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1、超高超长（高7100mm、长8400mm）劲性混凝土悬挑梁施工工法北京*集团有限责任公司1 前言在城市建设中，由于受限高和规划红线等因素的约束，很多临街项目为了充 分利用有限的土地资源，其地上结构往往向道路一侧悬挑以增大建筑总面积。北 京城乡建设集团承建的安福大厦工程，在建筑物西南、东北、东南三个角部的二 层到三层夹层均设置了劲性混凝土悬挑梁，悬挑梁宽750mm、高7100mm、外 挑长度8400mm,内设钢结构斜撑梁。两劲性混凝土悬挑梁相交处，从二层至十 五层设有截面尺寸为900mm X 900mm的劲性混凝土悬空柱，悬空柱与其他普通 框架柱共同支撑二层及以上楼板结构。东南角14-15/B-
2、C处的结构平面布置见图劲性混凝土悬挑梁内设4排25100双向钢筋和F600 X 300 X 30方钢斜支 撑，每道悬挑梁自重达130t。此外，在西南、东北、东南角部首层无框架柱的情 况下,设计要求劲性混凝土悬挑梁下部的临时支撑满足二层以上全部荷载（结构 自重和楼面施工活荷载）使用，直到结构封顶后方可拆除。该超高超长劲性混凝土悬挑梁结构施工期间要求底部临时支撑承受上部较 大的荷载，且钢筋、模板、钢结构、混凝土等分项工程穿插施工，整体施工难度 较大。我集团根据以往施工经验，结合现场实际编制了较为完善的施工方案，顺 利完成悬挑梁结构施工，并就此形成本工法。2 工法特点2.1 超高超长劲性混凝土悬挑梁
3、结构施工由钢筋、模板、混凝土、钢结构等 分项工程穿插、交替施工而成。2.2 劲性混凝土悬挑梁施工时，悬空柱底采用格构型钢柱做为临时支撑，悬 挑梁底采用扣件式钢管脚手架做为临时支撑，临时支撑的基础为基础护坡桩和地 下混凝土结构，临时支撑体系能满足强度、刚度和稳定性要求，经济效益明显。2.3 合理安排钢结构安装顺序，降低安装施工难度。2.4 悬挑梁施工不受肥槽是否回填的制约。2.5 钢筋锚固和模板安装方法独特。2.6 科学设计混凝土配合比以控制混凝土水化热。2.7 不回顶卸荷，有效避免混凝土构件的开裂。3 适用范围本工法适用于同类劲性混凝土悬挑梁的结构施工。4 工艺原理4.1 施工方案确定经济合理
4、、保质安全，格构式钢支撑体系和扣件式钢管模 板支撑体系保证承载力要求。4.2 悬挑梁侧模采用刚度大，整体性好的 86 系列定型大钢模，一次支设到 位。4.3 确定钢结构合理安装顺序，严格控制安装精度，确保工程质量和施工安全。4.4 通过计算机预先排放钢筋，确定排放顺序，并通过实物模拟，按比例缩 小绑扎实物，提前解决施工中碰到的难题，加快施工进度。4.5 方钢斜支撑内采用自流平混凝土，保证钢骨内部混凝土浇筑密实。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程基础处理-格构型钢柱安装-扣件式钢管脚手架搭设悬挑梁底模支设钢结构安装方钢斜支撑内混凝土浇筑悬挑梁钢筋绑扎悬挑梁侧模支设悬挑梁混凝土浇筑I
5、-1混凝土养护| T卸荷5.2 操作要点5.2.1 格构型钢柱安装1 悬空柱底采用格构型钢柱做为临时支撑。2 采用 C40 混凝土浇筑格构柱基础墩台，其结构尺寸根据格构柱的尺寸以 及其承载能力要求确定。混凝土墩台可充分利用护坡桩及其它地下结构，相互进 行可靠连接，成为统一的整体，形成稳定的受力体系（见图 5.2.1-1），通过计算 复核确保基底承载力。3 通过计算选用 8 根 I28b 工字钢组成的格构式钢柱（见图 5.2.1-2 、图 521-3）,满足支撑传力要求，并沿高度方向上用50X50X5800角钢焊结成为 一个整体，防止侧向弯曲。4格构式钢柱上下端均用1450X1450X20钢板焊
