《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》是江蘇揚建集團有限公司、江蘇弘盛建設工程集團有限公司完成的建築類施工工法,完成人是祝壽均、張迎春、孔祥峰、徐柔、袁樹翔,適用於高空懸挑結構的施工。
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》主要的工法特點是:平台受力明確、工藝合理、安全可靠,且型鋼回收率高,經濟性好。承力平台裝拆方便,單一構件的重量較小,便於高空操作,施工更加快速、方便。
2011年9月,《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名:斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法
- 工法編號:GJEJGF072—2010
- 完成單位:江蘇揚建集團有限公司、江蘇弘盛建設工程集團有限公司
- 主要完成人:祝壽均、張迎春、孔祥峰、徐柔、袁樹翔
- 審批單位:中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽:國家二級工法(2009-2010年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
隨著中國經濟的發展,大型、高層建築越來越多,人們對建築產品的使用功能、立面效果的新穎和時尚有了更高的要求,建築物增添上各式懸挑結構以達到大空間、大跨度滿足使用要求,同時建築物造型豐富多彩。建築物結構往往是高空大跨度懸挑結構,在給建築物添加亮點的同時,也給現場施工帶來了很大難度。
江蘇揚建集團有限公司承建揚州曙光電纜有限公司750千伏超高壓交聯電纜及配套項目la立塔工程,在87米高空周邊伸出3.4米長懸挑結構;揚州市地方稅務局綜合辦公大樓在3米處有懸挑屋面網架,前方向外懸挑最長處8.25米;以上工程懸挑結構的特點是:高度高、懸挑長度長、施工荷載複雜、施工難度大。為了做到技術先進、工藝合理、保證質量安全、經濟合理,通過幾項工程的實踐,公司開展了科技創新,形成了《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》。
工法特點
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的工法特點是:
1、該工法利用斜拉式高空大懸挑工作平台,既能滿足結構高支模施工又能滿足上部腳手架的搭設需要。
2、斜拉式工字鋼平台受力明確、工藝合理、安全可靠,且型鋼回收率高,經濟性好。
3、承力平台裝拆方便,單一構件的重量較小,便於高空操作,施工更加快速、方便。
4、通過合理安排施工順序,使得模板支撐體系和外腳手架不同時使用,計算上屬於兩個體系,滿足安全要求。
操作原理
適用範圍
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》適用於高空懸挑結構的施工。
工藝原理
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的工藝原理敘述如下:
1、通過建立“懸挑鋼樑拉繩反拉體系”工作平台,滿足高空混凝土結構模板支撐體系和外腳手架搭設需求。
2、高空懸挑梁板的施工,完全依託鋼平台,平台由工字鋼組成,在平台上搭設鋼管腳手架、排架、支立模板。
3、鋼樑懸挑端部通過焊接拉環與鋼絲繩連線,且通過預埋拉環固定在上層結構樑上;擱置在樓面的部分通過預埋螺栓與結構錨固在一起。
4、由於鋼絲繩彈性較大,採取預緊措施,施加預應力消除鋼絲繩的部分合股彈性,使之不影響平台上搭設模板支架;具體方法為:平台鋪設完後,拉緊鋼絲繩,使鋼樑的懸挑端部向上拉起,拉起量根據平台具體尺寸和上部荷載而定,以消除鋼絲繩的彈性,減小鋼樑變形,使工作平台滿足使用要求。
5、採用臨時支撐措施,解決長鋼樑高空安裝的問題。
施工工藝
- 工藝流程
