塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)作為承重支撐架在建筑工程中的應(yīng)用

趙 敏

(中國(guó)建筑第七工程局有限公司福建分公司， 福建 廈門 361000）

1 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系施工簡(jiǎn)述

塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系安裝完后，設(shè)置在超長(zhǎng)超高超重的鋼結(jié)構(gòu)分段分塊連接處，待鋼結(jié)構(gòu)相互拼接完后，將其拆卸，便可進(jìn)行后續(xù)工藝施工。此做法減縮了施工周期，降低了臨時(shí)支撐的施工風(fēng)險(xiǎn)，確保了施工過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度，同時(shí)還減少臨時(shí)支撐費(fèi)用投入，安拆操作簡(jiǎn)單，便于施工。

1.1 原則

鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中臨時(shí)支撐體系的設(shè)計(jì)按如下原則確定：

1.1.1 荷載有效傳遞性

在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝起至整體安裝完并自身具備設(shè)計(jì)承載要求前，臨時(shí)支撐架體承擔(dān)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝過(guò)程中所有涉及荷載，并將其本身自重、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載及施工荷載通過(guò)下部底座，最后全部傳遞并擴(kuò)散在支撐工作面中。故在臨時(shí)支撐體系設(shè)計(jì)時(shí)，需具備滿足上述承載要求的強(qiáng)度。

1.1.2 整體結(jié)構(gòu)變形可控性

臨時(shí)支撐體系被應(yīng)用在超長(zhǎng)超高超重的鋼結(jié)構(gòu)中，因鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身安裝精度要求高（構(gòu)件安裝完后整體結(jié)構(gòu)需滿足設(shè)計(jì)要求，且安裝誤差在可控范圍內(nèi)）；加之，在支撐過(guò)程需臨時(shí)支撐架體安裝偏差及承載變形也要在可控范圍內(nèi)；故在臨時(shí)支撐體系設(shè)計(jì)時(shí)，需具備滿足上述變形要求的剛度。

1.1.3 支撐體系整體穩(wěn)定性

因鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件為分段分塊體，為確保鋼結(jié)構(gòu)相互拼裝精度，減少變形錯(cuò)位誤差，在設(shè)計(jì)臨時(shí)支撐體系時(shí)，除了按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范需驗(yàn)算架體的承載、變形、應(yīng)力外，還需考慮采取相關(guān)措施以確保支撐架體整體穩(wěn)定性。故需在臨時(shí)支撐架體之間，通過(guò)頂部設(shè)置連系固定桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.1.4 支撐體系安拆可操作性

臨時(shí)支撐架體設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工狀況，滿足支撐體安拆時(shí)，施工機(jī)械停機(jī)、吊運(yùn)工作面需求，保證支撐體系安裝的可操作性。

1.1.5 支撐架體設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性

臨時(shí)支撐架體設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足荷載傳遞性、變形可控性、整體穩(wěn)定性、底部可靠性及安拆可操作性要求后，還需從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，降低臨時(shí)支撐措施費(fèi)用的投入，確保支撐體系設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性。

1.2 原理

塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系：下部轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)（底座：增大底部受力面積，保護(hù)樓板）+標(biāo)準(zhǔn)節(jié)結(jié)構(gòu)（塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)：支撐承載鋼結(jié)構(gòu)）、上部轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)（連接板：連接標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與調(diào)高支撐）+連系結(jié)構(gòu)（固定桿：連接并穩(wěn)固相鄰支撐體系）+調(diào)高支撐結(jié)構(gòu)（調(diào)節(jié)框：支撐并調(diào)節(jié)鋼結(jié)構(gòu)安裝精度）組成。首先保證塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系底部支撐面強(qiáng)度，架設(shè)過(guò)程中，注意控制支撐體系整體的垂直度、水平度和高度，以滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝要求。

