超高净空内中庭钢混组合斜屋面施工技术.pdf

广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2023年7月第30卷 第7期JUL 2023Vol.30 No.7DOI:10.19731/j.gdtmyjz.2023.07.022作者简介：刘俊杰（1975-），男，大学本科，工程师，主要从事现场施工管理工作。E-mail：1工程概况广州某儿童活动中心作为市儿童公园的配套服务设施，建筑风格为岭南传统风格五彩城堡造型，工程建设满足少年儿童学习娱乐的多元化活动需求，解决了专业儿童活动场所严重不足、与中心城市地位不相匹配等问题，弥补原有活动场所功能定位和硬件设施配置的缺陷。展示中心：室内影剧院舞台部分，屋面共4层高标高达23.8 m，属超高净空内中庭。屋面为钢-混组合结构1-2，共684.6 m2，布设在（B-3）（B-7）轴（B-C）（B-E）轴；屋面主梁、次梁均为焊接H型钢，主钢梁有 9 榀，单榀重 9.8 t，主梁长 21 m，为 H1 0001 3155002530变截面H型钢梁。室内影剧院观众席部分，室内地面标高0.000，共3层高，高度为15.1016.95 m，屋面板为钢-混组合斜屋面3-4，共313 m2，布设在（B-4）（B-6）轴（B-E）（B-G）轴，主钢梁有8榀，单榀重8 t，主梁长20.6 m，为H1 1005001830 截面 H 型钢梁，以上楼面浇筑130 mm厚的钢筋混凝土，底模板用钢筋桁架楼承板。屋面下方局部布置有检修马道。所有钢结构均需涂刷防腐和防火涂料，如图1所示。2组合结构精确安装难点5-6若桁架楼承板铺设后，在没有满堂红脚手架或高空车或移动脚手架的情况下，屋面下方主次钢梁无法进行油漆作业。若搭设满堂红脚手架，则影响后续机电和装修专业的工序安排，从而增加工期及成本，本工程内中庭属于超高净空（达到23 m以上），加上门洞和通道的限制，无法投入高空车；移动脚手架受到阶梯式观众席座位的影响而无法使用，另外斜屋面的钢梁上翼缘如何确保精度，是需要解决的难题。3技术特点 受影剧院门洞的限制和满堂红脚手架影响机电、装修施工，更改了施工顺序，提前在桁架楼承板铺设前插入涂装工序，缩短了工期，减少了施工费用。征得设计人员的同意，在H型钢主钢梁下翼缘两旁增加找平钢板、限位夹板，最后板式橡胶支座、找平钢板、限位板三者用B25锚筋固定，既保障了施超高净空内中庭钢混组合斜屋面施工技术刘俊杰（广州市恒盛建设工程有限公司广州510010）摘要：针对广州某剧院屋面施工时不能使用满堂红脚手架、高空车或移动脚手架的施工难题，提出更改施工顺序和创新设计了一步到位的“生命线”，提前完成现场涂装工作，解决了组合楼板净空过大而引起的技术问题，具有结构简单、搭拆方便、便于回收等特点，提高施工效率，创造良好经济效益。关键词：超高；净空；内中庭；钢混组合；斜屋面；施工技术中国分类号：TU745.2文献标志码：A文章编号：1671-4563（2023）07-094-04Construction Technology of Steel Concrete Composite Inclined Roof for Super High Clearance InnerConstruction Technology of Steel Concrete Composite Inclined Roof for Super High Clearance InnerLIU Junjie（Guangzhou Hengsheng Construction Engineering Co.，Ltd.Guangzhou 510010，China）AbstractAbstract：In order to solve the problem that the full red scaffolding，aerial vehicle or mobile scaffolding can not be used in the roof construction of a theatre in Guangzhou，puts forward a new Lifeline，which can be changed in construction sequence and innovatively designedin one step，finish the