6、接成为一个整体，可以增 加柱子受压面积和整体刚度，并与基础墩台的预埋件进行焊接。安装过程中使用 经纬仪控制格构柱的垂直度。5根据格构柱的高度，在四个方向上分别设置12道钢丝绳，进行拉结固 定，避免因其它原因使钢柱产生偏心、倾斜。四排28b双工字钢C40混凝土墩Dfl期33i?OW7L 仅表 示轮 廓8.51下部加垫2100*1000*20钢板一块k 0.09钢管脚手架支撑，落到底 板上，立杆间距900,横杆 步距不大于1500。待结构 封顶方能拆除。护坡桩图 5.2.1-1 格构型钢柱临时支撑体系格构柱立面构造图 5.2.1-2 格构型钢柱立面构造注： 钢柱吊装后，四周拉结钢 丝绳必须拉结牢固
7、，拉结 高度在7米左右。图 5格.2构.1柱-3平格面构造型钢柱平面构造5.2.2 扣件式钢管脚手架搭设1悬挑梁底采用048X3.5扣件式钢管脚手架搭设。排距150mm，沿梁方向 纵距300mm,水平横杆步距1200mm，距地200mm高均设置扫地杆，最上一排 水平横杆距模板支撑点不大于800mm （见图522-1）。水平剪刀撑沿竖向每隔 2400设置一道，纵向剪刀撑设置在支撑系统两边（见图5.2.2-2）。架体经科学的 受力计算，满足强度、刚度和稳定性要求。2立杆下垫50mm厚通长脚手板，支撑于地下一层结构顶板上。3 梁下支撑与顶板支撑互相拉接，并在端部与框架柱和临时格构式钢支撑拉 结，提高
8、整体稳定性。4 向下三层必须连续增设钢管支顶杆，以保证荷载向下传递至基础。300 = 00每道水平拉杆处设置抱 框与钢支撑拉接成整体.15图 5.2.2-1 悬挑梁底钢管临时支撑平面布置图图 5.2.2-2 悬挑梁下底支钢撑管立临面时图支撑立面布置图5.2.3 模板支设1悬挑梁底模采用竹胶板做面板，硬拼法施工。50X100方木做次龙骨，100 X100方木做主龙骨，U托支撑，底模宽出悬挑梁侧面300mm，做为钢筋施工、 侧模支设的操作平台。2侧模选用86系列全钢定型大模板，采用子母口相配组拼。模板面板为6mm 厚钢板，边框及纵肋均为8#槽钢，纵肋中心间距300mm，横背楞为10#槽钢， 间距1
9、200mm，采用活背楞的形式，用背楞连接器及背楞压板与大模板连接。模 板穿墙孔直径32，穿墙孔竖向间距1200mm，水平间距3001200mm。3钢模板穿墙螺栓孔遇到F600X300X30方钢斜支撑时,可在型钢梁上画出 相应的孔位置，然后在型钢梁上焊出18的拐筋，待悬挑梁大钢模安装套上18 的拐筋后再用300mm长的扣头与18的拐筋双面焊拉紧，最后利用垫片和螺母 将模板紧固。凡是遇到此种情况应逐个检查。5.2.4 钢结构构件的制作及安装1 根据项目部施工顺序，安排工厂按先后次序加工钢构件并进行编号。2 委派专职质检人员到工厂检查监督原材料质量，外观质量，焊缝探伤检测。3 钢结构到现场后，为了保
10、证在吊装过程中结构的整体稳定性和施工的安全 性，降低施工难度，必须合理安排吊装顺序，此部位的钢结构吊装顺序按以下程 序进行（见图5.2.4）：安装Q轴十字型钢柱一安装下部H型钢梁一安装 轴悬空方钢柱f安装上部H型钢梁一安装通长的600x300x30的方钢斜梁一 安装短斜梁的下部梁一安装短斜梁的上部梁。4 钢梁安装前必须搭设钢梁下部钢管支撑和满堂红脚手架，调整好标高铺梁 底模板放出钢梁位置线后进行钢梁吊装。5 钢结构的测量、放线和校正：测量工作是钢结构安装质量控制最重要的工 作之一，在每一个构件进行吊装就位前必须对标高、轴线进行测量和校正，结果 无误后方可根据既定好的方案编号进行吊装，吊装后再进
