高層住宅項目空中連廊施工技術淺析

王繼偉 （上海建工二建集團有限公司，上海 200080）

隨著建筑用地的日益稀缺，為滿足居住條件，建筑高度越來越高。為滿足高層建筑的消防疏散要求，建筑常采用空中連廊將一個單體的相鄰單元或者兩幢塔樓連接起來。空中連廊的搭設不僅有利于消防疏散，也使得各單元之間互通便利。同時空中連廊可以使建筑立面造型更加美觀新穎，而且連廊部分良好的采光和廣闊的視野還可作為閑暇休閑場所。但是由于空中連廊的建立，勢必使得連接部位的受力變得更復雜，給現(xiàn)場的技術人員以及施工人員增加了新的難度。

1 空中消防連廊設計概況

南昌灣里海玥名邸項目位于南昌市灣里區(qū)興灣大道和天寧西路交匯處，該項目共有24棟單體。其中有4棟單體設置高空消防連廊，在不同高度分別設置3處，17號樓的連廊設置在12層、15層及17層處，連廊高度分別為32.150 m、37.950 m及43.750 m；22～24號樓的連廊設置在12層、15層及18層處，連廊高度分別為32.150 m、37.950 m及49.550 m。懸挑梁截面均為200 mm×550 mm，板厚120 mm，混凝土標號為C 25。因連廊結(jié)構(gòu)形式、概況一致，故選取24號樓12層連廊作為研究對象進行計算分析。

2 施工方案設計

2.1 設計概述

工程采用18 mm厚膠合板作剪力墻、梁側(cè)板、梁底板、樓面底板等模板?？罩羞B廊梁、板模板采用滿堂支撐架搭設，支撐架縱向間距為950mm，橫向間距800mm，步距均為1.5m。

支架材料采用鋼管支撐，天面層花架結(jié)構(gòu)施工鋼管架支撐在天面層上，懸挑段計劃在11層、14層、17層梁板結(jié)構(gòu)上懸挑20a工字鋼梁作為施工平臺，采用上拉下?lián)蔚姆绞酱钤O平臺，梁板強度未達到100%前，梁板的模板支撐系統(tǒng)均不能拆除。

2.2 空中連廊模板排架搭設范圍

空中消防連廊模板排架施工平臺位于連廊位置的下一層，架體高度2900mm，空中連廊位于12、15以及18層。

2.3 構(gòu)件的選型、選材要求

懸挑鋼梁應選取20a工字鋼。水平梁采用10#槽鋼將懸挑梁點焊固定，與主梁焊接，每處焊縫長度50 mm。

支模架采用的扣件在螺栓擰緊力矩達到65N.m時不得發(fā)生破壞，并要求進行檢測。吊繩選取合格的、不破絲、不打結(jié)的標準鋼絲繩，其直徑為18.5 mm，確保力學性能滿足設計要求。撐桿采用16#工字鋼作為下支撐受力點。

2.4 鋼管支撐體系構(gòu)造要求

2.4.1 立桿

支模架體的鋼管立桿采用A 48×3.0mm鋼管，縱距為950 mm，橫距為800 mm，步距為1.5 m，立桿接長除頂層頂步之外，其他各層各步扣件接頭均應采用對接連接。

2.4.2 縱橫水平桿

支架的縱、橫水平桿鋼管采用A 48×3.0mm鋼管，按步距1500mm縱、橫向設置，小橫桿水平連接采用十字對接扣件，末端伸出端頭100 mm。

2.4.5 懸挑型鋼設計

①懸挑型鋼采用普通熱軋20a工字鋼，擱置在兩邊樓板，中間懸空。20a工字鋼上橫置16#工字鋼上，作為排架立桿的定位，16#工字鋼上焊接A 20止滑鋼筋，高度100 mm，從而確保懸挑型鋼的穩(wěn)定及剛度。

②16#工字鋼中間鋪設10#槽鋼，凹口朝上，槽鋼上滿鋪18mm舊模板作為施工平臺。從結(jié)構(gòu)最外邊梁位置開始按平行封口梁的方向由內(nèi)往外在主工字鋼梁上焊接10#槽鋼，與每根主梁焊接時的焊縫長度為50mm，間距不大于50cm滿布，然后于槽鋼上設置一道安全平網(wǎng)，再垂直槽鋼間距40cm滿鋪60×80方木，最后于方木上面釘鋪18厚模板。