1.3 工法

（1）按照鋼結(jié)構(gòu)分段分塊的深化圖，將塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系布設(shè)在拼接點(diǎn)處，架設(shè)完畢后，便可進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的拼裝工作；安拆造作簡(jiǎn)單，有效縮短施工周期，提升施工效率。（2）支撐體系布設(shè)效果類似于框架柱結(jié)構(gòu)，空間靈活，節(jié)省支撐材料，有利場(chǎng)區(qū)工作面最大化利用。（3）由角鋼、弦桿、斜腹桿組成的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)整體剛度和強(qiáng)度穩(wěn)定，提高了鋼結(jié)構(gòu)拼裝安全性，降低施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。（4）塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系輔以的連系結(jié)構(gòu)和調(diào)高支撐結(jié)構(gòu)，確保了鋼結(jié)構(gòu)拼裝精度，提高施工質(zhì)量。（5）可回收循環(huán)使用的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，降低了臨時(shí)支撐的施工成本。（6）應(yīng)用范圍廣，可將其利用在超長(zhǎng)超高超重的鋼結(jié)構(gòu)建筑中。

2 工程實(shí)例

某廠房項(xiàng)目的某棟樓層數(shù)3 層、規(guī)劃高度23.90m。該棟樓分為左右兩側(cè)塔樓（西邊為左側(cè)塔樓、東邊為右側(cè)塔樓），左側(cè)塔樓大屋面（結(jié)構(gòu)標(biāo)高為22.00m，最大鋼梁跨度為29.4m）和右側(cè)塔樓小屋面（結(jié)構(gòu)標(biāo)高為17.50m，最大鋼梁跨度為33.6m）為鋼結(jié)構(gòu)梁+桁架樓承板體系。左側(cè)鋼梁安裝支撐高度為11.05m（支撐穿過(guò)樓層為3F～大屋面，支撐標(biāo)高為10.95～22.0m）；右側(cè)鋼梁安裝支撐高度為11.55m（支撐穿過(guò)樓層為2 小屋面，支撐標(biāo)高為5.95～17.5m）。為保證施工安全，滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝精度等要求，應(yīng)采用臨時(shí)支撐體系進(jìn)行施工操作。

3 方案設(shè)計(jì)

塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐截面尺寸為1600mm×1600mm，高度為10m 左右。弦桿為Φ140×12，直腹桿為Φ50×4，斜腹桿為Φ60×4，材質(zhì)為Q235B（此為固定標(biāo)準(zhǔn)節(jié)）。頂部轉(zhuǎn)換連接板300×300，材質(zhì)為Q235B；下部轉(zhuǎn)換底座規(guī)格為HW300×300，材質(zhì)為Q235B；調(diào)節(jié)裝置為鋼材帶有調(diào)節(jié)槽制品（通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓與等間距螺紋孔相匹配實(shí)現(xiàn)）；塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐架體與下部轉(zhuǎn)換底座、轉(zhuǎn)換連接板與調(diào)高桿之間焊接固定處理。調(diào)高桿起支撐并調(diào)節(jié)鋼結(jié)構(gòu)安裝精度作用，各點(diǎn)支撐體系之間通過(guò)固定桿連接穩(wěn)固。施工過(guò)程中控制支撐體系的垂直度和水平度，待安裝完后，檢查支撐體系安裝高度[1-3]。

4 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系計(jì)算

塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)請(qǐng)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算。

4.1 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)受力驗(yàn)算

豎向力、傾覆力矩、位移、應(yīng)力比、支座反力及塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)自身強(qiáng)度等方面的驗(yàn)算。

4.2 支撐體系所在支撐面驗(yàn)算

樓面梁和板承載驗(yàn)算、抗彎能力和剪切驗(yàn)算。

4.3 下部轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)（底座）的受力驗(yàn)算

截面內(nèi)力（軸力、彎矩、剪力）、強(qiáng)度（長(zhǎng)細(xì)比、壓縮、彎曲、剪切強(qiáng)度、軸向和彎曲應(yīng)力）等方面驗(yàn)算。

4.4 調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

材料力學(xué)參數(shù)、彎矩、位移、應(yīng)力比、強(qiáng)度等方面驗(yàn)算。

4.5 連系桿驗(yàn)算

材料力學(xué)參數(shù)等方面驗(yàn)算。

5 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系施工要點(diǎn)