painting work ahead of time，solve the technical problems caused by the large clearance of composite floor，with simple structure，easy to build and disassemble，easy to recycle，improve the construction efficiency，create good economic benefits.Key wordsKey words：superelevation；clearance；inner atrium；steel concrete combination；inclined roof；construction technique图1影剧院观众席和舞台剖面Fig.1Section of the Audience and Stage of the Cinema（mm）观众厅设备棚顶二层天桥位置一层天桥位置会议室体验用房化妆间化妆间1.930m舞台0.000排风机房机动车库排风机房机动车库机动车库15.150m13.154m10.453m4000 5000 6000900060003280050006000180023800-9.000m-5.000m-2F6.000m0.00012.000m17.000m22.000m23.800m-1F1F2F3F4FRF94刘俊杰：超高净空内中庭钢混组合斜屋面施工技术JUL 2023 Vol.30 No.72023年7月 第30卷 第7期工的精度，又防止了H型钢主钢梁移位。为消除橡胶支座和混凝土结构之间的不均匀沉降，采用分次浇筑的方式，先浇筑屋面板混凝土，待混凝土的自重和施工荷载对板式橡胶支座起作用后，再浇筑女儿墙与屋面板接驳处的混凝土，消除自重引起的不均匀沉降，避免混凝土的拉裂。创新“生命线”形式，做到“生命线”安全措施设置一步到位，各工序过程无需中途转换，f8 mm“生命线”顺着f12 mm钢丝绳方向自如移动，适用于吊装、焊接、涂装以及钢筋桁架楼承板安装等工序，既减少现场高空工作量，又减少安全隐患。室内影剧院观众席上层是阶梯式露天影剧院，该4楼面板为斜屋面，与设计人员沟通，为方便后续桁架楼承板的铺装，消除施工空隙，将焊接H型钢主梁的上翼缘变更为斜面，如图2所示。无需增加数量较多的次梁，节约了工程投资。钢筋桁架楼承板与已完成混凝土梁交接处，增设支撑角钢固定在混凝土梁上，作为钢筋桁架楼承板的端部支撑，使该节点处的压型钢板承受钢筋桁架及混凝土浇筑时产生的荷载，保证钢筋桁架楼承板与已完成的混凝土梁密实连接，确保了施工过程的安全7。4施工方法4.1钢构件加工制作8建筑部品生产厂家有固定的生产车间和自动化生产线设备，有深化设计运输安装一体化能力，建立技术标准体系及安全、质量、环境管理体系。建筑构件部品在工厂车间生产，生产过程及管理应用信息管理技术，生产工序形成流水作业。建筑构件部品生产前，根据设计要求和生产条件编制生产工艺方案，对构造复杂的部品或构件宜进行工艺性试验。有经批准的构件深化设计图，设计深度满足生产、运输和安装等技术要求。H型钢梁采用自动焊接生产线加工，合理安排加工人员，必要时安排两班制，提高加工效率，如图所示。4.2施工围蔽和防坠落措施施工区域采用警示带进行围蔽，防止人员穿越，并派专人看护。钢梁吊装、焊接、高强螺栓安装、现场涂装施工以及钢筋桁架楼承板铺设等工序整个施工过程均在高空进行，高空作业安全及防坠落特别重要。创新设计了“生命线”形式，f8 mm“生命线”钢丝绳通过小型卸扣与f12 mm钢丝绳连接，做到“生命线”能一步到位设置，通用于吊装、焊接、涂装以及钢筋桁架楼承板安装等一系列工序过程而无需中途转换，既减少现场高空安全措施转换的工作量，又能够减少转换安全措施带来安全隐患，如图4、图5所示。4.3构件出厂时完成基本的涂装（底漆和中间漆1/2）9 构件出厂时完成基本的涂装（底漆和中间漆1/2），免搭设满堂红脚手架。4.4橡胶支座的安装由于主钢梁均坐在屋面边框的混凝土梁上，为了消除钢结构梁与混凝土梁不同材质之间的振动影响，主钢梁与下方的混凝土梁之间设置了橡胶支座减震。当工字主钢梁吊放在混凝土牛腿上，为防止H型钢主钢梁移位，在H型钢主钢梁下翼缘两旁增加设置了找平钢板、限位夹板，最后板式橡胶支座、找平钢板、限位板三者用B25锚筋固定，保障施工精度。