高空大跨度钢桁架承重平台施工工法

高层建筑连廊无落地支撑承重施工平台工法

编制人：韩素龙、荣彤、叩殿强、董银、都风海

中建八局第四建设有限公司

2009年11月

目录

1 前言 (3)

2工法特点 (3)

3适用范围 (3)

4工艺原理 (4)

5 施工工艺流程及操作要点 (4)

6材料与设备 (9)

7质量控制 (10)

8安全措施 (10)

9环境保护 (11)

10效益分析 (11)

11应用实例 (12)

高层建筑连廊无落地支撑

承重施工平台工法

中建八局第四建设有限公司

韩素龙、荣彤、叩殿强、董银、都风海

1 前言

为了张扬建筑物的个性，同时也为了满足使用功能的要求，高空大跨度混凝土连廊结构在大型公用建筑和超高层商住楼中得到不断的应用。这类高空大跨度混凝土连廊的施工特点是：跨度大、高度高、施工荷载大、施工难度高。

潍坊联运客运总站工程就是一种比较典型的高空大跨度连廊的混凝土结构工程，传统的方法是采用高架支模作为连廊的施工平台，为了更能保证结构安全、技术先进、经济合理、质量优质、安全生产，我们通过多次研讨、分析、比较、改进，采用了安装高空大跨度钢桁架承重平台并在其上搭设钢管脚手架支撑的方法，通过该工艺的运用，不仅顺利的实现了工期、质量、安全目标，并且取得了明显的社会效益和经济效益。

在此基础上，经过整理，形成了本工法。

2工法特点

2.1 本高空大跨度钢桁架承重平台的施工方法，能够充分利用结构自身的承载力，节约了地基基础加固或楼层回顶的投入,并很好地解决了梁板支顶容易造成结构安全事

故的难题。

2.2 钢结构桁架梁、工字钢平台受力明确、安全可靠、工艺简单，钢结构桁架梁和工字钢平台的型钢，回收利用率高，经济合理。

2.3 通过钢平台将落地式高架支模转化为普通支模，避免了钢管脚手架的大量投入，减轻了劳动强度，而且占用场地小，便于立体交叉作业。

3适用范围

本工法适用于高层建筑工程，有高空大跨度混凝土连廊的支撑及模板施工。

4工艺原理

充分利用原有结构条件，在高空大跨度混凝土连廊结构的下一层，通过安装钢桁架，在钢桁架上形成安全、可靠的工作平台，在平台上搭设钢管满堂脚手架、支立模板，在施工高空大跨度连廊混凝土结构阶段能够承受钢筋骨架、湿混凝土自重及施工荷载。待混凝土连廊全部施工完毕，混凝土强度达到100%后，再将钢桁架进行拆除。

5 施工工艺流程及操作要点

图5.1 工艺流程图

5.2 操作要点

5.2.1 组织专家组对钢桁架的设计、模板支撑的专项施工方案进行论证，并按照专家组的论证意见，对钢桁架的设计和模板支撑的专项施工方案，作进一步的优化和完善。

设计计算中要充分考虑平台上满堂脚手架及模板、上部结构自重及施工荷载等。钢桁架采用3d3s钢结构设计软件设计，PKPM验算。为保证结构安全，采用midas进行分析复核。（见图5.2.1）

图5.2.1钢桁架计算简图(圆表示支座，数字为节点号)

5.2.2 框架柱上铁件安装

根据铁件设计图，在下层框架柱上安装铁件，柱子钢筋按设计要求进行加强。

（见图5.2.2）

图5.2.2 柱上铁件及与桁架梁连接节点图

5.2.3钢桁架的制作：

桁架梁采取钢结构厂家分段制作，现场拼装。

钢桁架出厂时严格按施工图要求在构件显著部位标注构件编号、构件重量和吊点的位置，运输时必须采取固定、衬垫等保护措施防止钢桁架变形。

5.2.4钢桁架的安装：

由内到外、自下而上逐根按编号用300吨汽车吊吊运、安装钢桁架梁（见图5.2.4-1），临时固定采用螺栓紧固（或点焊）。检验合格后进行钢桁架梁间的支撑杆件焊接（见图5.2.4-2）。