5.1 鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)

施工前，對(duì)于超長(zhǎng)超高超重的鋼結(jié)構(gòu)，需先進(jìn)行構(gòu)件安裝進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)（將鋼構(gòu)件進(jìn)行分段分塊，此部分工作由專業(yè)分包設(shè)計(jì)單位完成，并提交工程設(shè)計(jì)單位確認(rèn)）。鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)需考慮如下因素：交通運(yùn)輸情況、場(chǎng)地條件、構(gòu)件尺寸重量、機(jī)械選型及吊裝位置等。

5.2 確認(rèn)支撐體系架設(shè)位置

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)深化圖紙，在鋼結(jié)構(gòu)分段分塊連接處，測(cè)量定位好架設(shè)位置，以滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝要求。

5.3 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系制作

支撐體系中的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)為成品鋼制品，需要根據(jù)相關(guān)荷載驗(yàn)算選擇相應(yīng)規(guī)格的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)；而調(diào)節(jié)裝置和上下部轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為加工制作品（前者為加工場(chǎng)制作、后者為現(xiàn)場(chǎng)加工制作），需嚴(yán)格控制加工制品材料、規(guī)格、質(zhì)量等方面；加工期間應(yīng)專人專崗施工，電焊操作期間應(yīng)控制操作人員質(zhì)量，確保人員持證上崗。注意焊縫符合設(shè)計(jì)要求，相關(guān)隱蔽工序還需質(zhì)量人員同加工人員一起做好驗(yàn)收工作。

5.4 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系安裝

按照底座、塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、連接板、調(diào)高框和固定桿，從下往上依次拼裝。首先根據(jù)圖紙定位安裝底座，塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與底座通過(guò)定位塊相互焊接固定；后采用塔吊或汽車吊（提前安排好停機(jī)位）依次進(jìn)行塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)吊裝（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間通過(guò)銷軸固定），連接板與塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間通過(guò)連接板上四角開(kāi)孔進(jìn)行銷軸固定，而調(diào)高框則與連接板之間焊接固定處理；四周支撐體系之間采用固定桿相互螺栓固定連接穩(wěn)固。塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系安裝過(guò)程中，需經(jīng)緯儀或全站儀對(duì)支撐體的垂直對(duì)進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保拼裝精準(zhǔn)，同時(shí)加強(qiáng)管理人員驗(yàn)收和檢查。

5.5 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系拆除

與安裝順序相反，待鋼結(jié)構(gòu)拼裝完結(jié)構(gòu)整體滿足設(shè)計(jì)要求后（先降調(diào)高框）再?gòu)纳隙乱埔来纬鸪误w。拆除過(guò)程中設(shè)專人指揮操作，避免拆除對(duì)鋼結(jié)構(gòu)成品擾動(dòng)。

5.6 塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系維保

塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支撐體系屬于可循環(huán)使用支撐裝置，可以應(yīng)用在不同樓層鋼結(jié)構(gòu)支撐安裝施工中（通過(guò)調(diào)節(jié)框?qū)崿F(xiàn)），因而需注意支撐體系的拆卸、堆放。在進(jìn)入下一工作面施工前，應(yīng)對(duì)支撐體系進(jìn)行檢查維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)不符合要求的部位，及時(shí)進(jìn)行換新處理。

6 施工過(guò)程質(zhì)量控制

塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)拼裝前，檢查支撐面承載情況，尤其對(duì)于支撐在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)樓板上，需待結(jié)構(gòu)樓板混凝土強(qiáng)度符合承載要求后，方可架設(shè)支撐體系，以確保支撐體系整體穩(wěn)定性，不因支撐面變形、破壞沉降而影響安裝質(zhì)量，同時(shí)也間接保護(hù)樓層板成品質(zhì)量。支撐面混凝土強(qiáng)度可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑時(shí)，留置同條件試塊進(jìn)行抗壓試驗(yàn)確認(rèn)。

