3.2 提升平台梁设置

考虑某些专业单位已完成施工，结合螺栓球网架及其提升节点的平面位置对提升平台梁的位置进行放样，提升平台梁多位于69层楼板位置处。具体位置如图3所示。

图3 提升梁布置

本工程考虑使用楼板作为提升梁的承力结构，采用楼板抱箍固定提升梁于楼板上，具体构造做法如图4所示。

图4 节点构造

3.3 提升动力设置

因网架平台质量轻，提升点布置多，涉及多次提升，考虑施工便捷性，并结合工程实际，提升动力选择为电动卷扬机。同一个网架平台的多个卷扬机控制器集成至一个总控制器进行集成控制，使得所有的卷扬机可以同步启停，同时每台卷扬机配备相应的分控制器以实现单独启停，以确保在提升过程中进行单点调节，消除提升时累积误差的影响，保证网架平台的空中姿态。

3.4 施工平台设置

中庭涂装施工平台采用大小两个螺栓球网架平台，网格尺寸均为1.0 m×1.0 m×0.5 m，杆件尺寸均为P48 mm×3.5 mm，材质为Q235B，具体布置如图5所示。

图5 施工平台布置

网架平台实际施工时，根据中庭结构的变化进行实时安拆以及吊点的调整，以适应中庭以及其他混凝土结构的变化，避免提升时主结构对施工平台的干涉，操作如下：

1）于56层拼装施工平台，左侧手拉葫芦提升吊点设置在59层桁架柱位置，右侧提升吊点设置在69层卷扬机上，并在卷扬机提升点设置受力绳索（图6）。

图6 施工平台拼装

2）提升1.5 m后，暂停提升，调整施工平台空中姿态后进行涂装施工（图7）。

图7 施工平台空中姿态调整

3）往复以上步骤涂装施工至58层（图8）。

图8 涂装施工至58层

4）当提升到58层楼面上方时，采用接装法安装右侧2个网格，并在设计位置设置卷扬机提升吊点以及受力绳索；左侧手拉葫芦提升点拆除后，拆除1个网格（图9）。

图9 58层楼面上方网格接装与拆除

5）当涂装施工提升至63层楼面上方时，再拆除左侧1个网格结构。

6）待中庭涂料施工完毕后，利用卷扬机将施工平台放至56层楼板后拆除。

3.5 局部伸缩式悬挑施工平台设置

56层～57层、58层～59层、63层～64层等位置因涉及平台网格拆除，施工平台距离主体钢结构较远，涂装施工较为不便，因此在此部位设置伸缩式悬挑施工平台以满足施工需求：在施工平台上弦球上设置规格为P48 mm×3.5 mm的抽拉杆，抽拉杆横跨3个上弦球，通过套管（规格为P50 mm×4 mm）节点固定于上弦球上；斜撑杆件规格为P48 mm×3.5 mm，通过脚手架扣件与抽拉杆连接，通过斜撑节点与下弦球相连，具体如图10所示。

图10 伸缩式悬挑施工平台

3.6 网架施工平台配重设置

本工程网架施工平台因实际工况、使用需求等原因导致提升点及受力吊点布置不均匀，使用时网架重心偏位。因此设计时在局部设置相应集中力以平衡施工平台。实际操作时，采用以下结构实现网架配重：在螺栓球加工工艺孔上设置螺杆固定配重钢板，实现网架结构只能通过节点传递荷载的设计假定；增减配重钢板的数量以实现配重的精准配置，使其符合设计状态。具体做法如图11所示。

图11 网架配重节点

4 网架平台计算分析

1）为确保设计边界符合实际提升时的工况，边界条件设置如下：约束提升点或受力吊点的竖向位移，且不得出现竖向拉力；释放水平方向位移，但为保证模型在计算时收敛，水平方向添加刚度较小的弹簧约束。

2）荷载工况：根据JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》，网架自重系数取1.3；根据GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》，提升时的动力系数取1.1；取脚手板自重荷载为0.2 kN/m2；配重以点荷载形式加至上弦球上，大小为3 kN；施工人员不超过10人，设备和涂料总质量不超过750 kg，最大质量共计1 500 kg，考虑人员不均匀站位，取平台总投影面积的一半换算成上弦均布活载；考虑卷扬机提升时的不均匀性较穿心式液压提升时更大，根据经验，采用在提升节点处添加节点强制位移，大小为100 mm。

3）最终得到网架平台满足各工况使用要求，其中均匀提升工况下，杆件最大应力比为0.23，安全储备较大，计算结果如图12所示。