超高層預(yù)留洞拉索+桁架支模設(shè)計與應(yīng)用

王燕桂，劉志洋，楊建濤，郭遠遠

（中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟南 250100）

1 引言

大型超高層建筑施工中,為提高塔吊施工效率，常在核心筒布置內(nèi)爬塔吊。受內(nèi)爬塔吊支撐系統(tǒng)的影響，核心筒內(nèi)水平結(jié)構(gòu)不能與其他部位水平結(jié)構(gòu)同步施工，形成預(yù)留洞。塔吊拆除后，需要封堵的預(yù)留洞口水平結(jié)構(gòu)達到數(shù)十層。按照常規(guī)支模方法，需要數(shù)月方能完成封堵，容易造成總體工期延誤。如何提高支模效率，加快預(yù)留洞水平結(jié)構(gòu)封堵的施工進度，是一個相當大的技術(shù)難題。

2 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

2.1 拉索+桁架的設(shè)計驗算

以某工程為例，待支模的核心筒內(nèi)梁板結(jié)構(gòu)平面布置見圖1。

圖1 核心筒內(nèi)梁板結(jié)構(gòu)平面布置圖

選取最不利位置，梁底桁架作為計算對象，選取計算單元如圖2所示。

圖2 計算單元示意

荷載計算（折算成一榀桁架的線荷載）：

鋼筋混凝土自重：1×0.15×25.5+0.25×（0.8-0.15）×25.5=7.97kN/m

模板及支架重：0.75×1=0.75kN/m

混凝土振搗：2×1=2kN/m

荷載組合：1.35×（7.97+0.75）+1.4×2=14.7kN/m。

結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖3所示。

圖3 桁架結(jié)構(gòu)計算簡圖(單位：kN)

經(jīng)計算得知：弦桿最大受力N1=7.17kN,斜腹桿最大受力N2=10.11kN，豎向腹桿最大受力N3=14.7kN。

這些內(nèi)力主要通過扣件傳遞，每顆扣件抗滑力為8kN，對于支座部位超過8kN的桿件，采用兩顆扣件，抗滑力可達15kN,滿足要求。由以上計算可知，桁架承載能力能夠滿足施工要求。

2.2 跨層多層同步施工

在核心筒內(nèi)水平結(jié)構(gòu)落后豎向結(jié)構(gòu)層數(shù)較多情況下，在中間樓層采用桁架支模，將一個施工作業(yè)面變成3個或更多，實現(xiàn)跨層多層同步施工，使水平結(jié)構(gòu)施工工期成倍加快。施工過程見圖4。

2.3 鋼筋網(wǎng)架操作平臺

圖4 跨層多層同步施工

采用鋼筋網(wǎng)架作為桁架支模的操作平臺，兼做水平防護。鋼筋采用D20圓鋼，穿過核心筒墻體螺栓孔，使用螺栓固定，并在跨中1/3處斜拉D8鋼絲繩固定于上層墻體。網(wǎng)架上鋪50厚木跳板，并滿鋪鍍鋅鐵皮，使其具有防火功能。

圖5 鋼筋網(wǎng)架構(gòu)造示意

2.4 可周轉(zhuǎn)牛腿

牛腿采用型鋼焊接三角架支座，通過對拉螺栓固定于核心筒墻體，可以周轉(zhuǎn)利用。如圖6所示。

圖6 可周轉(zhuǎn)牛腿

2.5 防墜及可降拉索

拉索采用D16鋼絲繩，安裝3t手拉葫蘆，便于控制桁架拆除時的降落。安裝速差式防墜器，保證施工過程中的安全，如圖7所示。

圖7 防墜及可降拉索

3 工藝原理

利用已施工完成的核心筒墻體作為豎向承重構(gòu)件，搭設(shè)鋼管桁架作為支模架體的水平承重構(gòu)件，完成中間樓層水平結(jié)構(gòu)的施工后，將一個作業(yè)面豎向劃分成多個施工段，實現(xiàn)跨層多層同步施工。