支撐體系拼裝對(duì)測(cè)量精度要求高，故需施工前根據(jù)現(xiàn)有基準(zhǔn)點(diǎn)、施工平面控制點(diǎn)的標(biāo)高和坐標(biāo)，建立測(cè)量控制網(wǎng)，并做好事前控制網(wǎng)的復(fù)核工作（測(cè)量?jī)x器的選擇也需嚴(yán)格把控），避免支撐體系因安裝誤差帶來(lái)不良影響，確保支撐體拼裝精度，以滿足后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)安裝要求。每完成一次架體拼裝后，必須對(duì)其整體進(jìn)行一次校準(zhǔn)復(fù)核，復(fù)核結(jié)果滿足要求后方可進(jìn)行下一次拼裝。

支撐體系安裝過(guò)程中，存在鋼結(jié)構(gòu)焊接施工工藝。派遣專業(yè)焊工進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施焊工作，施焊前必須進(jìn)行試焊（焊工證上崗，做到人證合一）。加強(qiáng)過(guò)程中的焊縫檢查與驗(yàn)收工作，確保其質(zhì)量合格后再進(jìn)入接下來(lái)的工序。

支撐體系的相關(guān)材料進(jìn)場(chǎng)必須進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)收手續(xù)，嚴(yán)控鋼材的強(qiáng)度、規(guī)格等參數(shù)，尤其是成品塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，是否存在材質(zhì)銹蝕、脫漆、變形等質(zhì)量缺陷。避免因材料質(zhì)量問(wèn)題，影響支撐效果。

加強(qiáng)對(duì)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與連接板間的插銷固定檢查，對(duì)調(diào)高框、固定桿螺桿擰固檢查，以確保支撐體系整體穩(wěn)固性。避免插銷或螺栓因未完全擰固、松動(dòng)而造成支撐體系整體失穩(wěn)，造成安裝人員傷亡和對(duì)工程結(jié)構(gòu)的破壞。

控制安裝高度、水平度與垂直度，讓其符合實(shí)際安裝要求，防止影響后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)安裝。

在臨時(shí)支撐體系安裝施工完之后，需在支撐架體上設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。隨時(shí)監(jiān)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件拼裝施工過(guò)程中及施工完之后，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)臨時(shí)支撐架體承載變形的影響，確保在拆卸臨時(shí)支撐架體前，整個(gè)施工過(guò)程中荷載對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的沉降變形影響處于可控誤差范圍內(nèi)。

施工過(guò)程中，隨時(shí)關(guān)注施工天氣狀況。風(fēng)量較大、雨天等天氣停止支撐體系安裝作業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)拼裝連接作業(yè)，避免影響臨時(shí)支撐架體組裝和鋼結(jié)構(gòu)安裝精度，以保證整個(gè)施工過(guò)程中承載變形等在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)。

施工前做好支撐架體搭設(shè)和鋼結(jié)構(gòu)拼裝施工的安全技術(shù)交底，設(shè)專人專崗全過(guò)程指導(dǎo)旁站監(jiān)督施工；制定好相關(guān)安全質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)對(duì)解決措施，及時(shí)糾偏整改；落實(shí)施工過(guò)程中的“三檢”制度，并做好相關(guān)隱蔽驗(yàn)收資料留存留檔[4-5]。

7 結(jié)束語(yǔ)

在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過(guò)程中，超長(zhǎng)超高超重的鋼構(gòu)件被大量地應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)承重體系中。臨時(shí)支撐體系作為鋼構(gòu)件安裝必不可少的施工措施，起著不可或缺的作用。在進(jìn)行臨時(shí)支撐體系材料、形式選擇時(shí)，需從支撐體荷載傳遞性、結(jié)構(gòu)變形可控性、架體操作性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等角度綜合考慮分析，以解決鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐問(wèn)題，確保工程施工質(zhì)量，提高施工效率；同時(shí)便于塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)這種新型支撐體在建筑工程中的推廣應(yīng)用。