5.2.5钢桁架的焊接：

主要构件焊接工艺：

采用多层多道、小电流的手工焊接方法。

1、对接溶透焊缝（平焊位手工电弧焊）适用梁柱翼缘板腹板对接焊缝，焊条E4303。

焊接工艺参数：

焊接坡口：b≤12mm、单坡角度60度、钝边2mm，b>12mm、双坡口角60度、钝边

2mm；

组装间隙：2～3mm，焊接电流140～180A，焊接电压24V，焊接速度15cm /min。

2、T型焊缝（船形位手工电弧焊）适用于梁柱筋板、连接板、柱顶板、柱底板，双面贴角焊缝，焊条E4303。

3、焊接工艺参数：

焊脚高度：大于被焊件中较薄件的厚度。焊接电流140～160A，焊接电压22V，焊接速度16cm /min。

4、全熔透焊缝作为焊接过程中的重点和关键质量控制点，质量检查人员对此部位应进行跟踪检查并做好相应的质量检查检查记录。

图5.2.4-1 桁架梁吊装连接图

图5.2.4-2 桁架梁及支撑杆件安装图

5.2.5排架的搭设和模板安装：

排架根据PKPM软件进行设计，设计时应充分考虑上部的静荷载和动荷载。排架搭设图见（图5.2.5-1～5.2.5-3）

图5.2.5-1 施工平台桁架附加工字钢布置图

排架施工方法：

（1）工字钢梁应按设计要求，铺设在桁架梁的节点上。

（2）根据测量控制线，确定排架立杆在工字钢梁上的位置，在位置点上焊接Φ25长100mm的钢筋，作为立杆的限位支点。

（3）排架底部距工字钢平台不大于200mm处的立杆上，设置纵横方向的扫地杆。

（4）排架的步距不得大于1.8m，从第三步起步距不得大于1.5m。

（5）立杆接长除顶层用可调支撑托外，其余各层、各步接头必须采用对接扣件连接。

（6）模板支撑排架四周与中间每隔四排立杆设置一道纵向剪刀撑，由底部至顶连续设置。

（7）高于4m的模板支撑排架，其两端与中间每隔４排立杆从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。

（8）模板支撑系统的钢管脚手排架与结构的相邻处，应每步每架设置刚性连墙杆，其余部位应与内排架联结成整体，以提高排架支撑系统的整体稳定性。

图5.2.5-3 1-1剖面图

5.2.6排架和钢桁架的拆除：

当同条件养护的混凝土试块试验强度，达到设计强度等级时，方可拆除全部梁、板的底模板，及时对大跨度连廊的混凝土结构，进行检查和隐蔽验收。

待高空大跨度连廊结构的外装饰、装修工程验收合格后，方可全面拆除排架、工字钢平台和钢桁架，按照后搭的先拆、先安装的后拆顺序进行拆除。

钢桁架采取吊车、电动卷扬机、手动机械葫芦和人工氧气切割相结合的施工方法，按照此钢平台以前建筑施工时安装相反的顺序、以钢构件为单位进行拆卸分离，然后吊运至地面。具体步骤为：

1、钢桁架梁之间的钢支撑，分段解体后，采用电动卷扬机调至裙房屋面，再用吊车吊至地面。

2、难度较大的工作在于三榀桁架梁，由于与大跨度连廊混凝土楼板间距较小，不能使用吊车直接卸运，可采用20T手动葫芦与240T吊车交替轮换作业。

此前已经在三榀桁架梁上方对应的混凝土梁两端各预埋了直径28mm的吊环，以此吊环作为手动葫芦的支点，每榀桁架梁各用2个20T手动葫芦滑动链长度需10m，葫芦起吊受力后再用气割将桁架梁两端割开，先用人工方法将桁架梁水平下降6m左右，在桁架梁与上面混凝土梁中间就拉开了8m左右的高度差，留出吊钩与吊绳的使用空间，这样240T吊车才能在此基础上起吊作业，从葫芦上接力将桁架梁吊至地面。

