型鋼混凝土結構空中連廊鋼結構支撐平臺施工工藝

萬朋均

（中交一公局第二工程有限公司，江蘇 蘇州 215000）

1 引言

拉薩頓珠金融城第16、17、18 號地塊開發項目地處拉薩市城關區，三號閘南側，新318 國道以南。其中，從16 號地塊1 號樓13 層到頂面層有一個高空連廊，連廊兩邊的塔樓都是框架+剪力墻結構 （連廊部分的結構形式采用型鋼混凝土組合結構）。綜合考慮連廊高度、結構形式、自然環境等因素，對常規的滿堂支撐架、 貝雷支架施工方法以及自主創新的鋼結構支撐平臺方法進行方案比選，最終決定使用鋼結構支撐平臺進行高空連廊施工，該施工方法加快了施工進度，保證了作業安全，提升了項目效益。

2 高空連廊施工方案設計

2.1 存在的問題

該項目高空連廊兩邊的塔樓是框架剪力墻結構，連廊是跨度22 m，寬度18 m 的型鋼混凝土組合結構，連廊底部離地面45.9 m。項目所處位置地質氣象條件復雜，三面環山，北靠拉薩河，且連廊建設地點位于山口處，常年伴有大風，對支撐體系的整體穩定性要求更高，施工風險高、難度大。

2.2 方案的執行

型鋼混凝土組合結構與鋼結構相比，增加了混凝土現澆的工序，特別是高空連廊離地面距離高的情況下，顯著地增加了施工難度，現澆工藝必須搭設操作平臺方可進行作業，因此施工操作平臺的設計至關重要。

采用鋼結構支撐平臺可加快項目高空連廊的施工進度，提升高空連廊施工的安全性，降低施工成本，提升工程效益。

2.3 鋼結構設計方案

1）研制目標：加快高空連廊施工進度，確保高空連廊施工安全，控制高空連廊施工成本，做到高效、經濟、安全。

2）設計及計算：通過對鋼結構支撐平臺進行設計，運用CAD 軟件繪制二維施工圖，運用草圖大師軟件繪制三維模型圖，并采用Midas Civil[1]軟件對所設計的鋼結構支承平臺進行穩定性校核。在自主驗算通過后，再進行第三方驗算，所有的驗算都符合要求。鋼結構支撐平臺整體計算模型如圖1 所示。

圖1 鋼結構支撐平臺穩定性驗算模型圖

3）制作鋼結構支撐平臺：鋼結構支撐平臺的長度是21.95 m，寬度是18 m，高度是12.45 m，使用的鋼材型號為Q235，根據截面形式的差異，分為工字鋼、HN400 型鋼、HN600 型鋼、直徑600 mm 和500 mm 鋼管等。

3 施工工藝

3.1 連廊高空現澆結構支撐平臺的安裝

3.1.1 牛腿安裝

牛腿安裝前，要先將螺栓和一些鋼板預先埋設好，確定預埋位置準確無誤后，才能將已經加工好的鋼牛腿進行安裝[2]。

牛腿安裝重點及注意事項：根據異形支撐結構受力特點，各鋼管連接處會產生應力集中。為避免應力集中，優化了焊接節點位置加勁板的設計形式，在加勁板的角點位置，均設置了切口，避免應力集中。一般要求比較高的構件切口采用弧形，而項目中采用線形，也能降低加工難度。具體方法是在各薄弱點加設12 mm 厚加勁板，在加勁板上設置30 mm×30 mm 的三角形內切角，改變原有的多邊形。

3.1.2 安裝型鋼（HN600 mm）

HN600 mm 是本次高空連廊施工中質量最重的吊裝構件，采用20 mm 直徑的鋼絲繩進行吊裝。

安裝型鋼（HN600 mm）重點及注意事項：鋼結構牛腿調整平整后方可安裝型鋼。

3.1.3 鋼結構地面預連接

在指定的預連接場地，對鋼管進行拼裝并設置螺栓孔位[3]，找準位置后進行焊接。

鋼結構地面預連接重點及注意事項： 因為鋼管支撐架是一種異型結構，為了便于施工，可以在地上或者某個平臺上，根據圖紙的尺寸對每個鋼管的位置進行標定，這樣可以加速安裝進程，確保焊接質量。

3.1.4 安裝斜撐及大桁聯

在預先組裝好的場地上，需要將2 個斜撐和1 個大桁連接成一個整體，總質量為3.08 t。在安裝過程中，需要使用130 t的汽車吊進行吊裝作業。為了確保安全，需要選擇抗拉強度1 670 MPa、最小破斷力166 kN、直徑≥18 mm（6 mm×19 mm）的鋼絲繩進行吊裝。

安裝斜撐及大桁聯重點及注意事項： 在進行斜撐及大桁聯的吊裝和安裝前，需要進行試吊，確保吊裝設備和吊裝方法能夠滿足要求，以確保斜撐和大桁聯的安全安裝。

3.1.5 桁聯安裝

1）斜撐平面上桁聯的安裝：首先用螺釘固定一面，再把小桁聯緩慢地轉動到斜撐上進行焊接。在桁架安裝前，應使用直徑為9.3 mm 的索風繩對支撐系統進行加固。其加固方法是將錨環預先埋設在連廊結構的兩端梁中，并將其固定。

斜撐平面上桁聯安裝重點及注意事項： 桁聯的安裝要與斜撐的施工進度同步進行，當一榀斜撐完成后，兩邊的桁聯也要隨之完成。

2）進行南北方向桁聯的提升安裝：底部斜撐的長度在10 m左右，為了減少斜撐的自由應力，在斜撐上布置了8 組桁聯；將10 根斜撐相互連接起來。另外，在斜撐的上部，用鋼管連接8 個平面。

