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        超高漸變式中庭涂料涂裝施工關(guān)鍵技術(shù)

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

        章國(guó)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(gè)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(shí),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(biāo)高為244.55~302.40 m(56層~69層),總高度57.85 m。每個(gè)中庭鋼結(jié)構(gòu)由6榀平面桁架柱以及每2層設(shè)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?zhàn)樱冀饘倨幔?8層~69層的涂裝要求為:封閉底漆+配套膩?zhàn)樱冀饘倨帷?/p>

        2 施工重、難點(diǎn)及方案選擇

        2.1 施工重、難點(diǎn)

        1)施工作業(yè)高度高,安全防護(hù)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(hù)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(chǔ)上加批配套膩?zhàn)?,打磨光潔后,涂裝氟碳面漆。

        3)現(xiàn)場(chǎng)各專業(yè)交叉施工多,無(wú)法使用傳統(tǒng)吊裝機(jī)械。本工程涂料涂裝時(shí),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(wú)法使用類似塔吊等吊裝機(jī)械進(jìn)行施工,且二次結(jié)構(gòu)、設(shè)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(fù)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(jìn)度要求且兼顧經(jīng)濟(jì)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(shè)高度將達(dá)到58 m,措施量大,且需施工一層后往上搭設(shè)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(zhǎng)度達(dá)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(yīng)施工條件。

        綜合上述施工重難點(diǎn)及施工方案的優(yōu)、缺點(diǎn),最終選擇螺栓球網(wǎng)架作為施工平臺(tái),使用卷?yè)P(yáng)機(jī)作為提升動(dòng)力。

        3 施工方案設(shè)計(jì)

        3.1 總體施工思路

        1)在5 6 層樓面上搭設(shè)螺栓球網(wǎng)架施工平臺(tái),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(guò)安拆螺栓球網(wǎng)架使施工平臺(tái)適應(yīng)不斷變化的中庭結(jié)構(gòu),避免平臺(tái)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(shè)置提升雙拼HN350 mm×175 mm型鋼梁作為卷?yè)P(yáng)機(jī)的提升平臺(tái),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(shí),利用卷?yè)P(yáng)機(jī)配合鋼絲繩提升網(wǎng)架平臺(tái);涂裝作業(yè)時(shí),在提升點(diǎn)相鄰螺栓球上各設(shè)一道與提升鋼絲繩等規(guī)格的鋼絲繩作為受力繩索,此時(shí)卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩不受力,僅作為受力繩索失效時(shí)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(tái)梁設(shè)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(diǎn)的平面位置對(duì)提升平臺(tái)梁的位置進(jìn)行放樣,提升平臺(tái)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(diǎn)構(gòu)造

        3.3 提升動(dòng)力設(shè)置

        因網(wǎng)架平臺(tái)質(zhì)量輕,提升點(diǎn)布置多,涉及多次提升,考慮施工便捷性,并結(jié)合工程實(shí)際,提升動(dòng)力選擇為電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)。同一個(gè)網(wǎng)架平臺(tái)的多個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)控制器集成至一個(gè)總控制器進(jìn)行集成控制,使得所有的卷?yè)P(yáng)機(jī)可以同步啟停,同時(shí)每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)配備相應(yīng)的分控制器以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)啟停,以確保在提升過(guò)程中進(jìn)行單點(diǎn)調(diào)節(jié),消除提升時(shí)累積誤差的影響,保證網(wǎng)架平臺(tái)的空中姿態(tài)。

        3.4 施工平臺(tái)設(shè)置

        中庭涂裝施工平臺(tái)采用大小兩個(gè)螺栓球網(wǎng)架平臺(tái),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(tái)布置

        網(wǎng)架平臺(tái)實(shí)際施工時(shí),根據(jù)中庭結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)安拆以及吊點(diǎn)的調(diào)整,以適應(yīng)中庭以及其他混凝土結(jié)構(gòu)的變化,避免提升時(shí)主結(jié)構(gòu)對(duì)施工平臺(tái)的干涉,操作如下:

        1)于56層拼裝施工平臺(tái),左側(cè)手拉葫蘆提升吊點(diǎn)設(shè)置在59層桁架柱位置,右側(cè)提升吊點(diǎn)設(shè)置在69層卷?yè)P(yáng)機(jī)上,并在卷?yè)P(yáng)機(jī)提升點(diǎn)設(shè)置受力繩索(圖6)。

        圖6 施工平臺(tái)拼裝

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

        圖7 施工平臺(tái)空中姿態(tài)調(diào)整

        3)往復(fù)以上步驟涂裝施工至58層(圖8)。

        圖8 涂裝施工至58層

        4)當(dāng)提升到58層樓面上方時(shí),采用接裝法安裝右側(cè)2個(gè)網(wǎng)格,并在設(shè)計(jì)位置設(shè)置卷?yè)P(yáng)機(jī)提升吊點(diǎn)以及受力繩索;左側(cè)手拉葫蘆提升點(diǎn)拆除后,拆除1個(gè)網(wǎng)格(圖9)。

        圖9 58層樓面上方網(wǎng)格接裝與拆除

        5)當(dāng)涂裝施工提升至63層樓面上方時(shí),再拆除左側(cè)1個(gè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

        6)待中庭涂料施工完畢后,利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將施工平臺(tái)放至56層樓板后拆除。

        3.5 局部伸縮式懸挑施工平臺(tái)設(shè)置

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

        圖10 伸縮式懸挑施工平臺(tái)

        3.6 網(wǎng)架施工平臺(tái)配重設(shè)置

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

        圖11 網(wǎng)架配重節(jié)點(diǎn)

        4 網(wǎng)架平臺(tái)計(jì)算分析

        1)為確保設(shè)計(jì)邊界符合實(shí)際提升時(shí)的工況,邊界條件設(shè)置如下:約束提升點(diǎn)或受力吊點(diǎn)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(jì)算時(shí)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(shù)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(shí)的動(dòng)力系數(shù)取1.1;取腳手板自重荷載為0.2 kN/m2;配重以點(diǎn)荷載形式加至上弦球上,大小為3 kN;施工人員不超過(guò)10人,設(shè)備和涂料總質(zhì)量不超過(guò)750 kg,最大質(zhì)量共計(jì)1 500 kg,考慮人員不均勻站位,取平臺(tái)總投影面積的一半換算成上弦均布活載;考慮卷?yè)P(yáng)機(jī)提升時(shí)的不均勻性較穿心式液壓提升時(shí)更大,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),采用在提升節(jié)點(diǎn)處添加節(jié)點(diǎn)強(qiáng)制位移,大小為100 mm。

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

        圖12 計(jì)算結(jié)果

        5 結(jié)語(yǔ)

        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(diǎn),分析了各個(gè)可采用施工方案的優(yōu)、缺點(diǎn),并對(duì)實(shí)際采用的方案進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。整個(gè)施工過(guò)程可為今后類似工程提供參考。

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

        [2] 王濤,廖維張,馬長(zhǎng)濤.某機(jī)庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架屋蓋整體提升施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].施工技術(shù),2015,44(20):81-85.

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