11、行复测。6 当钢梁（柱）吊到就位上方 200mm 时，应停机稳定，对准轴线或和十字 线后，缓下落，下落中应避免磕碰牛腿地脚螺栓丝扣，如有不符应立即调整，调 整后的偏差应在3mm以内。7 钢梁就位后，必须用高墙螺栓将其暂时和十字型钢柱牛腿锁定，锁定后测 量无变位方可吊装悬空的方钢柱。图 5.2.4 钢结构安装顺序8 悬空方钢柱吊装就位后，将其柱根部牛腿临时和钢梁锁定，并用揽风绳拉 紧稳定。9 当上部位钢梁就位后调整好位置应立即与十字柱和悬空方钢柱进行施焊， 以便使上下钢梁和钢柱形成整体钢框架，加强整体稳定性。10 在吊装斜钢梁之前必须测量钢柱对角线之间的钢梁实际尺寸，然后在施 工现场对斜梁构件进
12、行放样和裁减（因有安装偏差），利用塔吊吊至整体钢框架 外侧再有人工推到位，在上钢梁架子上挂倒链进行定位调整。11 高强度螺栓紧固：在每段钢梁安装后，经复测，确认符合设计要求后， 每个节点的高强螺栓由中间向两侧依次对称紧固。使其高强螺栓达到初拧值，然 后依照初拧紧固顺序进行高强螺栓的终拧。最后进行上下翼缘的焊接，焊接完毕 进行超声波探伤检测。12 钢斜梁与梁柱焊接：钢柱的对接焊在钢梁安装、校验完毕，钢梁各个节 点的高强螺栓达到终拧值后，方可进行钢柱的对接施焊的。钢梁的焊接是待钢柱 焊接完毕后进行施焊的，其焊接应采取大的方位对称调角施焊法。13 进入下道工序前要用超声波探伤仪对焊缝质量进行探伤检测
13、，合格后方 可进行下道工序。5.2.5 钢筋绑扎1 施工前的准备工作：涉及到型钢柱、型钢梁、型钢斜支撑的节点，其节点 处的钢筋间距密集，截面尺寸又不是很大，故施工前应因地制宜，编制专项施工 方案，明确具体的施工部署，做好施工技术交底。3 在悬挑梁端部，柱筋、梁筋、型钢等交汇在一起，用钢量大，节点复杂， 可利用计算机按照实际规格、间距等进行三维模拟施工，提前解决可能遇到的问 题和困难，便于实际操作时能顺利进行。3 当钢筋需要穿过型钢柱腹板时，在所型钢柱上按照钢筋的位置开孔，孔径为钢筋直径+10mm，为了保证钢筋的位置准确，保护层大小合适，施工中应根 据钢筋的位置与标高绘制详细的型钢柱开孔图，加工
14、厂家严格按照图纸进行准确 开孔（见图5.2.5 所示）。4 框架梁下铁在满足 0.4 倍 laE+15d 的情况下，入柱锚固，所有的钢筋都汇集到柱端。若无法全部按照通常作法施工，可根据现场的实际情况，将框架梁的 第一排上铁钢筋全部入柱锚固，第二排上铁钢筋采用末端与短钢筋双面贴焊的机 械锚固方式来解决。5 当型钢腹板开孔面积超过 25% 时，必须在框架梁的上下标高处焊型钢加劲 板，进行补强。cttH- H-H1-1- tt tt1-1- tt tt44- 廿 卄H-H-:k- =二苣InE 舉 、一 oom 整三Lnc 爱 - 十卡卞十卡十十十十十十1tl1tl1tl1tl牛1tl1tl牛牛上牛丰-ttl+丰十卡卡 卡 卡十卡十卡卡十牛十十牛牛-ttl川丰丰C3 g5.2.6 混凝土浇筑超高超长混凝土劲性悬挑梁截面尺寸较大，钢筋直径大且排数、层数多，尤其是梁柱节点交叉部位钢筋更为密集，加之方钢剪刀撑和型钢柱占去了很大空 间，混凝土施工有一定困难。混凝土浇筑分两步进行：先浇筑悬空方钢柱和斜交 叉钢梁腹腔内的自密实混凝土，待悬挑梁钢筋绑扎和侧模支设完后再浇筑悬挑梁 混凝土。1 自密实混凝土浇筑方法1）悬空方钢柱和斜钢梁腹腔内的混凝土采用 C5
