洪彩燕

（廈門魯班源房屋營造有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

房建土建工程內(nèi)置的結(jié)構(gòu)多為復(fù)合形式，穩(wěn)定性強(qiáng)，占地面積較大，且施工過程中通常難以控制，尤其是高空大跨施工環(huán)節(jié)，對工程所設(shè)計結(jié)構(gòu)的安全性要求極高[1]。當(dāng)前高空大跨結(jié)構(gòu)多為固定的建設(shè)形式，雖然可以實現(xiàn)預(yù)期的施工目標(biāo)，但是常常受到外部環(huán)境及特定因素的影響，導(dǎo)致最終的施工結(jié)果無法達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)[2]。不僅如此，單一的高空大跨土建工程建設(shè)還存在一個較大的弊端，便是工程框架搭接并不緊密，在外力的沖擊或者作用下，支撐結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)斷裂、沉降甚至塌陷等問題，一定程度上阻礙了房建土建工程的建設(shè)，為此需要對房建土建工程中高空大跨施工方案進(jìn)行完善和優(yōu)化。

高空大跨施工方案的完善和優(yōu)化重點在于對高空鋼結(jié)構(gòu)連廊的關(guān)聯(lián)以及下設(shè)支撐結(jié)構(gòu)的搭接。此外，多層支座疊加和外部沖擊等問題也會給高空大跨施工建設(shè)帶來較大影響，所以，在設(shè)計過程中，逐步構(gòu)建更為靈活、多元的施工結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜的施工背景下，提升高空鋼結(jié)構(gòu)連廊的關(guān)聯(lián)面積，綜合BIM 技術(shù)，增強(qiáng)該項技術(shù)的兼容性、包容性，優(yōu)化對應(yīng)的設(shè)計形式，進(jìn)一步積累制作安裝、提升就位和安全監(jiān)控等方面的實踐經(jīng)驗，強(qiáng)化該項施工方案的實際應(yīng)用價值[3]。本文結(jié)合案例工程對房建土建工程中高空大跨施工方案的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行分析。

1 工程概況

選定達(dá)達(dá)物流園（二、三期）房建工程作為測試的主要目標(biāo)對象，工程位于廈門市集美區(qū)海翔大道以北、瑤山溪以西，總用地面積約19295.982m2，總建筑面積43305.70m2,其中地上建筑面積43305.70m2，工程造價7850萬元，A-2號樓為高層丙類2項物流倉儲，共5層，A-3 號樓為多層丙類2 項倉庫[4]，共5 層，其中1～5 層為倉儲區(qū)。

該建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)置支撐框架為復(fù)合式結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與安全性，鋼結(jié)構(gòu)自身主要由鋼管主桁架、支撐桁架和屋面架構(gòu)鋼筋等組成，主桁架的安裝形式大致呈現(xiàn)出倒等腰三角形[5]。房間工程的上方設(shè)定是高空大跨結(jié)構(gòu)，跨越長度為25m，高空的支撐距離長達(dá)45m，跨越的方向呈拱形，具體如圖1所示。

圖1 高空大跨支撐結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖1，完成對高空大跨支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計。綜合實際的建設(shè)需求及標(biāo)準(zhǔn)的變化，將鋼管主桁架的設(shè)定間距控制在2.5～3.5m 之間即可[6]。鋼管的規(guī)格為299×14×245×12×133×6，完成主桁架的設(shè)定之后，進(jìn)行次桁架的安裝，并施作對應(yīng)的支撐土柱，采用吊車直接將鋼管主桁架吊裝就位。完成對達(dá)達(dá)物流園（二、三期）房建工程基礎(chǔ)概況的分析和研究之后，綜合實際的建設(shè)需求，進(jìn)行房建土建工程高空大跨施工方案的設(shè)計[7]。

2 房建土建工程高空大跨施工技術(shù)方案的優(yōu)化設(shè)計

2.1 支撐模板搭設(shè)

