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        超高漸變式中庭涂料涂裝施工關鍵技術

        2021-11-05 07:47:30章國超王煒萍
        建筑施工 2021年7期
        關鍵詞:中庭網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)

        章國超 盧 玉 王 軍 王煒萍 王 濤

        浙江中天恒筑鋼構(gòu)有限公司 浙江 杭州 311305

        1 工程概況

        崗廈天元花園6棟工程地處深圳福田區(qū)崗廈河園片區(qū)深南大道南金田路東,結(jié)構(gòu)主體由鋼筋混凝土核心筒和鋼結(jié)構(gòu)外框組成,地下4層,地上71層(包括屋面層),建筑高度為375.55 m,總建筑面積約為144 766.7 m2。

        本工程的中庭鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量為2個且隨層高逐漸往內(nèi)收縮。其中,56層的中庭平面位置分別位于(①—③)軸/(C—G)軸、(③—④)軸/(C—G)軸,至69層時,中庭平面位置分別收至(①—③)軸/(D—G)軸、(③—④)軸/( D— G)軸,具體布置如圖1所示。中庭鋼結(jié)構(gòu)標高為244.55~302.40 m(56層~69層),總高度57.85 m。每個中庭鋼結(jié)構(gòu)由6榀平面桁架柱以及每2層設置一道的橫向平面桁架組成。桁架構(gòu)件規(guī)格為P299 mm×16 mm、P351 mm×20 mm、P402 mm×25 mm,P273 mm×12 mm等,材質(zhì)為Q345B,中庭鋼結(jié)構(gòu)三維如圖2所示。

        圖1 鋼結(jié)構(gòu)平面布置示意

        圖2 鋼結(jié)構(gòu)三維示意

        56層~57層的涂裝要求為:封閉底漆+2 h室內(nèi)膨脹性防火涂料+配套膩子+氟碳金屬漆;58層~69層的涂裝要求為:封閉底漆+配套膩子+氟碳金屬漆。

        2 施工重、難點及方案選擇

        2.1 施工重、難點

        1)施工作業(yè)高度高,安全防護難度大。本工程中庭最大施工高度為58 m,施工高度高且施工范圍廣,安全隱患多,安全防護難度極大。

        2)施工工作量大,質(zhì)量要求高,工期要求緊。本工程中庭鋼結(jié)構(gòu)涂裝面積約為12 000 m2,又因中庭為室內(nèi)外露鋼結(jié)構(gòu),施工要求高。需在封閉底漆的基礎上加批配套膩子,打磨光潔后,涂裝氟碳面漆。

        3)現(xiàn)場各專業(yè)交叉施工多,無法使用傳統(tǒng)吊裝機械。本工程涂料涂裝時,主體結(jié)構(gòu)以及外幕墻已施工完成,塔樓外部已完全封閉,無法使用類似塔吊等吊裝機械進行施工,且二次結(jié)構(gòu)、設備安裝以及內(nèi)幕墻等多專業(yè)正在施工,交叉作業(yè)多,施工工況復雜。

        2.2 施工方案選擇

        本工程中庭涂料涂裝范圍廣,涂裝高度高。選擇滿足安全、質(zhì)量、進度要求且兼顧經(jīng)濟性的施工方案顯得尤為重要。

        1)采用滿堂腳手架施工:架體搭設高度將達到58 m,措施量大,且需施工一層后往上搭設一層,涂裝工及架子工存在間歇性窩工的現(xiàn)象,不利于成本以及工期控制。

        2)采用懸挑架施工:懸挑架生根于各層樓面,懸挑長度達到7 m,措施量大,影響安全施工,且部分樓層的二次結(jié)構(gòu)以及內(nèi)幕墻施工完畢,該部分樓層并不具備相應施工條件。

