大型履帶吊車行走路線樓板加固施工技術(shù)

大型履帶吊車行走路線樓板加固技術(shù)[摘要]:XXXX民用機(jī)場航站樓工程主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架+鋼結(jié)構(gòu)屋面，由于鋼結(jié)構(gòu)屋面施工的特殊情況,考慮采用一臺150T履帶吊車在混凝土樓面上進(jìn)行吊裝作業(yè)。為此,需要對混凝土樓板進(jìn)行加固,對以后的類似施工具有一定參考價值。[關(guān)鍵詞]:履帶吊車；行走路線；腳手架加固。1.工程概況XXXX民用機(jī)場航站樓工程，總建筑面積29874㎡，地上2層，局部3層（二夾層，結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)框架+混凝土樓面），地下1層，一層層高6.65m。地下建筑面積：2923㎡，地上建筑面積：26951㎡。航站樓屋面整體形態(tài)為雙向曲面，鋼屋蓋最高處為23.470m，建筑檐口最高高度21.300m。地面以上部分最長為179.5m，最寬處為95.7m。該工程造型新穎、簡潔大氣，屋面整體呈現(xiàn)出優(yōu)雅柔美的雙螺旋曲面反映出以運(yùn)河為代表的水文化特色，即體現(xiàn)機(jī)場設(shè)計的先進(jìn)理念，又彰顯揚(yáng)州、泰州地區(qū)的特色和形象航站樓主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)+鋼結(jié)構(gòu)屋面。屋架梁共14榀，屋架大梁為弧形變截面箱型構(gòu)件，斷面高度300mm～近1600mm，最長一榀屋架梁長度達(dá)107.3m。支撐鋼柱采用熱軋無縫鋼管，通過鑄鋼節(jié)點與屋面鋼梁采用銷軸連接，鋼柱底端通過鑄鋼節(jié)點與混凝土柱頂預(yù)埋件采用焊接固定；屋面鋼梁之間采用矩形梁口360×200mm，通過十字節(jié)點構(gòu)造形成兩向交叉的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，交叉斜梁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)隨屋面建筑造型的曲面弧度變化，網(wǎng)殼與鋼梁采用焊接連接；屋蓋鋼結(jié)構(gòu)四周邊為挑檐雨蓬。2.混凝土樓板加固方法鑒于XXXX民用機(jī)場航站樓鋼屋架工程鋼結(jié)構(gòu)跨度大，對屋面鋼屋架較長構(gòu)件進(jìn)行分段吊裝，對于屋面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝分塊的劃分，將整個屋面劃分為若干個較大的吊裝分塊和一些較小的吊裝單元，中間局部為散裝區(qū)，最大分塊重量為21.47噸。已布設(shè)的塔吊無法保證每個構(gòu)件都在吊重范圍內(nèi)，而且構(gòu)件重量超出塔吊吊裝范圍。因此，鋼結(jié)構(gòu)屋面吊裝考慮采用2臺150T履帶吊車，一臺上二層樓面進(jìn)行配合吊裝，一臺在地面吊裝作業(yè)?？紤]到履帶吊車直接在未加固的混凝土樓板上進(jìn)行吊裝可能會對原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，故須對履帶吊車行走范圍內(nèi)的混凝土樓板進(jìn)行加固。2.1大型履帶吊車行走路線確定1)根據(jù)每個分塊吊裝區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)的安裝位置,明確在滿足起重機(jī)吊裝能力的前提下,履帶吊車行走路線的范圍（見下圖1）。2)行走路線應(yīng)盡量避開樓面預(yù)留洞口。3)必須充分利用土建結(jié)構(gòu),吊車的履帶盡可能避免壓在樓板或梁的跨中；吊車的行走路線盡可能減少轉(zhuǎn)彎次數(shù)，因為，履帶吊車外形尺寸較大,轉(zhuǎn)彎時不僅需要較大的轉(zhuǎn)彎半徑,還會產(chǎn)生較大的摩擦力和對樓面的沖擊力。圖1履帶吊車行走路線圖2.2混凝土樓板腳手架加固根據(jù)上海華東建筑設(shè)計院對二層樓面上150T履帶吊車作業(yè)行走區(qū)域施工荷載復(fù)核驗算結(jié)果：A區(qū)梁截面不變，加強(qiáng)梁配筋；B區(qū)需要設(shè)置支撐加固（見下圖2）。圖2履帶吊車行走路線分區(qū)圖及華東院復(fù)核意見履帶吊車行走區(qū)域樓板厚150mm，混凝土強(qiáng)度等級為C40。由于工期緊張，合同工期為150天，鑒于目前現(xiàn)場排架已支的情況，為了確保安全A區(qū)，當(dāng)履帶吊車在A區(qū)作業(yè)時，履帶吊車行走路線下原有支模排架不拆除；B區(qū)采取等混凝土樓面達(dá)到拆模強(qiáng)度后，拆除原有支模排架，重新搭設(shè)滿堂腳手架對吊車行走路線下樓板進(jìn)行加固處理的方法。B區(qū)由于后澆帶的存在，預(yù)應(yīng)力梁無法張拉，因此通過與設(shè)計院商談，采取一定技術(shù)措施將后澆帶改為膨脹帶，以實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力梁張拉，滿足履帶吊車行走要求。加固采用定做全新扣件式鋼管腳手架(48×3.0㎜)頂緊混凝土樓板或梁；腳手架頂設(shè)置可調(diào)U拖，U拖內(nèi)并行放置2塊50×100㎜的木方，確保每根腳手架都能頂緊樓板。