大型履帶吊車行走路線樓板加固施工技術

大型履帶吊車行走路線樓板加固技術[摘要]:XXXX民用機場航站樓工程主體結構為鋼筋混凝土框架+鋼結構屋面，由于鋼結構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行吊裝作業(yè)。為此,需要對混凝土樓板進行加固,對以后的類似施工具有一定參考價值。[關鍵詞]:履帶吊車；行走路線；腳手架加固。1.工程概況XXXX民用機場航站樓工程，總建筑面積29874㎡，地上2層，局部3層（二夾層，結構形式為鋼結構框架+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河為代表的水文化特色，即體現(xiàn)機場設計的先進理念，又彰顯揚州、泰州地區(qū)的特色和形象航站樓主體結構為鋼筋混凝土框架結構+鋼結構屋面。屋架梁共14榀，屋架大梁為弧形變截面箱型構件，斷面高度300mm～近1600mm，最長一榀屋架梁長度達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)點構造形成兩向交叉的網(wǎng)殼結構，交叉斜梁網(wǎng)殼結構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；屋蓋鋼結構四周邊為挑檐雨蓬。2.混凝土樓板加固方法鑒于XXXX民用機場航站樓鋼屋架工程鋼結構跨度大，對屋面鋼屋架較長構件進行分段吊裝，對于屋面網(wǎng)殼結構進行吊裝分塊的劃分，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。已布設的塔吊無法保證每個構件都在吊重范圍內(nèi)，而且構件重量超出塔吊吊裝范圍。因此，鋼結構屋面吊裝考慮采用2臺150T履帶吊車，一臺上二層樓面進行配合吊裝，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行吊裝可能會對原結構產(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)域鋼結構的安裝位置,明確在滿足起重機吊裝能力的前提下,履帶吊車行走路線的范圍（見下圖1）。2)行走路線應盡量避開樓面預留洞口。3)必須充分利用土建結構,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彎次數(shù)，因為，履帶吊車外形尺寸較大,轉彎時不僅需要較大的轉彎半徑,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)域施工荷載復核驗算結果：A區(qū)梁截面不變，加強梁配筋；B區(qū)需要設置支撐加固（見下圖2）。圖2履帶吊車行走路線分區(qū)圖及華東院復核意見履帶吊車行走區(qū)域樓板厚150mm，混凝土強度等級為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到拆模強度后，拆除原有支模排架，重新搭設滿堂腳手架對吊車行走路線下樓板進行加固處理的方法。B區(qū)由于后澆帶的存在，預應力梁無法張拉，因此通過與設計院商談，采取一定技術措施將后澆帶改為膨脹帶，以實現(xiàn)預應力梁張拉，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，并設有大量的水平和豎向的剪刀撐保證其穩(wěn)定性，嚴格按照《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》的要求搭設。立桿須設置縱橫雙向掃地桿，掃地桿距樓地面200mm；立桿全高范圍內(nèi)設置縱橫雙向水平桿；立桿頂端必須設置縱橫雙向水平桿。梁底小橫桿和立桿交接處立桿加設保險扣。豎直方向剪刀撐：縱橫雙向沿全高每隔三排立桿設置一道豎向剪刀撐。水平方向剪刀撐：沿全平面每隔2步設置一道水平剪刀撐。剪刀撐寬度不應小于4跨，且不應小于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行壓實，壓實度達到設計要求，再在回填土上鋪設厚150㎜強度等級為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（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50㎝，還可以起到擴散荷載的作用，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/㎡?？偟脝挝幻娣e荷載設計值為：52.263+3.6+3.6=59.463kN/㎡根據(jù)鋼結構方案提供的數(shù)據(jù)，考慮最不利情況，單條履帶承擔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度的設計值[f]=205N/mm2，滿足要求。3.3.地基承載力計算立桿基礎底面的平均壓力應滿足下式的要求：p≤fg地基承載力設計值:fg=fgk×kc=85×1=85kpa；其中，地基承載力標準值：fgk=85kpa；腳手架地基承載力調(diào)整系數(shù)：kc=1；立桿基礎底面的平均壓力：p=N/A=15.166/0.25=60.664kpa<85kpa,滿足要求；其中，上部結構傳至基礎頂面的軸向力標準值：N=15.166kN；基礎底面面積：A=0.25㎡。4.變形監(jiān)測XXXX民用機場航站樓鋼屋蓋施工期間，根據(jù)鋼結構吊裝方案、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)測團隊，在整個吊裝過程中，對相關區(qū)域內(nèi)的梁、板、柱等構件進行了變形監(jiān)測。其中，在150T履帶吊車行走路線兩側總共布置了99個臨時觀測點，采用蘇光DS05型水準儀及銦鋼尺實施監(jiān)測，觀測等級為二等水準。變形監(jiān)測得到了設計院的大力支持，設計方確定了監(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，樓面砼構件最大累計沉降（變形）出現(xiàn)在2011年6