        綜合上述施工重難點及施工方案的優(yōu)、缺點,最終選擇螺栓球網(wǎng)架作為施工平臺,使用卷揚機作為提升動力。

        3 施工方案設計

        3.1 總體施工思路

        1)在5 6 層樓面上搭設螺栓球網(wǎng)架施工平臺,網(wǎng)架網(wǎng)格尺寸為1.0 m×1.0 m×0.5 m,桿件尺寸為P48 mm×3.5 mm。隨著網(wǎng)架施工提升,通過安拆螺栓球網(wǎng)架使施工平臺適應不斷變化的中庭結(jié)構(gòu),避免平臺與結(jié)構(gòu)碰撞,最大限度地保證其余單位的施工工作面。

        2)在69層樓面設置提升雙拼HN350 mm×175 mm型鋼梁作為卷揚機的提升平臺,兩根H型鋼間使用鋼板將其連接為一體以保證鋼梁面外穩(wěn)定性。

        3)提升作業(yè)時,利用卷揚機配合鋼絲繩提升網(wǎng)架平臺;涂裝作業(yè)時,在提升點相鄰螺栓球上各設一道與提升鋼絲繩等規(guī)格的鋼絲繩作為受力繩索,此時卷揚機鋼絲繩不受力,僅作為受力繩索失效時的第二道防線,而水平方向則使用抱箍固定于桁架鋼管柱上。

        3.2 提升平臺梁設置

        考慮某些專業(yè)單位已完成施工,結(jié)合螺栓球網(wǎng)架及其提升節(jié)點的平面位置對提升平臺梁的位置進行放樣,提升平臺梁多位于69層樓板位置處。具體位置如圖3所示。

        圖3 提升梁布置

        本工程考慮使用樓板作為提升梁的承力結(jié)構(gòu),采用樓板抱箍固定提升梁于樓板上,具體構(gòu)造做法如圖4所示。

        圖4 節(jié)點構(gòu)造

        3.3 提升動力設置

        因網(wǎng)架平臺質(zhì)量輕,提升點布置多,涉及多次提升,考慮施工便捷性,并結(jié)合工程實際,提升動力選擇為電動卷揚機。同一個網(wǎng)架平臺的多個卷揚機控制器集成至一個總控制器進行集成控制,使得所有的卷揚機可以同步啟停,同時每臺卷揚機配備相應的分控制器以實現(xiàn)單獨啟停,以確保在提升過程中進行單點調(diào)節(jié),消除提升時累積誤差的影響,保證網(wǎng)架平臺的空中姿態(tài)。

        3.4 施工平臺設置

        中庭涂裝施工平臺采用大小兩個螺栓球網(wǎng)架平臺,網(wǎng)格尺寸均為1.0 m×1.0 m×0.5 m,桿件尺寸均為P48 mm×3.5 mm,材質(zhì)為Q235B,具體布置如圖5所示。

        圖5 施工平臺布置

        網(wǎng)架平臺實際施工時,根據(jù)中庭結(jié)構(gòu)的變化進行實時安拆以及吊點的調(diào)整,以適應中庭以及其他混凝土結(jié)構(gòu)的變化,避免提升時主結(jié)構(gòu)對施工平臺的干涉,操作如下:

        1)于56層拼裝施工平臺,左側(cè)手拉葫蘆提升吊點設置在59層桁架柱位置,右側(cè)提升吊點設置在69層卷揚機上,并在卷揚機提升點設置受力繩索(圖6)。

        圖6 施工平臺拼裝

        2)提升1.5 m后,暫停提升,調(diào)整施工平臺空中姿態(tài)后進行涂裝施工(圖7)。

        圖7 施工平臺空中姿態(tài)調(diào)整

        3)往復以上步驟涂裝施工至58層(圖8)。

        圖8 涂裝施工至58層

        4)當提升到58層樓面上方時,采用接裝法安裝右側(cè)2個網(wǎng)格,并在設計位置設置卷揚機提升吊點以及受力繩索;左側(cè)手拉葫蘆提升點拆除后,拆除1個網(wǎng)格(圖9)。

