高空大跨度悬挑结构、连廊脚手架施工工法.doc

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当代万国城北区（当代MOMA）工程高空大跨度悬挑结构、连廊脚手架施工技术

6高空大跨度悬挑结构、连廊脚手架施工技术

1工程概况

当代万国城北区工程即“当代MOMA”项目，是当代置业公司开发的高档综合社区。

该项目位于东直门地区，以住宅为主，并配有完美齐全的配套设施，如幼儿园、影剧院、大型宴会厅、酒店、空中游泳池及社区活动中心，车库地下二层还设有网球场。

车库顶板上设有景观水池，冬季可作为溜冰场。

当代MOMA项目9栋塔楼通过环状的空中连廊连接在一起，构成一个立体的建筑空间，建筑形体复杂，其中有5栋塔楼有高空大跨度悬挑钢结构挑楼。

环绕、越过和贯穿多维的空间层次，是当代MOMA项目的主要特征。

塔楼、连廊、挑楼布置如图1-1。

当代MOMA工程采用框架-核心筒结构。

B2层高4.15m，B1层高5.3m，首层高4.55m，其余层3.05m。

框架柱混凝土强度等级C40-C50，梁、顶板混凝土强度C35。

1.1悬挑结构概况（表1-1）

表1-1悬挑楼概况表

栋号

位置

层数

楼层分布范围

跨度

挑出长度

挑楼总高

悬挑高度（距±0.00）

T1悬挑楼

T1楼北侧

5层

17～21层

25.6m

9.8m

16.5m

50.2m

T2悬挑楼

T2楼东侧

4层

18～21层

23.6m

9.8m

13.45

53.25m

T7悬挑楼

T7楼东侧

3层

12～14层

20.95m

9.8m

10.4m

34.95m

T8悬挑楼

T8楼南侧

4层

16～19层

14.8m

9.8m

13.45m

47.15m

T9悬挑楼

T9楼西侧

3层

17～19层

23.6m

9.8m

10.4m

50.2m

1.2钢结构连廊概况（表1-2）

表1-2钢结构连廊概况表

编号

长（m）

宽（m）

高（ｍ）

底部标高（ｍ）

钢连廊拼装位置

B12

37.438

5.7

7.74

50.375

S1屋面

B23

33.85

13.9

8.35

48.05

S2屋面

B78

35.244

3.057

4.84

35.1

S8屋面

B35

34.169

2.9

4.84

50.35

车库顶板

B50

24.88

3.94

4.84

47.3

车库顶板

B90

54.582

4

7.665

41.2

车库顶板

B67

19.327

6.7～10.4

4.84

35.1

车库顶板

B89

44.365

3.236

7.715

38.325

S9屋面及楼外架体

2工程特点与难点

2.1工程特点

2.1.1结构形体复杂存在大跨度的悬挑结构，并且悬挑部位位置高，悬挑结构底板距地34m到50m左右不等。

2.1.2存在大跨度的钢结构连廊结构，9栋塔楼之间用8条连廊连接在一起。

2.1.3大跨度悬挑结构部分，在外框架梁部分存在悬板。

2.1.4大跨度钢结构连廊体量巨大，钢结构拼装工程量大。

2.2工程难点

2.2.1钢结构连廊重量大，采用地面拼装，整体提升，脚手架需要承受的重量大，如何保证脚手架的安全是本工程的难点。

2.2.2钢结构悬挑部分，悬挑挑出主楼部分的跨度大，达到10m。

悬挑部分所在的位置高，外框架梁部分存在悬板结构，需要搭设脚手架保证悬挑部分结构施工，既能保证结构施工安全，又能保证人员安全是本工程控制的难点。

3工艺原理

3.1　高空大跨度悬挑结构脚手架

通过利用已经拼装完成的钢结构框架，采用“挑、吊、拉”等相结合的方式，将双排脚手架挑、挂在空中，避免脚手架自地面开始搭设，节约材料、工期、费用。

3.2　高空大跨度连廊脚手架

通过采用在地面搭设的钢结构脚手架，将钢结构连廊在脚手架顶部以及屋面上拼装，然后整体提升，安装到位，避免钢结构连廊散拼对工期、塔吊的影响，从而实现工期、费用的节约，保证施工安全。

