某高层建筑大悬挑外脚手架的施工

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一、工程概况

半岛1号三期工程位于惠阳淡水,紧邻深汕高速公路,建筑面积达1609160 m2,(由1栋3层商业楼、联排别墅11栋、多层4栋、1栋32层、5栋18层组成),地下1层,地上3-32层,其中32层主楼建筑总高为106.1 m,现浇框剪结构,结构平面呈椭圆形,造型美观大方。

二、施工方案

为了减少钢管的投入量、节约人工费,项目部经过多次开会研究外架搭设方案,通过对比最终决定:32层主楼十层以下采用落地式外脚手架,十层以上(六层以上为标准层,层高3m)采用分段悬挑式钢管脚手架,每段搭设高度不大于24m,综合结构受力特点以及工期、成本诸因素,决定十层以下采用落地式外脚手架,十层以上采用悬挑脚手架,在十层、十八层、二十六层分三段悬挑水平钢梁。因32层主楼椭圆形结构边梁部分为外挑,经咨询原结构设计工程师,椭圆形结构边梁部分没考虑增加施工荷载,脚手架悬挑型钢部分不能考虑作用在外挑的椭圆形结构梁上,只可设置外架连墙杆;本工程悬挑型钢的悬挑端长度根据建筑物变化值确定,因椭圆形边梁到可作用悬挑型钢结构最大距离为2.1m,悬挑长度为1.3m-3.4m,为大跨度悬挑,在主体施工中多次外挑给外脚手架施工造成极大难度。

1、搭设材料及方案

立杆:采用外径48mm,壁厚3.5mm可焊接无缝钢管。

悬挑钢梁选材――采用18#工字钢主要优点:与槽钢和角钢比较,工字钢截面特征呈对称性,属于轴心受力的最佳状态,抗弯性能最优。

钢丝绳:采用6.19钢丝绳(φ18.5 mm)卸荷。

搭设方式――悬臂端上拉

主要优点:在梁端部上拉钢丝绳,可起到固定、卸荷,减轻钢梁支座弯距的作用,是即经济又安全的合理方式。

搭设方案:十层以下采用传统脚手架施工方法,十层以上外脚手架分别从十层、十八层、二十六层楼面外挑18#32字钢1.2-3.3 m,设6*19钢丝绳斜拉工字钢端部,固定钢丝绳的卡扣每个节头为3个,中间用可调花蓝连接,工字钢在楼面上固定长度根据悬挑长度分别为2.5-5.1 m,端部采用φ22钢筋预埋作为固定件。里立杆离建筑物外边距离不大干300mm。立杆横距900mm,纵距为1.5 m,首步架纵向水平杆步距不得大于1.5m,其它步距为1.8m,连墙杆沿各层并做梅花形布置设置,竖向采用平建筑物楼层每层设置,水平方向采用每隔一根脚手架立杆;并且分别在14层、22层、30层用6*19钢丝绳(φ18.5 mm)各设置一道卸荷。

2、型钢计算

按水平工字钢悬挑受力的特殊性,分别采用铰接和锚固两种计算模型。

a、考虑钢丝绳作用,计算工字钢在简支模型下的内力,由此确定钢丝绳的直径。

b,不考虑钢丝绳作用,工字钢挑出部分按悬臂粱受力计算,由此确定锚固端受力螺栓的直径,并验算支座处砼的局部受压强度。

为保证计算的准确和精度,采用专业计算软件,分别按两种计算模型输入计算参数,依次对承重体系主梁和构件作强度计算和变形验算。

经验算,外挑采用18#工字钢和6,19钢丝绳(φ18.5 mm)卸荷满足要求。

3、锚固段与楼板连接的计算

工字钢与楼板压点采用预埋φ22钢筋固定,梁板混凝土强度为C25以上,经计算,预埋φ22钢筋及楼板混凝土局部承压满足要求I

4、工字钢定位放线

根据结构平面图及计算参数,用CAD软件作出工字钢平面布置示意图。

根据平面布置图,施工至十层、十八层、二十六层楼面放线,定出工字钢具置及锚固点,遇钢筋绕过确保其完整性,并在转角处进行适当的局部调整。

5、工字钢安装

工字钢运抵现场后进行割孔、焊立杆定位桩,待结构层钢筋完成后使用塔吊吊装就位,工字钢就位后才浇筑混凝土,在下一层结构预埋钢筋吊环,下一层混凝土强度达到100%后开始采用钢丝绳反拉悬臂端,钢丝绳用“U”型卡锁紧,钢梁锚固端采用木楔塞紧。适度松紧钢丝绳,调整工字钢处于同一标高。