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的施工工藝流程如圖1。
- 工作平台基本構造
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》工作平台的基本構造如圖2、圖3所示,鋼樑懸挑端部通過焊接拉環與鋼絲繩連線,擱置在樓面部分通過預埋螺栓與結構錨固在一起,鋼絲繩通過拉環以結構連線。
- 操作要點
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的操作要點如下:
一、編制方案
編制專項方案,建立力學模型,進行計算和驗算,繪製施工節點大樣圖,並請專家對方案進行論證,按照論證意見對方案作進一步最佳化和完善。
二、製作鋼樑
1.根據方案和施工詳圖,製作鋼樑,焊接拉環。
2.焊接用圓鋼規格以及焊縫高度和長度由計算確定,施工中的具體要求如下:
(1)首先對材料進行嚴格檢查,確保材料符合要求。
(2)施焊時,保證足夠的熔深,主焊縫與定位焊縫應結合良好,無氣孔、夾渣和燒傷缺陷。
(3)應分層施焊,每焊一層後,清理完焊渣後再焊接下一層,確保焊縫的高度和長度。
三、鋼樑吊裝、鋪設
1.當樓面混凝土強度達到10兆帕後才能進行鋼樑吊裝。
2.吊裝前應檢查預埋件或預留孔的位置是否準確,必要時應調整懸挑梁的長度等措施保證鋼樑準確就位。
3.吊裝時,操作人員可在下層腳手架上操作,如無下層腳手架時,應先搭設臨時操作平台。
4.完成一根鋼樑吊裝後,應按規定檢驗並校正,才能進行下一根鋼樑吊裝。
5.工字鋼樑逐根就位後,由於樓面平面偏差,所以各鋼樑之間的平整度仍需調整。
6.根據計算得知,鋼樑最大水平力較大,為避免鋼樑在巨大水平力作用下,沿鋼樑自身方向不發生位移,採用14號工字鋼作為阻鐵(長度為100毫米),與20號工字進行焊接,以阻止鋼樑水平向位移。
7.為保證阻鐵位置準確,經多次商討決定待鋼樑就位後,現場焊接。焊接時,採用小電流短弧焊接,第一層焊縫用短電弧作前後推拉動作,焊條與焊接方向成8度~90度角。其餘各層焊條橫擺,並在坡口側略停頓穩弧,保證兩側熔合。
8.由於角部鋼樑是埋入混凝土中,在樓面固定的鋼樑很短,只有不到800毫米,故在安裝工字鋼時,需設定臨時支撐,支撐不參與懸挑平台受力計算,只承受平台上鋼管及鋼笆自重和操作人員荷載。經驗算,臨時支撐桿選用4根鋼管組合截面,臨時支撐詳圖見圖4。
四、平台鋪設
各工字鋼樑之間選用φ48×3.5鋼管加以連線,吊裝完成後,即可鋪鋼管,鋼管由里向外依次鋪設,可用扣件在鋼樑兩側將鋼樑夾牢,然後滿鋪竹芭,使鋼平台形成。鋼平台四周應設定安全防護欄桿,並隨著排架、腳手架的搭設,及時設定安全網進行安全圍護。
五、拉鋼絲繩
鋼平台鋪設完畢後,用手拉葫蘆拉緊鋼絲繩,使鋼樑的懸挑端部向上拉起,根據事先確定的拉起量控制鋼絲繩的拉緊,確保每根鋼樑的拉起量和鋼絲繩的預緊滿足要求。
六、鋼樑沉降觀測
為保證工作平台在使用過程中萬無一失,必須及時測量鋼樑下撓變形,嚴格控制鋼樑下撓值,確保在允許範圍內。在鋼樑完成安裝時,將每根鋼樑進行編號,觀測每根鋼樑梁端的初始標高並記錄。當有荷載作用在平台上時,必須及時再次觀測鋼樑梁端標高,計算沉降值,並與允許值進行比較,若鋼樑變形值達到或接近允許值時,必須收緊鋼絲繩,控制鋼樑的下撓。
- 勞動力組織
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的勞動力組織情況見表1。
序號 | 分項工程 | 所需人數 | 備註 |
1 | 管理人員 | 4 | / |
2 | 鋼樑製作 | 8 | / |
3 | 鋼樑吊裝 | 6 | / |
4 | 平台鋪設 | 8 | / |
5 | 鋼絲繩反拉 | 4 | / |
6 | 沉降觀測 | 3 | / |
材料設備
- 材料
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》所需主要材料見表2。
序號 | 材料名稱 | 型號 | 備註 |
1 | 型鋼 | 工字鋼或槽鋼 | 宜採用Q235等級B、C、D碳素鋼 |
