【摘要】国家图书馆二期工程钢结构采用整体提升技术,整体提升总重为10388t,创造了世界建筑史上钢结构整体提升新纪录。本文根据该工程的特点,提出了选择提升平台模板支撑的思路;还针对悬挑梁角部受力大的特点,提出了对原有支架单独设计加工的方法;最后介绍了主要施工措施及注意事项。
【关键词】模板支撑 支架
1工程概况
国家图书馆二期工程暨国家数字图书馆工程,位于现国家图书馆大楼北侧,是国家重点文化建设项目。该工程总建筑面积80538m2,由主楼和车库两部分组成。主楼地下三层,地上五层;车库地下两层。主楼结构分成基座区和屋顶区。三层以下的钢筋混凝土结构形成基座区;三层以上的钢结构形成屋顶区。其中钢结构用钢量达12700t。为保证钢结构整体提升,需在6个核心筒结构上做用于钢结构提升的平台。提升平台为钢骨混凝土结构,混凝土强度等级为C40。提升平台为两层结构,结构标高为26.31～32.49m,周边墙体厚300mm。自30.49～32.49m,沿提升平台四周设悬挑钢骨混凝土梁,东西向最大悬挑1300mm,南北向最大悬挑2550mm,悬挑梁最大截面尺寸为1300mm×2000mm。提升点位于悬挑梁端部,提升点预埋件最
重达30kN。
2提升平台模板支撑选择
(1)总体思路
提升平台结构施工分两次浇筑完成。第一次浇筑至30.49m标高处,第二次浇筑30.49～32.49m标高的悬挑梁及楼板结构。由于第二次浇筑主要为悬挑结构,需要在梁下加设单独的钢支架。钢支架主要选用卓良模板厂2[10号槽钢制作的模板支撑架,考虑到悬挑梁角部受力较大,该支架不能满足要求,需单独设计加工。
(2)支架的选择
梁拐角处采用I16号工字钢制作的挑架,挑架下采用2[12号槽钢制作的三角架,间距不大于1500mm放置,在挑架上间距400mm放置2[10号槽钢梁,模板支撑直接坐在2[10号槽钢梁上,并焊接牢固.
TG-C、TG-D轴处的梁外挑部分采用钢管支撑,钢管间距不大于600mm,梁下设两道立杆支撑.(3)模板支撑体系的选择墙体、梁侧模均采用组合钢模板,梁底、顶板模板采用18mm厚的覆面多层板。梁底次龙骨采用50mm×100mm木方,间距150mm;主龙骨采用100mm×100mm木方,间距400mm放置。支撑体系采用扣件式钢管支撑,钢管间距为400 mm×600mm。
3主要施工措施及注意事项
(1)挂架安装工艺流程:连接挂架和挂座→穿螺栓、安装(焊接)架体→组合架体→进行下道工序。
(2)挂架和挂座在地面提前组装好,然后吊装。
(3)挂架安装和拆除时,应首先在外架子上搭设简易操作平台,操作面满铺脚手板。
(4)提升要求:挂架提升时先将准备提升的挂架挂好吊环,垂直慢速提升至所需高度,穿螺栓,紧固内侧螺母,落钩。挂架提升时禁止相互勾挂,逐组提升。提升时钢丝绳的角度为45°～60°之间,并严禁平台上站人。每次提升后,从墙体外侧穿入M42的螺栓,在墙内垫放垫板,使用双螺母,用扳手紧固。
(5)为防止墙体混凝土受M42的螺栓压力局部破坏,螺栓孔使用Ф56×3mm的钢管预埋。由于每个挂架需两个螺栓固定,为保证螺栓间距准确,在预埋钢管时,用钢筋将钢管焊接固定。
(6)悬挑支架各杆件(工字钢、槽钢)与埋件之间的连接均采用焊接,工字钢与槽钢、埋件以及槽钢与埋件之间均围焊;埋件采用10mm厚的铁板,锚筋用6Ф18钢筋钻孔塞焊,锚筋锚入混凝土内450mm。
(7)挂架安装后横向用水平杆将挂架连接成整体,支架安装后用钢管横向焊接在斜支撑上,将挂架与支架连成整体,确保其稳定性。
(8)在挂架上铺放2[10号槽钢梁时,槽钢梁要与挂架点焊牢固,防止滑移。
(9)在支设梁底模板支撑时,梁底模板支撑要纵横向设置水平拉杆,以保证整体稳定。
4实施效果
本工程提升平台结构模板支撑经采用上述施工方法后,取得了很好的效果。在施工期间,由于挂架均为厂家现有,现场仅需加工部分转角部位的支架,既减少了现场加工量及安装支架的焊接量,又简化了施工,加快了施工进度,保证了工期,为钢结构的整体提升创造了条件。同时,由于本支架为一次性投入,不可周转,如果全部现场加工,则需大量资金购买原材,现采用租赁支架,减少了资金投入,节约了施工成本。
5支架的设计计算说明
在计算支架的承载能力时,我们不仅要计算支架的整体承载能力,还要注意各个杆件以及各个节点的承载能力。以外挂架为例,我们在验算挂架各杆件的承载能力时,还要注意对挂座上的销钉和连接螺栓的力学性能进行验算;必要时,对挂座各节点的焊缝也需要进行验算,确保万无一失。具体的计算为简单的力学计算,此处就不再赘述了。
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