③20a工字鋼主梁上下?lián)?6#工字鋼，水平距離2500 mm，豎向高度2900 mm。16#工字鋼切成斜面與20a工字鋼焊接固定，與下一層梁板結(jié)構(gòu)對應位置的埋件焊接固定，埋件300×300×10mm，采用鋼性連接形成支座點。防止主梁變形過大，主梁下口通長焊接10#槽鋼。

④所有焊縫滿焊，焊腳高度hf=8。型鋼設計平面圖和平面圖分別如圖1所示。

圖1 型鋼設計剖面圖

3 現(xiàn)場主要施工工藝

3.1 施工順序

預埋件埋設→支座卡環(huán)制作與安裝→懸挑鋼梁安裝→鋼梁支撐→架體搭設→模板安裝→澆砼。

3.2 施工平臺的安裝

①連廊層上二層澆筑混凝土時預埋埋板，埋板300×300×10 mm，兩排、兩列，C20鋼筋焊接塞縫，如圖2所示。

圖2 埋板詳圖

②連廊層上一層混凝土澆筑時預埋A20壓環(huán)，每端三個，防止主梁位移，鋼板與主梁焊接，位置如圖3所示。

③連廊層上一層混凝土強度達到100%后，放入主梁20#工字鋼，如圖4所示。

圖3 預埋環(huán)詳圖

圖4 主梁擱置圖

④主梁上焊接16#工字鋼次梁，以及10#槽鋼。從結(jié)構(gòu)最外邊梁位置開始按平行封口梁的方向由內(nèi)往外在主工字鋼梁上焊接10#槽鋼，與每根主梁焊接時的焊縫長度為50 mm，間距不大于50 cm滿布，然后于槽鋼上設置一道安全平網(wǎng)，再垂直槽鋼間距40 cm滿鋪60×80mm方木，最后于方木上面釘鋪18厚模板。

⑤16#工字鋼上焊接A 20止滑鋼筋，如圖5所示。

圖5 止滑鋼筋圖

⑥平臺搭設完后組織驗收，驗收合格后搭設模板支撐系統(tǒng)。

3.3 模板支撐系統(tǒng)的安裝

①頂板梁板支撐系統(tǒng)用鋼管架，高度按設計安裝。梁底支撐的鋼管架采用垂直于梁長度方向布置，板模板支撐時采用平行于短邊布置，并根據(jù)梁底或板底的凈高進行安裝。

②根據(jù)施加在梁和樓板上的荷載計算確定模板支撐架的跨距和間距。

③支頂安裝前，應放出軸線、梁位置線以及樓面水平控制標高線，安裝支撐架后，要調(diào)節(jié)可調(diào)底座或頂托來進行調(diào)平校直，但可調(diào)底座或可調(diào)頂托調(diào)節(jié)螺桿伸出長度不宜超過200mm，支架安裝要橫平豎直，排列整齊，在底部支架下端內(nèi)外兩側(cè)設通長A48×3.0 mm掃地桿，水平拉桿應采用扣件與立桿扣牢，上部設置縱橫向連接鋼管，并用扣件與支架立桿扣牢，架體立柱必須牢固地支承在鋼筋混凝土樓面上，并在立桿底座下鋪設木墊板。

④支撐安裝完成以后認真檢查支架的牢固性。

3.4 梁模板的安裝

①先在柱上彈出軸線、梁底位置線和水平控制標高線，調(diào)整支架可調(diào)頂托，將其調(diào)至預定的高度，然后將鋼管安放在可調(diào)頂托的托板上。固定鋼管之后，安裝梁底龍骨，龍骨安裝完成后，用膠合板安裝梁底模板，并拉線找平，梁底模板起拱高度宜為跨度的1/1000～3/1000。當主、次梁交接時，先主梁起拱，后次梁起拱，梁底模安裝后，再安裝側(cè)模、壓腳板及斜撐，側(cè)模安裝增加M14穿梁螺栓一道。

②支撐木方安裝完畢后，認真調(diào)整可調(diào)頂托升降至模板表面到設計標高，梁模板要根據(jù)要求起拱。

③逐項檢查模殼模板。重點檢查模殼自身剛度及其采取的保證措施以及連接節(jié)點處的嚴密性。

4 支模體系及施工平臺的拆除

4.1 支模體系的拆除

支模體系的拆除需根據(jù)施工計劃，具體的拆模時間根據(jù)拆模強度報告及現(xiàn)場砼回彈檢測確定，嚴格禁止交叉作業(yè)。開始拆模前，現(xiàn)場需告示，施工人員要先全面檢查支架的穩(wěn)固情況，需把橋架上的雜物清理干凈后才能開始作業(yè)。拆模由上往下拆，拆除懸空支架模板必須系安全帶。