4　施工工艺

4.1高空大跨度悬挑结构脚手架施工技术

4.1.1分项工程概况

⑴　本部分脚手架是在钢结构框架梁、框架柱安装完成以后，在施工混凝土顶板、梁时所使用的脚手架。

⑵　脚手架采用双排挑脚手架，采用钢管挑搭，配以钢丝绳卸荷。

⑶　脚手架搭设部位（表4-1）。

表4-1脚手架分布表

楼号

起始楼层

（标高）

终止楼层

（标高）

悬挑部分高度

所在轴线

备注

7#楼

11层顶板

（34.850）

14层顶板

（44.000）

9.15m

T7-13～T7-19/T7-A～T9-K

11层顶板采用钢筋桁架顶板

8#楼

15层顶板

（47.050）

19层顶板

（59.250）

9.15m

T8-1～T8-8/T8-A～T8-E

15层顶板采用钢筋桁架顶板

9#楼

16层顶板

（50.100）

19层顶板

（59.250）

9.15m

T9-1～T9-5/T9-A～T9-L

16层顶板采用钢筋桁架顶板

1#楼

16层顶板

（50.100）

21层顶板

（15.250）

17.13m

T1-1～T1-14/T1-L～T1-Q

16层顶板采用钢筋桁架顶板

2#楼

17层顶板

（53.150）

19层顶板

（59.250）

6.1m

T2-14～T2-18/T2-A～T2-F

17层顶板采用钢筋桁架顶板

19层顶板

（59.250）

21层顶板

（65.350）

6.1m

T2-14～T2-18/T2-A～T2-L

19层部分顶板采用钢筋桁架顶板

⑷　脚手架搭设概况（表4-2）。

表4-2脚手架概况表

架体性质

双排悬挑防护脚手架

1

悬挑脚手架

搭设高度

1#楼

2#楼

7#楼

8#楼

9#楼

17.13m

14.22m

11.1m

14.15m

11.1m

2

架体规格

立杆

（单立杆）

立杆横距

700

步距

1500

立杆纵距

最大1500

脚手板

4000*200*50

3

钢丝绳

拉接

6*19，Φ12.5钢丝绳，按照立杆间距，原则上每隔一根立杆设置一根

卡环连接、1#吊点在17、18、19层、2#楼吊点在18、20层顶7#吊点在12层、8#楼吊点在16层、9#楼吊点在17层，水平间距最大为3m。

4

连墙杆

件布置

两步二跨

外框架柱上加设钢管作成抱柱与悬挑架体进行拉结，外框架钢柱柱距3.3m

5

剪刀撑

单杆

中间每六跨设一道，连续设置

6

斜支撑

单杆

按照立杆间距设置，每个立杆均设置一根斜支撑

7

水平挑杆

单杆

按照立杆间距设置，每个立杆均设置一根水平挑杆

8

使用荷载

3.0kN/m2（供结构施工期间使用）

4.1.2主要施工方法

⑴　工艺流程

悬挑部分钢结构安装完成（包括钢筋桁架）→在最下层顶板钢梁处搭设悬挑水平杆→搭设最下层外双排架（包括每个框架柱部位做成抱柱连接）→底部必要部位加设钢丝绳卸荷→加设斜拉杆→最下层地面施工（包括埋设钢筋吊环等）→在最下层地面处利用钢筋吊环悬挑水平杆→在第三步大横杆部位每个立杆部位加设斜支撑→拆除最下层顶板钢梁处悬挑水平杆→上层顶板模板支设→→第四步大横杆→第四步小横杆→框架柱部位抱柱连接→最下层顶板施工→第五步大横杆→第五步小横杆→抱框架柱连接→立杆→第六步大横杆→……→剪刀撑→脚手板、护身栏、挡脚板→安全网