        圖9 58層樓面上方網(wǎng)格接裝與拆除

        5)當涂裝施工提升至63層樓面上方時,再拆除左側(cè)1個網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

        6)待中庭涂料施工完畢后,利用卷揚機將施工平臺放至56層樓板后拆除。

        3.5 局部伸縮式懸挑施工平臺設置

        56層~57層、58層~59層、63層~64層等位置因涉及平臺網(wǎng)格拆除,施工平臺距離主體鋼結(jié)構(gòu)較遠,涂裝施工較為不便,因此在此部位設置伸縮式懸挑施工平臺以滿足施工需求:在施工平臺上弦球上設置規(guī)格為P48 mm×3.5 mm的抽拉桿,抽拉桿橫跨3個上弦球,通過套管(規(guī)格為P50 mm×4 mm)節(jié)點固定于上弦球上;斜撐桿件規(guī)格為P48 mm×3.5 mm,通過腳手架扣件與抽拉桿連接,通過斜撐節(jié)點與下弦球相連,具體如圖10所示。

        圖10 伸縮式懸挑施工平臺

        3.6 網(wǎng)架施工平臺配重設置

        本工程網(wǎng)架施工平臺因?qū)嶋H工況、使用需求等原因?qū)е绿嵘c及受力吊點布置不均勻,使用時網(wǎng)架重心偏位。因此設計時在局部設置相應集中力以平衡施工平臺。實際操作時,采用以下結(jié)構(gòu)實現(xiàn)網(wǎng)架配重:在螺栓球加工工藝孔上設置螺桿固定配重鋼板,實現(xiàn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)只能通過節(jié)點傳遞荷載的設計假定;增減配重鋼板的數(shù)量以實現(xiàn)配重的精準配置,使其符合設計狀態(tài)。具體做法如圖11所示。

        圖11 網(wǎng)架配重節(jié)點

        4 網(wǎng)架平臺計算分析

        1)為確保設計邊界符合實際提升時的工況,邊界條件設置如下:約束提升點或受力吊點的豎向位移,且不得出現(xiàn)豎向拉力;釋放水平方向位移,但為保證模型在計算時收斂,水平方向添加剛度較小的彈簧約束。

        2)荷載工況:根據(jù)JGJ 7—2010《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》,網(wǎng)架自重系數(shù)取1.3;根據(jù)GB 50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》,提升時的動力系數(shù)取1.1;取腳手板自重荷載為0.2 kN/m2;配重以點荷載形式加至上弦球上,大小為3 kN;施工人員不超過10人,設備和涂料總質(zhì)量不超過750 kg,最大質(zhì)量共計1 500 kg,考慮人員不均勻站位,取平臺總投影面積的一半換算成上弦均布活載;考慮卷揚機提升時的不均勻性較穿心式液壓提升時更大,根據(jù)經(jīng)驗,采用在提升節(jié)點處添加節(jié)點強制位移,大小為100 mm。

        3)最終得到網(wǎng)架平臺滿足各工況使用要求,其中均勻提升工況下,桿件最大應力比為0.23,安全儲備較大,計算結(jié)果如圖12所示。

        圖12 計算結(jié)果

        5 結(jié)語

        本文結(jié)合崗廈天元花園6棟位于56~69層的超高漸變式中庭涂料施工,剖析了該工程施工的重、難點,分析了各個可采用施工方案的優(yōu)、缺點,并對實際采用的方案進行了重點闡述。整個施工過程可為今后類似工程提供參考。

        [1] 章國超,俞福利,施元強,等.新建沈陽南站東西站房66 m跨網(wǎng)架提升施工技術[J].施工技術,2015,44(20):63-65.

        [2] 王濤,廖維張,馬長濤.某機庫鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架屋蓋整體提升施工關鍵技術研究[J].施工技術,2015,44(20):81-85.

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