4.2 施工平臺的拆除

施工平臺在拆除之前，需在建筑物四周主要通道的出入口、顯著部位設置警示標志，使現(xiàn)場全部施工人員知曉正在進行拆除作業(yè)，出入及經(jīng)過時須佩戴安全帽，禁止非工作人員進入施工作業(yè)區(qū)，確保人員安全。

施工平臺的拆除從時間上應遵循“先搭后拆，后搭先拆”的原則；從空間上應遵循“由上而下，逐步逐層拆除”的原則，拆下的材料應小心輕放。

5 計算分析

5.1 鋼平臺計算

5.1.1 計算參數(shù)（見表1）

表1

5.1.2 計算簡圖

施工鋼平臺的計算簡圖如圖6所示。

圖6 鋼平臺計算簡圖

圖6中小圓表示支座，數(shù)字為節(jié)點號。

5.1.3 計算結(jié)果

對不同荷載組合下節(jié)點的最大支座反力、內(nèi)力及位移進行計算，結(jié)構(gòu)表明其強度和整體穩(wěn)定性均滿足。

5.2 施工鋼平臺支撐架計算

5.2.1 模板面板計算

①抗彎強度計算

面板抗彎強度計算值f=2.047N/mm2，面板的抗彎強度設計值[f]取值15.00N/mm2，面板的抗彎強度驗算f＜[f]，滿足要求。

②抗剪計算

截面抗剪強度計算值T=0.170N/mm2，截面抗剪強度設計值[T]取值1.40N/mm2，面板抗剪強度驗算T＜ [T]，滿足要求。

③撓度計算

面板最大撓度計算值v=0.108mm，面板的最大撓度小于[v]取值0.8mm，滿足要求。

5.2.2 梁底支撐龍骨的計算

①龍骨抗彎強度計算

龍骨抗彎計算強度f=4.31 N/mm2，龍骨的抗彎計算強度小于15.0N/mm2，滿足要求。

②龍骨抗剪計算

龍骨截面抗剪強度計算值T=0.545N/mm2，截面抗剪強度設計值[T]=1.30N/mm2，滿足要求。

③龍骨撓度計算

龍骨最大撓曲變形值v=0.550mm，小于撓度限值[v]=2.375，滿足要求。

5.2.3 梁底支撐鋼管計算

計算模型選用集中荷載作用下的連續(xù)梁，得到梁底支撐鋼管抗彎強度f=174.99N/mm2小于205.00 N/mm2；支撐鋼管的最大撓度小于｛800.0/150=5.33，10mm｝min，滿足要求。

5.2.4 扣件抗滑移計算

縱橫向水平桿與立桿連接，采用單扣件計算，扣件的抗滑承載力計算公司如下：

其中：Rc表示扣件抗滑承載力設計值，單扣件抗滑承載力取值8.00kN；R取最大支座反力2.67kN，結(jié)果滿足要求。

5.2.5 立桿穩(wěn)定性計算

①當不考慮風荷載作用時，立桿穩(wěn)定性計算：

計算得到σ=16.272N/mm2，不考慮風荷載時，立桿的穩(wěn)定性計算σ＜[f]=205.00 N/mm2，滿足要求。

②當考慮風荷載作用時，立桿穩(wěn)定性計算：

計算得到σ=30.494N/mm2，考慮風荷載時立桿的穩(wěn)定性計算σ＜[f]=205.00N/mm2，滿足要求。

6 結(jié)語

本工程對施工技術方案的合理設計，將消防連廊模板底部支撐型鋼架設在消防連廊的下一樓層位置，鋼梁上架設A48×3.0mm鋼管滿堂支撐架，以作為連廊模板的支撐，鋼梁底部采用工字鋼斜撐支撐于下一層，可以合理利用已施工結(jié)構(gòu)的支撐能力。通過支撐體系的優(yōu)化設計與過程中的質(zhì)量把控，目前空中連廊整體已施工完畢，質(zhì)量驗收一次通過，可為類似工程的施工具有參考作用，具有一定的實踐價值。