所謂支撐模板的搭設(shè)，主要是針對房建土建工程內(nèi)置結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性設(shè)定的，一般采用扣件式鋼管滿堂腳手架，對工程內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定點處理。首先完成基礎(chǔ)性的標(biāo)記，選擇桿件型號，選定Ф48mm×2.5mm鋼管，再選擇50mm×250mm的木板對腳手架進(jìn)行多維輔助。支撐模板的間距為25mm，跨度梁的寬度為32.5mm。為提高該工程的穩(wěn)定性與安全性，需要加密立桿，使立桿與下方的梁底保持垂直狀態(tài)即可，并測算出支撐模板的荷載值，見公式（1）所示。

式中：

G——支撐模板荷載值；

U——立桿的覆蓋范圍；

β——支撐模板立桿的實際數(shù)量；

δ——單元荷載值；

t——支撐點位。

根據(jù)上述方法，完成對支撐模板荷載值的計算。綜合實際的建設(shè)施工需求及標(biāo)準(zhǔn)，利用搭設(shè)的腳手架對支撐模板進(jìn)行整平、夯實處理，并對實際的搭設(shè)指標(biāo)參數(shù)作出調(diào)整，如表1所示。

表1 支撐模板實際搭設(shè)指標(biāo)參數(shù)調(diào)整

根據(jù)表1，完成對支撐模板實際搭設(shè)指標(biāo)參數(shù)的調(diào)整及設(shè)定，綜合實際的高空大跨施工的落點位置，搭建對應(yīng)的加固施工場所。

2.2 主桁架多層級吊裝及軌道設(shè)計

完成支撐模板搭設(shè)后，依據(jù)建設(shè)的要求和標(biāo)準(zhǔn)的變化，進(jìn)行主桁架吊裝，并設(shè)計大跨度的滑行軌道。首先，需要在工程的下方設(shè)定支撐鋼結(jié)構(gòu)柱，并將鋼柱利用鋼絲繩進(jìn)行捆綁加固。但需要注意的是，吊裝鋼絲繩需要滿足兩個條件：一是載荷強(qiáng)度高；二是使用壽命較長。完成加固處理之后，需要對跨度結(jié)構(gòu)進(jìn)行最大工作靜拉力的計算，如公式（2）所示。

式中：

H——最大工作靜拉力；

m——預(yù)測安全系數(shù)；

n——實測安全系數(shù)；

y——鋼絲繩的長度。

根據(jù)上述方法，完成對最大工作靜拉力的計算，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行主桁架的吊裝。需要先確定主桁架的設(shè)置點位，并調(diào)整好對應(yīng)的間距，確保該區(qū)域處于較為安全及穩(wěn)定的環(huán)境之下，利用塔吊將主桁架吊動，考慮動荷值的變化，需要在主桁架的下方設(shè)定一個輔助架子，用來緩解主桁架在吊裝過程中對下方的房間結(jié)構(gòu)造成的沖擊力，具體如圖2所示。

圖2 主桁架吊裝結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)圖2，完成對主桁架吊裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行定向高空大跨度軌道的設(shè)計。一般情況下，利用專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行跨度施工的輔助，通常為運送材料、搭建輔助架子等。設(shè)計的軌道可以采用滑落的方式進(jìn)行材料的運送，在節(jié)省成本的同時，可以更好地滿足施工要求。

2.3 析架底座加固

完成主桁架吊裝及軌道的設(shè)計之后，依據(jù)高空大跨度的要求，進(jìn)行析架底座加固，增加工程的穩(wěn)定性和安全性。析架底座的設(shè)定對于高空大跨度結(jié)構(gòu)的設(shè)定具有較大的影響，所以，可以先將析架底座放置在預(yù)設(shè)的軌道上，在輔助架子上設(shè)置兩側(cè)擋板，可以根據(jù)實際的加固需求，隨時拆卸，通過滑移梁進(jìn)行跨度連接，形成可承壓的壓板，如圖3所示。

