斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法

斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法

《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。
斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法
圖1工作平台施工工藝流程圖
  • 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。
斜拉式高空大懸挑工作平台施工工法
圖4臨時支撐構造詳圖
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。
《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。
表1 勞動力組織情況表
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

《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。
表2 主要材料表
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
《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。
表3 主要機具設備表
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:
《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。
(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。
表4 懸挑梁安裝後允許偏差及檢查方法
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)。
(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。

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