某工程总建筑面积25358m2,由两栋对称单体建筑组成,地下一层,地上十六层,框架剪力墙结构,该项目融商业、住宅和地下停车一体,平面布局别具一格,整个立面阳台均为弧形设计,同时在屋面东西两侧设计了两个反弧装饰结构,左右对称,形成了不凡的立面装饰效果。
【施工难点分析】
反弧挑檐位于屋面结构标高56.7m处,曲面半径3.8m,计三跨共24m长,由四根挑梁支撑,结构从主立面向外悬挑3.412m,自重达40.3t,倾覆力矩为705kN/m。因此,必须认真做好模板支撑设计,在安全可靠的基础上,确保经济合理。反弧挑檐设计为清水混凝土,外置涂料,对挑檐底面混凝土成型质量要求较高,因此,必须严格组织好模板支撑体系的放样、定型及施工测量工作。
【模板支撑体系选型】
通过各种方案的比较,该工程采用型钢悬挑、底部架设钢管斜撑,与挑梁焊接构成悬挑三角架,其上安排型钢排梁,形成模板支撑的空中基础;该方案搭拆方便,场地空间利用率高,组装杆件较少,内力分配明确,且Ⅰ16组杆拆除后,可作为本工程16层铝饰板主钢骨架(设计为Ⅰ16),重复利用。
具体做法是:从15层楼面构设120b@2000钢梁,外挑4.0m,内附楼面2.0m,钢排梁采用3排Ⅰ16,用φ16高强螺栓与钢挑梁联结。为减少钢挑梁对楼面负荷,于挑梁下部14层、13层楼面分别挑出钢管斜撑与挑梁焊接,构成三角钢架,上搭钢管扣件式脚手架,完成挑檐结构施工承力体系。
【结构计算】
基本假定:假定钢挑梁根部锚筋与楼面联结无相对位移,钢挑梁近似为一端固定,一端自由的悬臂件;假定钢管斜撑集中作用于悬臂钢梁端部,暂不考虑中部顶撑,斜撑简化成悬臂梁端支承。
荷载计算:
圆弧自重(含挑梁、三角联系梁):F1=403kN(16.8kN/m)
脚手支撑及模板自重力:F2=250N/m2
施工荷载:F3=2500N/m2
框架梁自重:F4=6.2N/m(考虑框架梁自重一半作用于支撑平台)
挑梁自重:F5=31.05kg/m
钢排梁自重折合:F6=17.23kg/m
【搭设步骤】
1、根据前述挑架布置方案,于13、14层斜撑位置预埋““形φ25限位筋。
2、预埋固端锚栓:当结构施工至15层结构平面时,钢挑梁相应位置,预埋M20螺栓,螺栓锚固端与15mm钢板顶焊并与梁主筋焊接。
3、搭设斜撑,固定钢挑梁。
4、搁置型钢挑梁,搭脚手架支撑,并张好安全网。
【结构及支撑加固措施】
1、在15层结构施工时,于挑梁固端锚栓位置增设一根小梁250×350,上配4φ16,下配3φ16加强(因本工程室内吊井,故增加梁不影响室内效果)。
2、为确保15层楼面安全,将M20螺栓间隔改为φ16拉筋,穿过15层结构预留孔,锚固于14层楼面,将挑梁对15层的拉力传递到14层,减少楼面负载。
3、为缩短斜撑有效长度,于14层框架梁内设置穿梁钢管与斜撑扣接,另之间增设一根通长钢管与室内棒架相联,以增强支撑系整体受力性能。
4、最外侧斜撑杆。采用双肢钢管,旋转扣件扣接。
5、支撑体系中挑架安全储备最低,故于挑梁上部最大应力处焊接鱼尾钢板加劲。
【模板设计、安装】
圆弧曲面底部成型质量要求,故考虑采用300mm宽十一夹板模组拼,用50mm宽薄胶带贴缝,并均涂隔离剂。圆弧曲面模板支撑龙骨采用φ20弧形@400钢筋骨架,内侧半径为3945mm,拆除后,钢筋调直后可重复利用。
【模板放样】
模板安装采用直角坐标法进行测放,以外挑水平距离为横坐标(Xi),以模板底面标高为纵坐标(Yi),利用既定的每50cm水平距离,求出模板底标高,测放时,用水准仪测出Yi:500的水平面,并弹出曲面边缘线,然后架设水平钢管,敷设弧形钢筋骨架,并与水平钢管焊接,形成曲面网状承力系,上铺模板。
【模板拆除】
待混凝土达到拆模强度后,申请拆模。拆模时,首先拆除最上一步支撑,待气割割离钢筋龙骨与钢管的联结(要保留最上一根两者之间的联结,以保证其整体性),并用搭机吊钩勾住钢筋网架,另系一根保险绳进行调节,然后依次退后拆除模板,掉落在满铺50mm厚木板的支撑平台上。型钢挑架的拆除,同样用搭机及气割配合,各组装杆件逆顺序依次拆除。拆模过程中,要认真组织、确保安全。