2 | 鋼絲繩 | / | 計算後定符合《一般用途鋼絲繩》GB 20118 |
3 | 騎馬夾 | / | / |
4 | 鋼管 | φ48x3.5 | 符合《碳素結構鋼》GB/T 700 |
5 | 扣件 | 直角扣件、旋轉扣件、對接扣件 | 符合《鋼管腳手扣件》GB 15831 |
6 | 笆片 | / | / |
7 | 螺栓 | / | 規格按計算定 |
- 機具
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》所需主要機具、設備見表3。
序號 | 設備名稱 | 規格型號 | 數量 | 備註 |
1 | 焊機 | BXI-135 | 2 | 製作鋼樑 |
2 | 塔吊 | QZT-25 | 1 | 吊裝鋼樑 |
3 | 手拉葫蘆 | 30噸 | 2 | 拉鋼絲繩噸 |
4 | 力矩扳手 | / | 2 | / |
5 | 水準儀 | DS3 | 1 | 控制標高 |
質量控制
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的質量控制要求如下:
- 工程質量控制標準
《鋼結構設計規範》GB 50017;《鋼結構工程施工及質量驗收規範》GB 50205;《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》JGJ 130;《建築施工安全檢查標準》JGJ 59。
- 質量要求
(1)原材料質量要求:所有材料必須經過抽樣檢驗,符合國家標準,並應具有質量合格證。
(2)焊工須經考試合格後持證上崗,焊縫須經超音波檢測。
(3)工字梁安裝後允許偏差必須符合表4。
序號 | 項目 | 允許偏差 | 檢查方法 |
1 | 懸挑樑上弦標高 | ±200 | 水準儀測量檢查 |
2 | 懸挑樑上弦水平度 | 2L/100且不得下翹 | |
3 | 懸挑梁垂直度 | H/200 | 用經緯儀檢查 |
4 | 懸挑梁側向彎曲 | L/100 | 用拉線和鋼尺檢查 |
5 | 懸挑梁中線與定位線偏移 | 10 | 用鋼尺檢查 |
註:L為懸挑樑上弦弦長,H為懸挑梁全高。 |
(4)鋼樑下撓不超過19毫米(L/500)。
- 質量保證措施
(1)焊接時必須按設計要求控制焊縫長度和高度。操作人員必須持證上崗,根據焊接環境調整焊接參數,保證焊接質量。
(2)鋼樑製作時,嚴格按《鋼結構工程施工及質量驗收規範》GB 50205施工。
①下料時各桿件按模具統一下料,確保桿件尺寸準確。
②孔眼不得歪斜。
③鋼樑製作完成後,按《鋼結構工程質量檢驗評定標準》的規定,逐根驗收,合格後方可使用。
(3)平台鋼絲繩的拉緊,在施工過程中並設專人監測,控制好拉起量,及時調整。
(4)鋼絲繩反拉時,每個端頭錨固用的夾頭數(根據鋼絲繩直徑定)應符合規定。
(5)工作平台安裝完成後,經驗收方可投入使用。
(6)工作平台投入使用後,設專人對平台進行日常檢查,檢測型鋼的撓度變化,並作相應記錄以便採取措施。
安全措施
採用《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
1、施工前,各級負責人逐級進行施工組織設計、施工方案技術交底,嚴格按方案、技術交底、安全技術交底等的要求進行腳手架的搭設。
2、建立完善的施工安全保證體系,加強施工作業中的安全檢查,確保作業規範化。
3、操作人員必須持證上崗,佩帶安全帶、安全帽、工具袋,穿防滑鞋,嚴格按防護標準進行防護。
4、高空工作平台安裝時,必須劃定工作區域,設專人監護,禁止一切非操作人員出入。對各類構配件(鋼管、扣件、工具)上下傳遞採用人工傳遞,嚴禁拋擲。
5、使用過程中,特別是澆築混凝土時應派專人觀測工作平台,若出現較大變形時,必須停止一切施工。
6、定期清理工作平台上的建築垃圾,保證工作平台不超載,確保全全。
7、經常檢查檢修,尤其是大風、雨天后經檢查無異常情況後,方可上人作業,每次檢查均做好記錄。
環保措施
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的環保措施如下:
1、成立施工環境衛生管理小組,文明施工,合理節約材料與能源,施工場界噪聲滿足《建築施工場界環境噪聲排放標準》GB 12523標準要求,公司每月組織一次巡查,並在當月公司工程例會上公布檢查結果。
2、必須根據場地實際合理地進行布置,進場的鋼樑、鋼絲強等大宗材料按現場布置圖規定設定堆放並標識,施工場地整潔文明。
3、建立健全控制噪聲的管理制度,儘量減少人為的大聲喧譁、機械敲擊,增強全體施工人員防噪聲擾民的自覺意識。採取在建築物四周用豎向隔聲圍幕全封閉遮擋的技術措施,減少施工噪音。
4、工地建立灑水降塵制度,配備專用灑水設備,設專人負責,乾燥天氣,大風天氣、施工現場採取灑水降塵。工作平台定期派人清理並灑水減塵。
效益分析
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的效益分析是:
1、該工法採用型鋼外挑承力平台支撐技術,型鋼受力明確、性能可靠,操作安全方便,便於質量控制。
2、該工法比用普通下撐式高支撐架,減少了型鋼的用量,提高了型鋼的回收率,節約了周轉材料、降低了施工成本,並加快了施工進度。
3、從安全形度看,由於型鋼受力明確且性能可靠,比其他施工方法更具安全性;且該工法施工工藝合理無特殊要求,安裝拆除方便,占用場地少,有利於文明施工,具有很強的實用性。
套用實例
《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》的套用實例如下:
一、揚州曙光電纜有限公司750千伏超高壓交聯電纜及配套項目工程1a立塔
1、工程概況
工程位於揚州北郊菱塘填,結構為純剪力牆筒體結構,地下1層,地上16層,層高6~8米,總高達114.18米。從第12層中間+80.500米處(2層樓面標高為+78.000米)開始向四周懸挑擴大平面,最大挑出長度為3.4米,在建築物東北和西南角樓面標高處挑出長度為1.6米,東南和西北角樓面標高處挑出長度為2.4米,東南和西北角樓層中間標高處挑出長度為3.4米(圖5、圖6)。
2、套用情況
施工過程中,工作平台處於安全、可控的狀態,施工進度幾乎未受影響,2008年7月27日至2008年7月30日鋼樑吊裝至平台鋪設完畢,用4天時間,12層結構(+84.000米)施工完成後,2008年8月20日至2008年8月22日反拉鋼絲繩完畢用3天時間,整個體系施工工期共7天,立塔結構於008年10月24日順利封頂,比目標工期提前7天,實現施工進度目標;該施工平台總造價13.6萬元,由於採用該施工工法,節約了工期,材料、人工費等,合計節約施工成本約為4.3萬元,取得了良好的經濟和社會效益。
二、揚州市地方稅務局綜合業務用房
1、工程概況
揚州市地方稅務局綜合業務用房工程總建築面積為26310平方米(地下建築面積2810平方米,地上建築面積23500平方米),建築占地面積為2370平方米;綜合業務用房地下1層,地上21層,局部22層,建築物檐口高度為73.30米,建築物總高度為91.60米,在建築標高83米處,有一屋面網架向外懸挑,最大處達8.25米。
2、套用情況
由於該工程懸挑長度長,高度高,採用了斜拉式型鋼懸挑平台,滿足懸挑結構的施工,工作平台向外最大懸挑長度9米,懸挑鋼樑採用了12米的25a工字鋼,順利完成了上部結構的施工,工程於2006年4月28日竣工,並獲得了魯班獎。
三、高郵市公安指揮中心大廈工程
1、工程概況
高郵市公安指揮中心大廈工程,位於高郵市珠光路東側,該工程為框剪結構,地上15層(局部16層),地下1層,建築面積為17500平方米。
2、套用情況
在建築物頂標高處,有一向外懸挑的屋面網架,該施工平台採用了斜拉式高空大懸挑工作平台,滿足施工要求,上部結構施工質量滿足規範要求。工期於2009年6月竣工。
榮譽表彰
2011年9月,中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號,《斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。