4 適用范圍

核心筒墻體采用爬模施工且在核心筒內(nèi)布置大型內(nèi)爬塔吊的超高層結(jié)構(gòu)施工。

5 工藝流程及操作要點

5.1 前期準備

5.1.1 準備工作流程（見圖8）

圖8 準備工作流程

5.1.2 支模體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

①確定支模體系結(jié)構(gòu)形式；

②荷載分析；

③結(jié)構(gòu)計算。

5.1.3 繪制支模結(jié)構(gòu)施工圖

①繪制一套完整的結(jié)構(gòu)施工圖；

②編制施工說明。

5.1.4 施工圖審核

①編制模板設(shè)計審核申報表；

②審核通過以后編制材料計劃。

5.1.5 編制材料計劃

①根據(jù)審核后施工圖編制材料計劃表；②材料計劃表完成審批流程。

5.1.6 進場驗收

按物資進場清單對進場物資的名稱、規(guī)格(標識)、數(shù)量、外觀特征、包裝標識、出廠合格證、質(zhì)量檢測報告逐一進行檢查,確定是否符合要求。

5.1.7 定位放線

根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖在樓層模板放出定位控制線。

5.2 施工工藝流程及操作要點

5.2.1 操作流程（見圖9）

圖9 操作流程圖

5.2.2 操作要點

①搭設(shè)操作平臺

將D20圓鋼兩端套絲，加工成對拉螺栓形式，經(jīng)一端墻體螺栓孔穿入，自對面墻體螺栓孔穿出，兩端擰上螺母繃緊至目測無下垂，再各擰上一個螺母防止滑絲。依次平行完成剩下對拉螺栓，形成防護骨架。垂直于鋼筋骨架方向，依次平行鋪設(shè)50厚木跳板。使用8#鋼絲將木跳板與鋼筋骨架綁扎牢固。腳手板采用搭接鋪放，搭接寬度大于200，搭接段中部設(shè)置在鋼筋骨架處。鋪設(shè)至跨度1/3處，在鋼筋骨架上安裝D6鋼絲繩斜拉至上層墻體結(jié)構(gòu)螺栓孔，進行卸載。繼續(xù)鋪設(shè)木跳板至跨度2/3處，在鋼筋骨架上安裝D6鋼絲繩斜拉至對面墻體上層結(jié)構(gòu)螺栓孔，完成第二道卸載。繼續(xù)完成木跳板鋪設(shè)。木跳板鋪設(shè)完成后，在表面滿鋪一層0.5厚鍍鋅鐵皮。

②安裝支座

支座采用[10槽鋼焊接制成的三角架。安裝采用D30對拉螺栓，固定于剪力墻墻體。

③安裝桁架

桁架采用扣件式鋼管搭設(shè)。首先按圖紙布置進行彈線，根據(jù)彈線的位置進行每榀桁架的搭設(shè)。弦桿鋼管宜采用平直且無接頭的鋼管。當鋼管長度不足而必須接長時，接頭應(yīng)錯開布置。保證對接鋼管端面平整，用接頭扣件連接后，再用1根鋼管分別與接頭兩邊鋼管搭接，位置居中。各榀桁架上下弦采用鋼管連接，并設(shè)置水平剪刀撐，提高桁架的側(cè)向穩(wěn)定性。

④安裝拉索

按照圖紙將拉索一端與桁架固定，一端與核心筒墻體固定。并穿PVC套管，便于混凝土澆筑后拆除。在靠近墻體一側(cè)安裝5t手拉葫蘆，以控制桁架拆除時的降落。

⑤模板安裝

模板的安裝根據(jù)方案及施工質(zhì)量驗收規(guī)范進行。

⑥鋼筋混凝土施工

施工過程中，模板上的鋼筋應(yīng)分散堆放，避免荷載集中?；炷翝仓^程中，派專人觀測模板支撐系統(tǒng)的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)下沉、松動和變形異常時應(yīng)立即暫停作業(yè)，查明原因，采取相應(yīng)措施。混凝土應(yīng)均勻澆搗，防止混凝土堆高。

⑦支撐體系拆除

根據(jù)同條件養(yǎng)護試塊強度達到要求后方可拆除模板體系。先拆除支座，再使用手拉葫蘆將桁架降至下層樓面，然后拆除桁架間的連接桿件。

6 應(yīng)用情況

本技術(shù)在蕪湖僑鴻濱江世紀廣場A、B標段項目成功應(yīng)用。本工程包括3棟塔樓，其中A標段塔樓69層。核心筒布置了1臺ZSL750內(nèi)爬動臂塔吊，3道內(nèi)爬支撐梁及爬帶占據(jù)18層的高度。內(nèi)爬塔吊拆除后，水平結(jié)構(gòu)落后豎向結(jié)構(gòu)18層。使用拉索+桁架支模，使內(nèi)爬塔吊核心筒水平結(jié)構(gòu)封堵工期節(jié)省50%，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益150萬元。

7 應(yīng)用前景

該技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，超高層建筑的數(shù)量也再加快增長。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國在建200m以上超高層建筑達160多座，200m以上的預(yù)備項目有220多座，規(guī)劃300m以上超高層建筑達80多座，規(guī)劃的最大高度已經(jīng)達到千米。該技術(shù)簡便、快速、安全和經(jīng)濟的特點，將在這些大體量超高層建筑結(jié)構(gòu)施工中發(fā)揮獨特的作用，取得顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。