吳勇劍 朱寶君 代曉朋 張志國

1. 國家海洋局北海預報中心 山東 青島 266061；2. 中建八局第二建設有限公司 山東 濟南 250000

隨著社會的發(fā)展，人們對建筑的需求早已不再是簡單的滿足使用功能，更多的是展示一個建筑物的鮮明個性，強調外觀的視覺沖擊，體現(xiàn)現(xiàn)代生活快節(jié)奏、簡潔、實用、富有朝氣的理念。煙臺城發(fā)城市廣場項目為煙臺市政服務中心，因外立面建筑需要，在主入口兩側設置連廊（高度28.8 m，跨度8.4 m），擬采用懸空拼裝鋼結構操作平臺施工技術，以加快施工進度，保證施工安全，使懸空部位下部施工不受影響[1-2]。項目借助以往類似高空混凝土結構的施工經(jīng)驗，大量結合BIM技術，順利完成高空大跨度混凝土結構的施工，打造出具有煙臺特色的創(chuàng)新型建筑，對高空大跨度屋面結構施工具有較好的借鑒意義。

1 工程概況

煙臺城發(fā)城市廣場項目總建筑面積約270 000 m2，建成后將承擔煙臺市政服務中心功能。市政服務中心北側自車庫頂板至屋面設立16根獨立高度28.8 m的貫通柱，貫通柱直接與屋面梁板相連接，跨度8.4 m。該部位車庫頂板設有地下1層至地下3層的下沉庭院，致使該區(qū)域模板支設高度達38 m。此區(qū)域采用高空大跨度混凝土結構懸臂柱鋼平臺支模體系施工。通過定型模板加固體系、貫通柱及靠近主體框架柱設置的鋼梁，并在鋼梁上設置鋼管斜撐，保證貫通柱模板體系的穩(wěn)定并調節(jié)貫通柱垂直度，確保懸空預埋件安裝凈空滿足鋼結構操作平臺的安裝要求。鋼結構操作平臺以兩側框柱及貫通柱為支座，在兩側柱標高27.895 m處埋設預埋件。支撐平臺主梁間距8 400 mm，次鋼梁間距1 200 mm，相互栓接，使單元吊裝方便、安全。通過定型化滑輪組三角支架及平臺四角固定滑輪卡具，解決了支撐鋼平臺難以拆除的問題，能夠滿足對高空大跨度屋面結構的施工要求，使結構體系與建筑造型的設想得到具體實現(xiàn)。該工藝操作簡便，縮短工期，提高了安全系數(shù)，保證了安全生產(chǎn)（圖1）。

圖1 高空大跨度屋面結構實施效果圖

2 施工特點與難點

2.1 高空大跨度支撐平臺安裝精度要求高

傳統(tǒng)在地下室頂板上搭設落地式滿堂支撐架施工懸空結構的方案，工期長、費用高且施工安全隱患多，難以保證施工質量。

本工程利用項目北側懸臂貫通柱及南側裙房混凝土框架柱作為鋼平臺主梁支撐點，鋼結構操作平臺以兩側框柱及貫通柱為支座，在兩側柱標高27.895 m處埋設預埋件。主鋼梁間距8 400 mm，次鋼梁間距1 200 mm，采用螺栓連接，組裝成單元吊裝支撐平臺。主次梁上提前焊接好φ48.3 mm×3.6 mm鋼管作為板底支撐，整體吊裝方便安全。

2.2 支撐平臺拆除難度大

單元支撐鋼平臺質量超過塔吊的吊重要求，無法采用塔吊進行拆除，同時，支撐鋼平臺距離已澆筑樓板結構較近，也不適合采用汽車吊進行拆除。

因此，本工程采用卷揚機多級轉向滑輪組分段拆除單元支撐平臺，即在已完成28.8 m屋面結構上架設卷揚機，通過定型化滑輪組三角支架及平臺四角固定滑輪卡具，安全有效地拆除單元支撐平臺。借助滑輪組的組合變換吊裝點，解決了支撐鋼平臺難以拆除的問題，保證了拆除時的施工安全。

3 施工工藝流程及控制要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程為：工廠加工→地面預拼裝→主梁吊裝→次梁組合吊裝→鋪設木跳板操作平臺→搭設鋼管腳手架→鋪設模板綁扎鋼筋→澆筑混凝土→滑輪組組裝→鋼結構操作平臺拆除。