如图6所示。图2H型钢主梁上翼缘变更为斜面Fig.2H-shaped Steel Main Beam Upper FlangeChanged to Bevel斜屋面H型钢上翼缘30 mm限位板30 mm找平板橡胶支座砂浆找平层GKL1f25锚筋混凝土梁图3H型钢梁加工完成Fig.3H-shaped Steel Beam Processing Completion图4“生命线”设置方式Fig.4The Lifeline Setup混凝土梁f12钢丝绳f8钢丝绳“生命线”混凝土柱立杆主钢梁梁底标高（最大净空约22.5 m）兜底平网现有脚手架图5f f8 mm“生命线”平面布置Fig.5f f8 mm Lifeline Layout混凝土梁f10钢丝绳f8钢丝绳“生命线”可移动“生命线”f10钢丝绳f10钢丝绳钢结构安装区域95广东土木与建筑JUL 2023 Vol.30 No.72023年7月 第30卷 第7期4.5主次钢梁吊装为加快完成室内影剧院这二部分的屋面施工，为后续的机电施工、装修施工创造条件，现场经方案比选，选择一台QAY-450 t汽车吊（带塔式工况）协助吊装，大吨位汽车吊在现场东边站位，完成所有17根主梁吊装（舞台部分和观众席）。其余次梁、马道骨架、以及钢筋桁架模板等，则使用现场现有的QTZ塔吊辅助，顺次安装及铺设。吊机站位时注意避开有地下线管，排水管、下水道的位置。吊机支好腿、配好配重后，先按最远位置起杆（吊臂），回转到主桥段安装中心位置，测试吊机安全起重是否满足构件重量吊装要求。钢梁离开地面200 mm高时，吊机按最远安装半径回旋，约停留10 min时间，观测吊车作业情况，支腿、钢丝绳，吊耳受力情况，一切无异常后开始提升。钢梁在离支点100 mm高时，吊机停止下降，安装人员在操作架上将钢梁摆直，钢梁中轴线与支座中轴线基本重合后，再缓慢下降，如图7所示。钢梁就位后，复查中轴线及安装情况合格后，焊接固定。观察梁受力状态无异动后，吊机才可以完全松钩。4.6钢梁余下的中间漆1/2+面漆+防火漆施工当主梁、次梁以及马道骨架安装完毕后，马上进行钢结构补涂装，并及时插入防腐的面漆和防火涂料施工。各道涂装经厚度检测和现场质量验收合格后，才开始铺设钢筋桁架楼承板。钢结构现场涂装时要符合下列规定10：构件在运输、存放和安装过程中损坏的涂层以及安装连接部位的涂层应进行现场补漆，并符合原涂装工艺要求。构件表面的涂装系统应相互兼容。4.7钢筋桁架组合楼板施工屋面混凝土的底模板为钢桁架楼承板，在其上需要绑扎钢筋，浇筑混凝土，作业人员必须站在钢桁架楼承板施工，为确保钢桁架楼承板与混凝土梁的搭接安全，在混凝土梁侧预设置角钢埋件，以作为钢筋桁架楼承板的端部支撑，如图8所示。天面女儿墙与屋面板接驳处采用分次浇筑的方式，先浇筑屋面板混凝土，待屋面板混凝土的荷载对板式橡胶支座起作用后再浇筑女儿墙与屋面板接驳处的混凝土，以消除自重引起的不均匀沉降，避免混凝土的拉裂。现场混凝土浇筑增加设置厚度的探测仪，有效控制混凝土板的厚度与平整度。焊钉连接采用栓焊设备进行焊接，焊机必须联在独立电源上，应保证栓焊点所需的电流量；直接焊在母材上或穿透压型钢板后焊到母材上的焊钉，应配用不同的陶瓷环，陶瓷环应干燥，焊后瓷环应去除；在焊接端处不应涂漆，镀锌或镀镉等；母材在焊钉施焊处不得有氧化皮、锈蚀、受潮或其它污垢。组合楼盖焊钉施工完毕浇混凝土前，按施工图和有关规范进行隐蔽工程验收，验收合格后方能进入下一道工序。楼承板制作、储存、运输过程避免损害与污染。楼承板铺设之前，必须将梁顶面杂物清扫干净，并对有弯曲或扭曲的楼承板进行矫正。封口板、边模、边模补强等工作应在浇注混凝土前及时完成。安装楼承板时，在支承梁上弹设基准线。楼面浇筑混凝土时，需在楼面钢次梁及楼板下设临时支撑，支撑间距3 m。浇捣混凝土前必须清除楼承板上的杂物、灰尘和油脂等。楼板施工时避免板上混凝土堆载。混凝土强度未达到75%设计强度前，不得在楼层面上附加任何其他荷载，也不得拆除临时支撑。在浇筑钢筋较密的位置时采用f30棒振捣，并加密振点。振捣完毕后按50 cm控制线拉通线用1.52.0 m刮杠刮平，用木抹子抹平，并拉线检查板顶平面标高，严格控制平整度。