6材料与设备

6.1 材料

6.1.1 型钢:钢桁架的钢材,宜采用Ｑ235等级B、C、D的碳素结构钢，其质量标准应符合现行国家标准《碳素结构钢（GB/T700）》的规定，也可采用其他牌号的钢材，并不低于Ｑ235等级。焊条采用E4303。

6.1.2 钢管:脚手排架应采用φ48×3.5的钢管，其质量标准应符合现行国家标准《碳素结构钢（GB/T700）》中Ｑ235－A级钢的规定，不得使用打孔、锈蚀、变形的钢管。

6.1.3 扣件:应采用锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件（GB15831）》的规定，扣件的螺栓拧紧扭矩达65N·m时应完好无损。

6.2机具设备

主要施工机械：300吨汽车吊一台，240吨汽车吊一台，20T手动葫芦2台，电焊机4台，氧焊设备1套，钢管切割机2台，木工机械2套，QTZ40型塔吊一台。

7质量控制

7.1 本工法必须执行《建筑结构荷载规范（GB50009－2001）》。

7.2 本工法必须执行《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130－2001、J84－2001）》。

7.3 施工和验收应符合《钢结构工程施工质量验收规范（GB50205－2001）》。

7.4 施工和验收应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204－2002）》。

8安全措施

8.1 施工操作应遵循《建筑安装工人安全技术操作规程》关于钢结构的制作、安装和混凝土工程施工的内容，并遵循《建筑机械使用安全技术规程》中有关垂直运输机械和电动工具的操作规定。

8.2 所有进场人员，必须先进行安全知识普及教育，遵守安全的规章制度。特殊工种应进行专业培训，考试合格后发给操作证，并坚持职工上岗前，更换工种前，进行专业安全知识培训，合格后方可上岗。

8.3由于本次有超长的构件，要夜间运输，运输前要进行安全交底，要求在运输中有专门的运输负责人和专职安全员跟随。运输车辆要安装示宽灯，要前有车开道，后有车押送。并与交通部门协商好具体的时间和路线，以保证交通的畅通。

8.4垂直运输机械使用中要严格遵守有关安全操作规程，操作人员应持证上岗，明确职责，统一指挥，密切配合，服从调度。

8.5工字钢平台上，应设置密目安全网和钢笆片的双重安全防护，并应有专人负责及时清除平台上的杂物，以防止高空落物伤人。钢平台周边的临空面，应先期设置安全防护栏杆，并随着排架的搭设，及时用安全网进行全封闭的安全围护。

8.6钢平台周边的临空面，应先期设置安全防护栏杆，并随着排架的搭设，及时用安全网进行全封闭的安全围护。

8.7支撑体系拆除之前，应由项目部技术负责人发出书面拆除通知，并召开拆前技术安全交底会。拆除时，周围要设围栏或警告标志，并有专人指挥，主要进出口要张挂醒目的标志，并派专人看守，禁止闲人进入。拆除顺序：应先清除平台上的所有杂物，而后由上而下，按“后搭的先拆，先搭的后拆”的原则进行。拆除前桁架必须按搭设逆序完成捆绑以便向下吊运并逐一检查捆绑点是否牢固。

8.8在吊装和拆除桁架梁、工字钢梁和脚手钢管时，应加强安全防护和安全监护，

不得碰撞和损坏两侧的结构和装饰。

钢平台的拆卸必须按安装时的单位构件进行分离，然后及时吊运至地面或裙房楼面，这样防止有小部件下坠。由于钢平台与下面裙房楼面落差很大，对于较大钢构件的下坠防护不可能有实际的安全措施，这主要依靠专业的拆卸人员和吊装人员的通力合作与警慎作业来完成任务。