腳手架立桿按500mm×500mm的間距布置,橫桿步距取0.8m，并設(shè)有大量的水平和豎向的剪刀撐保證其穩(wěn)定性，嚴(yán)格按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》的要求搭設(shè)。立桿須設(shè)置縱橫雙向掃地桿，掃地桿距樓地面200mm；立桿全高范圍內(nèi)設(shè)置縱橫雙向水平桿；立桿頂端必須設(shè)置縱橫雙向水平桿。梁底小橫桿和立桿交接處立桿加設(shè)保險扣。豎直方向剪刀撐：縱橫雙向沿全高每隔三排立桿設(shè)置一道豎向剪刀撐。水平方向剪刀撐：沿全平面每隔2步設(shè)置一道水平剪刀撐。剪刀撐寬度不應(yīng)小于4跨，且不應(yīng)小于6m，縱向剪刀撐斜桿與地面的傾角宜在45～60度之間，水平剪刀撐與水平桿的夾角宜為45度。地基處理：對吊車行走路線下回填土進(jìn)行壓實，壓實度達(dá)到設(shè)計要求，再在回填土上鋪設(shè)厚150㎜強(qiáng)度等級為C25的混凝土墊層，并在腳手架管底部墊厚50㎜木腳手板，再在木腳手板與腳手管底部之間放置50×100㎜的木方，保證腳手架管底部接觸面平整。樓面處理：為避免履帶損壞表層混凝土，在履帶吊車下面鋪設(shè)具有很大剛度的專用路基箱，路基箱在B區(qū)垂直于吊車履帶鋪設(shè)（見下圖4），路基箱平面尺寸為1.6m×8m，高為20㎝，同時在路基箱與樓板之間鋪20cm的沙子，沙子寬度比路基箱兩端多鋪設(shè)50㎝，還可以起到擴(kuò)散荷載的作用，使荷載較為均勻地傳到混凝土樓板上。沙子兩側(cè)必須砌30cm高磚，防止夏季暴雨把沙子沖走。圖3履帶吊車行走路線樓板加固示意圖3.工況分析3.1施工荷載履帶吊車選用SC1500型150噸履帶吊，由吊車參數(shù)知：吊車作業(yè)時總重量197.5T，履帶接地長度為7米，寬度為1.118米，吊車外輪廓寬為6.738m?？紤]到樓板上鋪有剛度比較大的路基箱和具有一定流動性的砂子,計算時將傳到樓板的荷載近似取為均布荷載。荷載沿45度擴(kuò)散角往下傳遞，履帶吊下受壓面積為：（7+0.2×2+0.2×2+0.15×2）×(6.738+0.2×2+0.2×2+0.15×2)=63.487㎡取活載分項系數(shù)為1.4，動力系數(shù)1.2得：(197.5×10×1.4×1.2)/63.487=52.263kN/㎡。20cm厚的沙子約為：1.2×1.5×10×0.2=3.6kN/㎡路基箱和其他一些雜物約為:1.2×3=3.6kN/㎡。總得單位面積荷載設(shè)計值為：52.263+3.6+3.6=59.463kN/㎡根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)方案提供的數(shù)據(jù)，考慮最不利情況，單條履帶承擔(dān)70%的荷載，即59.463÷50%×70%=83.248kN/㎡。3.2立桿計算立桿縱橫間距0.5m，每一平米的腳手架區(qū)域中有4根腳手管承受荷載，每根立桿承擔(dān)荷載為：83.248/4=20.812kN。立桿的穩(wěn)定性計算公式:鋼管立桿受壓應(yīng)力計算值；σ=20812/(0.680×424)=72.184N/mm2；鋼管立桿穩(wěn)定性計算σ=72.184N/mm2小于鋼管立桿抗壓強(qiáng)度的設(shè)計值[f]=205N/mm2，滿足要求。3.3.地基承載力計算立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力應(yīng)滿足下式的要求：p≤fg地基承載力設(shè)計值:fg=fgk×kc=85×1=85kpa；其中，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：fgk=85kpa；腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)：kc=1；立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力：p=N/A=15.166/0.25=60.664kpa<85kpa,滿足要求；其中，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值：N=15.166kN；基礎(chǔ)底面面積：A=0.25㎡。4.變形監(jiān)測XXXX民用機(jī)場航站樓鋼屋蓋施工期間，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案、履帶吊車樓面行走加固方案的專家論證意見，我部聘請了專業(yè)的監(jiān)測團(tuán)隊，在整個吊裝過程中，對相關(guān)區(qū)域內(nèi)的梁、板、柱等構(gòu)件進(jìn)行了變形監(jiān)測。其中，在150T履帶吊車行走路線兩側(cè)總共布置了99個臨時觀測點，采用蘇光DS05型水準(zhǔn)儀及銦鋼尺實施監(jiān)測，觀測等級為二等水準(zhǔn)。變形監(jiān)測得到了設(shè)計院的大力支持，設(shè)計方確定了監(jiān)測報警值為20mm，即某日某點累計沉降值超過20mm時須控制該處的施工荷載。在整個變形監(jiān)測周期內(nèi)，每日早中晚三次巡查未有出現(xiàn)有害裂縫，也未出現(xiàn)變形量異常的情況。150T履帶吊車在施工作業(yè)時，樓面砼構(gòu)件最大累計沉降（變形）出現(xiàn)在2011年6