振捣棒要快插慢拔，插点呈梅花型布置，按顺图6橡胶支座安装完成Fig.6Rubber Bearing Installation Completion图7主钢梁吊装完成Fig.7Main Steel Beam Hoisting Completion图8100角钢支撑钢筋桁架楼承板Fig.8100 Angle Steel Bracing Steel Truss FloorBearing Plate钢筋桁架楼承板支撑角钢100膨胀螺栓M1250096刘俊杰：超高净空内中庭钢混组合斜屋面施工技术JUL 2023 Vol.30 No.72023年7月 第30卷 第7期序进行，不得遗漏。50捧移动间距不得大于50 cm，振捣时间以混凝土表面出现浮浆及不出现气泡、下沉来控制。斜屋面板混凝土自下而上浇筑。5施工效果对超高净空内中庭上方的钢屋面施工，遇到无法使用移动式脚手架、满堂红脚手架、高空车等措施的难题，本施工技术通过“H型钢主梁的上翼缘变更为斜面”、“防腐和防火涂装工序提前在桁架楼承板铺设前完成”、创新设计一步到位的“生命线”安全绳、“主钢梁下翼缘两旁增加找平钢板、限位夹板”，实现超高净空内中庭钢混组合斜屋面精准施工，具有结构简单、易于制造、搭拆方便、便于回收、连接稳固等特点，安全、质量均有保证，取得良好的经济效益。参考文献1朱许飞.起重机械的安装拆卸及使用管理 J.建筑工程技术与设计，2016（19）：2916.2田志昌，孙超.某临界失稳钢屋架的优选加固设计 J.钢结构，2017，32（2）：77-79+109.3 李志斌.浅谈现浇商品混凝土结构表面气泡的成因和防治 J.河北企业，2007（8）：73-74.4子帅，王宝良，张艳峰.梁体预制工艺优化措施及应用 J.公路，2016，61（6）：134-136.5 钢-混凝土组合结构设计规程：DL/T 50852021 S.北京：中国计划出版社，2021.6 高洋洋.装配式建筑和绿色建筑成建筑业转型升级重要抓手 N.中国建设报，2021-02-11（005）.7方丽，张余力，赵春梅，等.建筑工业化形式下城镇住宅设计建造模式研究 J.居舍，2021（4）：89-90.8 孙璟璐.首部装配式建筑信息化报告发布驱动建筑业工业化转型升级 中国建筑业信息化发展报告：装配式建筑信息化应用与发展 正式发布 J.中国建设信息化，2019（14）：19-21.9沈祖炎.钢结构制造安装手册 M.北京：中国建筑工业出版社，2002.10 石楚琪，赵倩.装配式建筑施工现场安全标准制定的必要性 J.广东土木与建筑，2020，27（5）：67-69.工缝的接合面处理不当导致柱脚严重受损。地下水位直接影响水浮力的大小，因此设计单位、勘察单位应根据工地的场地环境、建筑使用空间谨慎选择抗浮水位。施工单位也要严格按照设计要求施工，特别是在暴雨或顶板尚未覆土期间，应加强监测与检查，必要时采取强降水等措施。地下室结构构件破坏不尽相同，但以整体抗浮失效最为严重，因此对每个地下室项目，参建各方应重视水浮力对地下室的影响，尽量避免上浮事故发生。参考文献1宗钟凌，吕凤伟.地下室上浮事故原因分析与加固处理方法 J.建筑技术，2013，44（11）：992-995.2张同波，刘汉进.地下室抗浮失效的3种形态及其上浮特征 J.施工技术，2021，40（10）：16-19.3 混凝土结构工程施工质量验收规范：GB 502042015S.北京：中国建筑工业出版社，2015.4 房屋裂缝检测与处理技术规程：CECS 293 2011 S.北京：中国计划出版社，2011.5 建筑地基基础设计规范：GB 500072011 S.北京：中国建筑工业出版社，2011.6 申永先.柱下承台受剪切和冲切破坏的理解与分析 J.中国新技术新产品，2015（22）：149.7林毓梅，蒋林华.混凝土浇筑间歇期对层间粘结强度的影响 J.混凝土，1990（2）：10-13.8徐有邻，顾详林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理 M.北京：中国建筑工业出版社，2013.9何春保，黄菊清.降水加固方案在地下室抗浮事故处理中的应用 J.广东土木与建筑，2008（6）：9-11+5.10 路彦，龚杰，蓝海江.既有建筑地下室局部抗浮失效实例分析及加固处理 J.广东土木与建筑，2014，21（12）：27-28+32.11 朱丙寅，娄宇，杨奇.基基础设计方法与实例分析 M.北京：中国建筑工业出版社，2013.12 张健，唐升贵，敖国碧.某工程施工期间地下室底板上浮破坏的原因分析 J.土工基础，2014（2）：8-10.（上接第76页）97