对施工人员的安全防护主要以高空安全绳为主，在桁架梁两端混凝土柱上分别拉上钢丝索，高空操作人员的安全绳就系在钢丝索上。钢平台下方的楼面要拉警戒线，禁止人员通过。

9环境保护

9.1 模板安装时，应注意控制噪声污染。

9.2 木模板加工过程中使用电锯、电刨，应在室内作业，注意控制噪音。在居民稠密区夜间施工时应遵守当地规定，防止噪声扰民。

9.3 加工木模板产生的锯末、碎木要严格按照固体废弃物处理程序处理，避免污染环境。

9.4 涂刷隔离剂时要防止撒漏，以免污染环境。

9.5 应积极维护施工现场的环保设备、产品、资源；

9.6 合理安排作业时间，夜间施工时，避免噪音较大的工作，严禁扰民。

9.7在拆除桁架梁、工字钢梁和脚手钢管前，应清扫脚手架和工字钢平台上的杂物，防止粉尘污染环境、污染已施工的装饰。

10效益分析

10.1 工期短：钢桁架可在场外加工预制，不占用主导工期、不占用施工场地，可提供立体交叉作业的条件；相比较采用普通扣件式或碗扣式脚手架作为模板支撑，下层结构必须层层加固，以确保下层结构的安全，必定影响下层结构中砌体围护及装饰装修工期。

10.2 周转材料省：利用钢桁架和工字钢组成的平台，将高支模转换成普通模板支撑系统，节省了大量的钢管脚手架材料的投入，钢材都可以回收利用。

10.3 安全可靠：钢桁架、工字钢平台受力明确、性能可靠，而钢管脚手架很难一次搭设到位，还存在安全隐患，现将高空作业的高支模，转换成具有可靠安全防护的作业条件。

10.4 便于质量控制：在钢平台上施工高空大跨度连廊结构和外装饰装修工程，操作条件安全方便，便于检查、验收，有利于提高施工质量。

11应用实例

11.1 工程实例：

潍坊联运客运总站工程，位于潍坊市火车站东临，总建筑面积61302m2，建筑总高度62.20m,于2008年2月28日开工，计划2010年2月份竣工。该工程设计要求在47.95m 处通过钢筋混凝土结构再次联成一个整体，宽度长达16.60m、最大跨度为29.90m，高度高、跨度大、施工荷载大是普通模板支撑系统难以承受的。本工程采用了在结构之间架设钢桁架、安装工字钢，直接在工字钢平台上铺梁底模板、立钢管排架铺板底的模板，待主体结构完成、梁板底的外装饰工程施工完毕后，再拆除钢结构桁架。

11.2 工程实例：

天建花园商住小区位于广州市天河区珠江新城冼村南侧G1-1、G1-2地块，地面以上由北面2栋47层的住宅，南面2栋44层的住宅，和西面1栋30层的酒店及其1栋41层配套住宅组成，裙楼下设四层地下室，地下室底板面标高-17.650。

本项目为酒店(B-1)及住宅(B-2)以及其地下室部分，总建筑面积106504m2，在工程85.35米标高处设置空中游泳池结构，将两个单体工程连接起来。

11.3 工程实例：

青岛海信大厦工程地下2层，地上25层，建筑总高度93.5米，建筑面积44653平方米，该工程系以办公为主的多功能综合楼，地下室战时为五级人防。

结构形式：筏板和独立柱基础，主楼底板厚度为1.5m，底板及外墙混凝土抗渗等级为P8。主体为框架剪力墙结构，现浇梁板，抗震设防为6度。

工程在标高69.1m处为悬挑大梁，悬挑长度长8.4m，梁平均自重8.7t/m，梁内钢筋上下受力钢筋多达180根，同时设置7束φ75有粘结预应力筋，另有500mm×500mm 柱在梁上生根。

施工过程照片

一、预埋铁件制作

按设计要求，预埋件设计成钢板向内带爪并包柱焊接。

铁件随结构一起浇筑

承台焊接

二、钢桁架制作

节点施焊

拼装焊接

起吊第一榀（1）

起吊第一榀（2）

起吊第一榀（3）

夹板坡口焊于预埋件上

吊装附加工字钢

桁架工字钢平台基本完成

仰望桁架工字钢平台

完成后