文档介绍：81m高空现浇混凝土箱形屋盖施工技术
某工程为一大型工业建筑,平面呈“山”字形,建筑总高约94m。整个结构由9个现浇简体和框架联合组成(图3-13-1)。筒体和框架共14层,。单个简体平面尺寸7m×7m,筒体壁厚500mm;框架位于简体之间,××,梁截面有350mm×750mm等数种。混凝土强度等级C30。
该工程屋盖为现浇双跨非封闭式混凝土箱形屋盖,局部双层双跨。,坐落在81m高空上(箱底标高+,箱顶+)。箱体两壁为通长深梁,梁宽500mm,;箱顶和箱底为主次梁楼面,板厚400mm。混凝土强度等级C35。该单层单跨箱形屋盖重量达723t,混凝土体积300余m3,构成了一组超高、超重、大跨的屋盖结构。
另外,该工程地处北方地区,气候干燥,冬季时间长,气温低,最低气温达-33℃,而箱形屋盖施工正处冬季。
在81m高空进行如此大型屋盖施工,突出的难点有二:一是必须解决好高空支模的支撑体系,二是如何保证混凝土在高空的冬期施工质量。
箱形屋盖模板支撑方案选择
该工程箱形屋盖支模的特点是一“高”二“重”。选择好高空支模方案具有重要的技术经济意义。在调研和论证过程中,曾考虑以下3种方案。
满堂脚手架方案
参考市政工程中高架桥和高层建筑中高空连廊的施工经验,采用满堂钢管脚手架搭设到80m高空,相互拉结形成群柱。然后在上面架设操作平台,进行支模。该方案施工简便,不需要专门脚手器材,但投入大。经测算,需用ø48钢管约2000t,投入劳力多,占用场地大,且受力不够明确,稳定性难以控制,在技术上经济上都不尽合理。
斜拉悬索方案
参照斜拉悬索大桥的受力模式,在筒体上方架立钢架,采用斜拉悬索将支模工作平台吊起,把箱形屋盖混凝土自重、模板自重和施工荷载通过悬索传给简体结构。这样可不必自地面搭设高空支架,理论上较合理。但该方案要求结构设计作一定变动和修改,技术难度较大,加上工期紧迫,该方案难以实施。
塔架支撑方案
在每跨内部设2个塔架作为箱形屋盖的中央支座,高78m。该塔架与两侧筒体相互拉结
,两个塔架之间也要拉结,以增加稳定性。塔架可用钢结构或用现浇混凝土框架。采用钢塔架装卸方便,施工速度快,但成本高、刚度小、弹性变形大;如用混凝土框架作塔架,自身刚度大,与主体结构连结方便,型钢用量少,费用较省。
在塔架顶部再架设操作平台,在操作平台上搭设脚手支模。这种方案受力明确,安全可靠。4座塔架在屋盖建成后拆除。
通过分析比较,经专家多次评审,最后选用第3方案-一混凝土塔架支撑方案。
塔架设计市
塔架及支撑系统委托东南大学房屋加固与改造工程有限公司设计。×,。混凝土强度等级C30。根据箱形屋盖分层施工的实际情况,计算结构自重、模板系统自重和施工荷载以确定竖向荷载,水平力考虑风载作用,。按刚性框架进行内力分析和截面配筋设计。塔架柱截面600mm×600mm,梁截面400mm×600mm,不设各层楼板和楼梯。
混凝土塔架与简体、塔架与塔架之间采用3道钢支撑拉结以增加整体稳定。3道钢支撑分别位于第4、第7和第10层标高。,。采用桁架形式。钢支撑与筒体和混凝土塔架均按铰接考虑(图3-l3-2)。
混凝土塔架基础:位于A、B轴线的塔架坐落在地下室墙上,不另设基础,只将塔架柱筋锚入地下室墙内;而E、F轴的室内塔架位于砂层夹砂板岩的地基上,需另设混凝土条形基础。地基允许承载力按[R]=300kN/m2考虑。
塔架施工.
4座塔架与主体结构同步施工,每7d左右完成一层,故混凝土塔架施工不占用控制工期。柱、梁采用组合钢模,脚手架用ø。现场设自动化搅拌站拌制混凝土。用塔吊和料斗运送混凝土分层浇筑,坍落度50~70mm。
根据设计位置,在混凝土塔架和筒体相应位置预埋钢板,拆模后焊上钢牛腿,待混凝土强度达到90%后,将拉结用的钢支撑吊装到钢牛腿上临时固定,然后焊接使支撑与塔架、筒体连成一体。
钢支撑用型钢焊接而成,工地上设临时钢结构加工场,加工装配成桁架后运到预定位置,由120t·m的塔吊在跨外整体吊装。
塔架顶部操作平台
在混凝土塔架顶部78m高空处架设操作平台。操作平台由跨在塔架与结构之间的钢桁架和45号工字钢大梁、l6号槽钢次梁和搁栅组成。在操作平台上,架立钢管扣件式脚手架,箱形大梁下的脚手应加密。模板按2‰起拱。箱形底板的支模方法与一般楼面相同。操作平台中的钢桁架和工字钢大梁等同样要进行强度和挠度验算。图
3-13-3为高空支模示意。
塔架拆除
待箱形屋盖混凝土强度达到100%后,先拆去操作平台上