6、搭设脚手架

(1)悬挑架搭设工艺流程:

施工准备一放线定位一预埋u型钢筋一悬挑工字钢安装一竖立杆一将纵向扫地杆与立杆扣接一安装横向扫地杆一安装纵向水平杆一安装横向水平杆一安装连墙件撑一安装剪刀撑一扎安全网一作业层铺脚手板和挡脚板。

(2)悬挑架构造要求

主要组成:悬挑粱、架体、刚性连墙件、连续剪刀撑、安全防护。

1、悬挑梁制作采用的型钢,其型号、规格、固端和悬挑端尺寸的选用经计算确定,与建筑结构连接应采用水平支承于建筑粱板结构上的形式,固端长度应不小于1.5倍的外挑长度,与建筑物连接必须可靠(如由不少于两道的预埋U型钢筋与型钢固定,钢筋与型钢采用木楔塞紧),连接强度应经计算确定。

2、悬挑架架体应采用刚性连墙件与建筑物牢靠连接,连墙件应设置在与悬挑梁相对应的建筑物结构上。本脚手架连墙杆的布置,竖向采用平建筑物楼层每层设置;水平方向采用每隔一根脚手架立杆,间距3.0米设置一点。严禁采用钢筋铁丝等柔性连墙件。

3、脚手架应在外侧立面沿整个长度和高度上设置连续剪刀撑,剪刀撑水平夹角为45°-60°,水平投影宽度不小于2跨或4m和不大于4跨或8m,斜杆应与基本构架杆加以可靠连接。

4、构架底部与悬挑结构应连接牢靠,不得滑动或窜动。构架底部应设置纵向和横向扫地杆,扫地杆应贴近悬挑梁(架),纵向扫地杆距悬挑粱(架)不得大于20cm,

5、架体结构在下列部位应有加强措施:

a架体立面转角处;

b架体与塔吊、电梯,物料提升机、卸料平台等设备需要断开或开口处;

固定工字钢及钢管架搭设均由专业架子工利用塔吊配合吊装,工字钢悬挑端标高必须一致,工字钢长度根据建筑物外立面的变化尺寸确定,十层工字钢安装完毕经检查合格及结构层混凝土强度达到要求后,开始搭设钢管脚手架,脚手架搭设为常规方式,按规范要求,采取了悬挑首层满铺,每三层设置一道兜网,外立面挂密目安垒网等安全措施。十至十八层脚手架搭设完后,依次搭设第十八至二十六层,第二十六至三十二层脚手架。

三、作业注意事项

(1)外挑工字钢必须整齐,标高一致且固定牢固。

(2)钢丝绳张拉程度一致,且自身固定牢固,以免滑脱。

(3)施工中避免骤然的巨大荷载作用在悬挑架上。

(4)严格按方案施工,避免随意除去加固或拉结点。

四、施工作业阶段的监测

为确保悬挑脚手架的安全及对工字钢挠度的控制,防止楼板、粱底裂缝,施工中由测量专业的技术人员随时对悬挑外脚手架进行观察和测量,若发现变形,可及时采取有效的技术和安全措施进行处理。通过实铡和观察,工字钢及钢管架未见任何下挠和变形。主体结构施工完成后,我们对悬挑型钢的现浇梁板底标高进行实测,实测结果:工字钢压点板底标高误差及边粱底标高误差均在允许范围以内。

五、结　论

本工程外脚手架搭设采用钢结构与传统脚手架施工工艺相结合,简化施工工艺,加快施工速度,缩短工期,经观测最大变形在允许范围内,型钢稳定无位移松动;通过工程实践证明,分段悬挑脚手架将超高的外架分为若干段相对独立架体,大大地减少了周转材的投入,降低施工成本,悬挑脚手架搭设技术可行,在高层建筑脚手架施工中值得推广。