圖3 承壓壓板結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖3，完成對可承壓壓板結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在承壓壓板之上進(jìn)行加固，并計算出預(yù)設(shè)的承載力，如公式（3）所示。

式中：

L——預(yù)設(shè)承載力；

τ——析架底座總面積；

W——定向覆蓋距離；

J——絞接交叉承壓區(qū)域；

?——中心線距軌道間距。

根據(jù)上述方法，完成對預(yù)設(shè)承載力的計算。得出的預(yù)設(shè)承載力設(shè)定為對應(yīng)的極限承壓標(biāo)準(zhǔn)，并修改析架底座的加固指標(biāo)參數(shù)，如表2所示。

表2 析架底座加固指標(biāo)參數(shù)設(shè)定

根據(jù)表2，完成對析架底座加固指標(biāo)參數(shù)的設(shè)定，基于此，調(diào)整析架底座加固的環(huán)境，逐步形成一個完整的高空大跨度處理結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)析架底座的加固。

2.4 獨立抱桿拼接及高空大跨結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)

實現(xiàn)析架底座的加固之后，以此為基礎(chǔ)，可以先在支撐模板之上設(shè)定一個219mm×5mm×4500mm 的獨立抱桿，在模板的頂柱上安裝預(yù)埋板，搭接一個穩(wěn)定的定向滑輪。高空大跨度施工可以通過手拉葫蘆配合處理，將桁架吊起，加固兩端的抱桿，形成穩(wěn)定的施工建設(shè)結(jié)構(gòu)。但是需要注意的是，拼接的獨立抱桿必須確保在同一個水平線上，且拼接的范圍也是固定的，這樣才能進(jìn)一步強(qiáng)化房建工程的建設(shè)質(zhì)量。之后，還需要進(jìn)行高空大跨結(jié)構(gòu)的搭接和關(guān)聯(lián)，使用主弦桿設(shè)定兩端的加固鋼支托，通過滑輪進(jìn)行具體跨度點位的進(jìn)一步固定、找正。待主桁架穩(wěn)定之后，采用焊接的方式將內(nèi)置的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)在一起，連成一個整體的承壓框架，完成房建工程高空大跨度技術(shù)的設(shè)計與應(yīng)用。

3 施工測試結(jié)果分析

針對達(dá)達(dá)物流園（二、三期）房建工程的施工需求，最終選定4個位置進(jìn)行承壓值的計算，如式（4）所示：

式中：

N——承壓值；

?——總荷載值；

ω——最大拉應(yīng)力；

a——可覆蓋范圍；

s——承壓鋼柱；

ψ——支撐定值。

根據(jù)上述方法，完成對最終測試結(jié)果的分析，如表3所示。

表3 測試結(jié)果對比分析表

根據(jù)表3，對測試結(jié)果進(jìn)行分析：經(jīng)過對4個房建位置的測定，最終得出的結(jié)構(gòu)承壓值均在220MPa以上，說明該施工方案的應(yīng)用效果較好，針對性更強(qiáng)，工程的質(zhì)量得到了極大提升，具有實際應(yīng)用價值。

4 結(jié)束語

綜上所述，以達(dá)達(dá)物流園（二、三期）房建工程作為實際施工建設(shè)案例，針對高空大跨施工過程中存在的問題，逐步構(gòu)建一個更為靈活、多變、穩(wěn)定的施工建設(shè)結(jié)構(gòu)，對鋼結(jié)構(gòu)連廊、支撐結(jié)構(gòu)搭接、地基承壓加固等環(huán)節(jié)作出進(jìn)一步的優(yōu)化處理。實踐證明，對房建土建工程中高空大跨施工方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，不僅可以提高房建土建工程的穩(wěn)定性與安全性，還能夠大大縮短工期，提高工程的總質(zhì)量。