摘要:采用加强型贝雷梁拼装施工方案代替传统的满堂支撑脚手架高架支模,用贝雷片(军用梁)组合平台搭设在标高26.400 米处做为34.000 米混凝土梁板施工的支撑体系平台。缩短了工程工期,保证了结构安全,从工期和成本节约两方面均取得可观的效益。
关键词:大跨度贝雷梁托架 高支模体系
1 工程概况
新乡市工人文化宫位于河南省新乡市新区,本工程由大剧院、音乐厅、工会及演播厅等三部分组成。大剧院部分为地上六层,地下两层,局部地下四层,建筑高度23.9m,基础为桩基承台和桩基承台+筏板两种形式。总建筑面积为58802.96 ㎡。大剧院地下建筑面积8436 ㎡,地上建筑面积18032.51 ㎡。
大剧院 1-Y2~1-Y6 与1-18~1-26 轴线(横向跨度32.4m,纵向跨度20.4m)在34.00m 标高处,设计为大跨度预应力钢筋混凝土梁、板结构体系,由4 根600×1500、2 根600×2000,跨度32.4 米;1 根600×1500、4 根800×1800,跨度20.4 米;均为缓粘结预应力钢筋混凝土梁,板厚为200mm,如图1 所示。
2 方案选择
如果采用传统满堂支撑脚手架做法,需要在基础底板上开始(标高-14.4m),总搭设高度48.8米。
通过安全性及经济性比较,在26.00m 标高处采用加强型贝雷梁拼装成模板支撑平台体系施工方案,代替传统的满堂支撑脚手架高架支模,即保证了安全也节省了费用。
3 平台设计及施工工艺
3.1 平台结构设计
该平台结构采用加强型贝雷梁拼装,拼装长度21 米(18 轴~20 轴、24 轴~26 轴间拼装长度19.88 米),横向3~5 榀联结成一组,根据楼面荷载情况布置贝雷梁横向间距,以保证各片贝雷梁受力均匀。1/20 轴至1/24 轴范围内贝雷梁可直接支撑在混凝土结构梁上,而在四个剪力墙处则需要预埋钢牛腿作为支撑。
3.2 平台结构验算
3.2.1 贝雷梁承载力及刚度验算
⑴、计算荷载
①、混凝土及钢筋自重:取砼单位体积质量为 26KN/m3。
②、模板及支架自重:贝雷梁自重为 4.5KN/片;扣件式钢管支架为3KN/m2(按6 米高度计);
模板为1KN/m2。
③、倾倒砼及振捣荷载:4KN/m2。
④人群及机械荷载: 3KN/m2。
贝雷梁横向共分 9 榀,以1-22 轴对称布置,分5 个区域计算,各区域荷载情况见下表:
⑵、受力分析
以第一组为例进行验算,该组组贝雷梁共 3 榀,受力情况如图3.2.1-1 所示。
3.3 施工工艺流程
预埋件安装→非标件加工→安装提拉支架及安装滑道→平台贝雷梁安装→防坠落安全网安装→满堂支架搭设→模板安装→混凝土浇筑→贝雷钢梁的拆除。
3.4 安装施工要点
3.4.1 平台结构布置
该平台结构采用加强型贝雷梁拼装,拼装长度21 米(18 轴~20 轴、24 轴~26 轴间拼装长度19.88 米),横向3~5 榀联结成一组,根据楼面荷载情况布置贝雷梁横向间距,以保证各片贝雷梁受力均匀。托架各构件强度验算符合要求;各贝雷梁布置如图3.4-1 所示。
图 3.4-1 贝雷梁布置
3.4.2 平台安装施工
平台施工顺序为:制定方案→制作非标件及连接件→安装提拉支架→安装组合梁滑道→滑移平台组合梁→安装支撑联系梁→检查验收。
3.4.3 预埋件安装
由于剪力墙处贝雷梁无法支撑,在其内侧预埋钢牛腿做为支撑,在施工26.6 米楼面时,预埋贝雷梁的支撑牛腿等预埋件。贝雷梁下的支撑牛腿(25#工字钢)预埋时,应注意各道工字钢表面要保持在同一平面内,以避免因各道工字钢高低不一导致受力不均。
3.4.4 非标件加工
需加工的非标件包括非标段、剪力墙处贝雷梁的支撑横梁、贝雷梁间横向联结系等。非标梁段采用20#槽钢制作,截面构造与贝雷梁相同,加工时注意要在轴销孔处加焊加强钢板、支撑处加焊加劲肋;支撑横梁采用16#槽钢制作,槽钢的顶部和底部加焊5 毫米厚盖板,支撑处加焊加劲肋;贝雷梁间横向联结系采用10#槽钢制作,通过螺栓固定在贝雷梁竖杆上。
3.4.5 安装提拉支架及安装滑道
由于组合贝雷梁长度较大,利用塔吊无法进行,采用滑移法进行。利用贝雷梁组合两个滑移(拆除)用的滑道进行。每个滑道采用提拉法进行,提拉支架仍用贝雷片组合,下端固定在26.6 米楼面的预埋铁件上,在支架上下各设两组滑轮,分别用两根φ25 的钢丝绳交替提拉,牵引设备采用5T手拉葫芦进行,滑架根据提拉速度进行逐步接长直到完成,为确保提拉安全。保证后端不滑空在后端再设一组滑轮进行牵引,如图所示。
3.4.6 平台贝雷梁安装
根据现场情况,将拼装场地设在1-26 轴附近的屋面上,贝雷梁提前拼装成型,2~3 榀一组,最大重量10 吨,采用滑移法进行。各组贝雷梁拼装成型后重量见表3.4。
3.4.7 防坠落安全网安装
在所有贝雷钢梁滑移到位后,在所有贝雷片下部加强弦杆位置满挂防坠落网,防落网直接在底部加强弦杆上系牢。
3.5 贝雷钢梁的拆除
支架及拆除在屋面预应力施工完毕后进行,拆除时按照“后装先拆”的原则进行,由跨中向四周对称拆除。贝雷梁托架从第五组向第一组方向逐榀分解拆除。拆除的材料通过未拆的贝雷梁平台运至两侧的屋面上,由塔吊吊至地面。见下图。
4 效益分析
最大模板支架高度48.8 米,利用传统工艺施工,按照市场人工费30 元/M3 计算,人工费支出高达 66.74 万元,周转架料租赁费近18.2 万元,完成此分项工程直接费用支出高达84.94 余万元,且施工安全很难得到保证。通过对施工方案优化,采用路桥工程中常用的军用梁(贝雷片)作为上部混凝土结构的支撑,经过计算,租赁费用仅为15.6 万元,人工费10.67 万元,共计26.28 万元。与传统工艺相比,采用加强型贝雷梁拼装施工方案代替传统的满堂支撑脚手架高架支模节省开支58.68万元,并且缩短了工程工期,保证了结构安全,从工期和成本节约来看的效益是比较可观的。
5 结语
根据此方案,顺利完成了新乡文化宫项目标高34.000 米处混凝土梁板的施工。此方案的应用节省了成本、缩短了工期,同时保证了工程质量和施工安全,值得在类似工程的工程施工中推广应用。
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