南北方向桁聯安裝重點及注意事項： 首先焊接底部的工字鋼，然后焊接兩側的槽鋼，這就在空間上形成兩個背靠背的“C”形結構。最后，焊接頂端的工字鋼。

3.1.6 安裝型鋼（HN600 mm）

600 mm 厚型鋼通過起重機吊起安裝，中間HN600 mm×200 mm 型鋼的吊裝與焊接在下部結構焊接完成后進行。

安裝型鋼（HN600 mm）重點及注意事項：在此部件吊裝時，因其還沒有建立起一套完整、可靠的支承系統，所以在施工時要特別注意施工人員的安全保護。

3.1.7 安裝型鋼（HN400 mm×200 mm）

400 mm 厚的型鋼，長度為11 m，在地上就地組裝，然后用起重機吊起。

安裝型鋼（HN400 mm×200 mm）重點及注意事項：型鋼在進行搭設的時候，要在兩端預留2 cm 的空間，這樣可以方便地進行安裝、拆卸，并且可以使得鋼梁在發生彎曲變形的時候不會向兩側主體結構傳遞水平力。

3.1.8 安裝工字鋼并鋪設鋼板

I25 b 的工字鋼，每根質量1 t 左右，由吊車吊起。在下料過程中，應在兩側留有大約2 m 寬的工作通道，并用1.2 m 高的圍欄圍起來。當工字鋼安裝完畢后，在上方鋪5 mm 厚的鋼板，作為施工工作面。

支承平臺在安裝完畢后，須按規定進行檢驗和驗收，確認符合要求后方可投入使用，并在顯眼位置處懸掛檢驗合格標志；公布驗收的時間和負責人，并懸掛出質量限制牌和有關注意事項。

安裝工字型鋼并鋪設鋼板重點及注意事項： 為了確保傳力，工字鋼的安裝質量要與安裝在上方的腳手架立桿位置一致。為此，在鋪板完畢后，將下層工字鋼中線引入到表面，以便在安裝模板時更容易對齊中線。

3.2 搭設模板內支架

搭設要求為：步距1.2 m，跨距0.9 m，立桿間距0.9 m。

搭設模板內支架重點及注意事項： 立桿安裝時要確保立桿中心與工字鋼的中心線完全對齊。

3.3 主型鋼梁的連接與安裝

一層連廊的型鋼主梁是采用吊機吊裝的方式，將整個型鋼梁提升到設計的高度，再與兩邊的型鋼柱進行焊接。在接頭的地方，用兩塊鋼板和高強螺栓進行拉結。

主型鋼梁的連接與安裝重點及注意事項： 因受支架條件的限制，吊機不能將3 根型鋼橫梁直接吊至連廊中間部位。為此，可以自行制作一臺龍門架吊機來完成安裝工作。首先利用吊機將型鋼吊起，送至連廊現澆平臺上，再利用組裝好的小車，配合倒鏈將型鋼整個運送到安裝地點下面。在此基礎上，用左右兩臺塔式起重機將龍門架的升降系統分別吊到型鋼橫梁的吊點上。最后，用龍門架上的倒鏈將型鋼吊起并固定在合適的位置。

3.4 搭設模板及鋼筋綁扎

模板材質為12 mm 厚的覆面木膠合板，主楞用的是φ48.3 mm×3.0 mm 的圓鋼管。次楞用的是50 mm×100 mm 的矩形木楞。

搭設模板及鋼筋綁扎重點及注意事項： 為方便型鋼梁底部和側面的鋼筋以及箍筋等的綁扎和安裝，需要先搭建底模。鋼筋綁扎完畢后即安裝側模和澆筑梁。

3.5 澆筑混凝土

鋼筋綁扎完畢后，要根據規范要求對其進行檢查，通過驗收后，才能進行混凝土的澆筑。

澆筑混凝土重點及注意事項： 因連廊主體混凝土用量較大，故采用二次澆筑的方法以減小一次澆筑過程中的沖擊。首先將型鋼混凝土主梁和鋼筋混凝土次梁澆筑在板面下20～30 mm的位置上，強度達到要求之后再澆筑其余的混凝土。

4 結語

通過在項目高空連廊施工中成功運用鋼結構支撐平臺，有效解決了型鋼混凝土組合結構高空連廊施工的難題，保證了施工安全，為后續類似型鋼混凝土結構高空連廊更加高效的施工，規避易出現的問題，總結了如下本次施工過程中的問題及不足之處和改進措施。

1）關鍵問題：該連廊為現澆型鋼混凝土框架，其上部荷載為450 t 左右。計算結果表明：9F 與11F 的牛腿構件是最終受力點。所以，在建造主體結構的過程中，必須嚴格控制牛腿的預埋位置和標高，在施工之前還需要對位置和標高進行一次復測。

2）不足之處：通過對9F 牛腿的實際施工，發現原來的鋼牛腿存在一定的問題，即牛腿位于梁、柱結合部，且鋼牛腿的布置較為復雜。在設計院的建議下，把原來的鋼牛腿換成了鋼筋混凝土的牛腿，這樣既便于安裝，又能更好地與主體結構保持連接。

3）改進措施：后續的項目建設中，如果出現這樣的問題，應該提前進行規劃，確定牛腿的形式，這樣就可以避免在實際施工的過程中發生臨時改變，進而對建設進度產生影響。