⑵　17层顶板处悬挑钢管体系施工（以1#楼挑楼为例）

1）钢结构框架结构安装完成以后，首先在最下层顶板钢梁位置做成悬挑水平结构（图4-1）。

图4-1钢结构安装节点

2）在悬挑部位做成抱框架钢梁以后，要保证抱框架梁的水平杆及立杆连接牢固，应当用力矩扳手逐个测试，合格后方可进行下步工作。

3）水平杆及立杆均采用Φ48的钢管。

⑶　最下层双排悬挑脚手架搭设

1）在最下层顶板处悬挑钢管安装完成以后，开始安装最下层双排外脚手架，脚手架形式（图4-2）。

图4-2双排外脚手架搭示意图

2）在每个外框架钢柱部分均作成抱柱形式，与钢结构框架柱加强拉接，以保证稳定。

3）底部用Φ12.5，6×19钢丝绳进行卸荷。

4）最底部水平杆位置采用双卡口连接，以保证安全。

⑷　钢管拉接体系施工

1）拉接钢管上部与钢丝绳吊拉点所在立杆用扣件连接，下部与非钢丝绳吊拉点所在立杆用扣件连接。

2）拉接钢管应当使用整根钢管，不得使用短管接长。

3）拉接钢管不得有裂纹、孔洞等质量缺陷，应当保证拉接钢管的质量符合规范要求。

（5）悬挑脚手架施工

1）在16层顶板浇筑之前，在16层顶板中预埋钢筋吊环，吊环间距按照立杆间距布置，吊环形式（图4-3）。

图4-3吊环安装示意图

2）所使用的预埋钢筋吊环必须采用未经冷拉的Ⅰ级Φ12制作。

3）钢筋吊环除底部预留保护层外，不得埋入混凝土顶板中过少，要保证有效锚固长度。

4）待混凝土顶板达到一定4MPa后，开始用水平钢管穿过钢筋吊环，吊环里侧加设水平钢管，锁死，防止钢管滑出，外侧与双排脚手架的内、外排立杆用卡扣连接牢固。

5）在每根立杆根部均应加设水平挑管，水平挑杆间距按照立杆间距设置。

⑹　悬挑脚手架斜支撑施工

1）斜支撑应当在16层顶板混凝土强度达到4.0MPa以后才能加设。

2）斜支撑设置在17层，斜支撑的间距按照立杆间距设置，下部与17层顶板上部顶紧，并且与水平悬挑钢管用卡扣连接；上部与双排外脚手架的外侧立杆用卡扣连接。

3）斜支撑与内侧立杆相交接处应当用卡扣与立杆连接牢固，以有效减少斜支撑的有效长度，增加斜支撑的刚度。

4）斜支撑应当使用整根钢管，不得使用短杆进行接长，也不得使用弯曲变形、有孔洞、裂纹等质量缺陷的钢管。

⑺　立杆

1）立杆纵距根据结构特点，最大为1.5m，横距为0.7m。

相邻立杆的接头位置应错开布置在不同的步距内，与相近大横杆的距离不宜大于600mm，立杆与大横杆用扣件扣紧。

2）搭设时，立杆与悬挑钢管和第一步大横杆之间用扣件拧紧。

架子必须在所有转角处设置一根立杆，立杆顶端应至少高出作业层1.2m，接长必须采用对接扣件连接。

两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相邻接头在高度方向的距离不宜小于500mm；各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

⑻　水平杆

1）纵向水平杆（大横杆）步距为1.5m。

连接大横杆的一字扣件，开口应朝架子内侧，螺栓要向上。

上、下横杆的接头位置应错开布置在不同的立杆纵距中，与相邻立杆的距离不大于500mm，同一排横杆的水平偏差不大于该片脚手架总长度的1/300，且不大于50mm。

2）大横杆设置在立杆内侧，其长度不小于3跨即4.5m，用直角扣件固定在立杆上。

3）大横杆接长采用对接扣件连接。

两根相邻大横杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。

4）小横杆间距根据立杆间距设定，最大为0.75m，小横杆向内挑出的长度在100mm～150mm之间。

靠近立杆布置，上下层小横杆应沿立杆左右两侧对称布置，用直角扣件固定在大横杆上，扣件盖板的边缘至杆端距离不小于100mm。

主节点处必须设置一根小横杆。

用与拉接的小横杆用直角扣件固定在