3.2 鋼結構平臺設計

主梁構件長度為7.58 m，截面為440 mm×300 mm× 11 mm×18 mm的H型鋼，構件單重965 kg；次梁構件長度為7.63 m，截面為346 mm×147 mm×6 mm×9 mm的H型鋼，構件單重325 kg。主次梁安裝形式為栓接（局部補強焊接）。連梁為小槽鋼，連接形式為栓接。鋼結構平臺設計如圖2～圖4所示。

圖2 鋼結構平臺設計平面

3.3 支撐鋼平臺單元吊裝

先吊裝中間平臺單元，再依次吊裝其余主次梁鋼結構單元，如圖5所示。

圖3 預埋件連接大樣

圖4 次梁與連梁連接示意

圖5 支撐平臺單元吊裝順序

3.4 支撐鋼平臺拆除工藝

3.4.1 施工準備

1）在四層樓板架設活動腳手架2組，人員上至鋼梁頂面，清除架管、雜物。

2）在鋼梁上選取吊裝點，在鋼梁上翼板上相間30 cm沿重心位置鏡像對稱割2個直徑5 cm的圓孔（用于拆卸時掛吊裝卡環(huán)，阻遏吊裝帶滑動）。

3.4.2 卷揚機及定型化滑輪組三角支架安裝

使用塔吊將卷揚機吊裝至樓面，運至2個軸線中間位置，使用膨脹螺栓固定于樓板上。將定型化滑輪組三角支架架設至樓板預留吊點處，支架支撐處采用螺栓與結構樓板連接，固定牢固。定型化滑輪組三角支架如圖6所示。

圖6 定型化滑輪組三角支架

3.4.3 單元支撐鋼平臺拆除

將鋼絲繩穿樓板后掛設在三角支架滑輪組上，采用鋼扁擔將支撐鋼平臺吊裝帶系緊，旋轉單元四角固定滑輪，使四角固定滑輪頂緊結構柱表面，保證支撐鋼平臺平衡穩(wěn)定（圖7）。

圖7 四角固定滑輪卡具

利用卷揚機提緊鋼絲繩后，在鋼結構單元四角拉設4道纜風繩，地面人員拽緊纜風繩，再拆除主梁與結構預埋件處的高強螺栓。然后慢慢起鉤使拆除單元平穩(wěn)下落。

3.4.4 支撐鋼平臺單元吊裝順序

首先起吊西側第1單元，待鋼結構單元穩(wěn)定后，緩緩下放鋼絲繩，下部人員拽緊纜風繩，將鋼梁運至地面，依次吊裝西側第2單元、第3單元，如圖8所示。之后將卷揚機調轉方向，依次拆除東側3跨鋼結構平臺單元，如圖9所示。最后移動卷揚機及滑輪組支架，拆除中間跨鋼結構平臺單元，如圖10所示。

圖8 拆除西側支撐平臺單元

圖9 拆除東側支撐平臺單元

4 質量控制措施

1）工程技術人員在工序開工前將支撐鋼平臺BIM模型完成，并根據(jù)BIM模型提取的數(shù)據(jù)繪出模板安裝圖，組織工人進行技術交底，施工過程中嚴格執(zhí)行書面技術交底，質檢員嚴格按技術交底檢查驗收。

2）定型化滑輪組三角支架地腳螺栓安裝必須牢固。

圖10 拆除中間支撐平臺單元

3）支撐鋼結構平臺四角固定滑輪卡具的安裝必須精確牢固，否則對平臺穩(wěn)定不利。

4）認真做好工序交接檢，貫通柱預埋件埋設完成后，由施工員組織鋼筋、木工班組長和質檢員進行現(xiàn)場交接檢，凡預埋件位置不符合要求的必須整改完成。

5）貫通柱施工完成后必須對位置及垂直度做好實測實量工作，按清水混凝土的要求，拼縫處粘貼海綿條，保證模板不漏漿，垂直度偏差符合規(guī)范要求。

6）加強施工工序質量管理，在鋼筋綁扎過程中，班組做好自檢，現(xiàn)場質檢員應隨時檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。

5 結語

本文結合煙臺城發(fā)城市廣場高空大跨度混凝土結構施工，通過BIM技術建模，形成支撐鋼結構平臺三維模型，從模型中提取特征點坐標和高程，為單元支撐鋼平臺的安裝提供有效數(shù)據(jù)。通過定型化滑輪組三角支架及平臺四角固定滑輪卡具，解決了支撐鋼平臺難以拆除的問題。本工藝的成功實施，既保證了施工質量，又降低了成本，社會和經(jīng)濟效益顯著。