81m高空现浇混凝土箱形屋盖施工技术

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1、第一卷81m高空现浇混凝土箱形屋盖施工技术某工程为一大型工业建筑，平面呈“山”字形，建筑总高约94m。整个结构由9个现浇简体和框架联合组成（图3-13-1）。筒体和框架共14层，层高6.8m。单个简体平面尺寸7m×7m，筒体壁厚500mm；框架位于简体之间，柱截面1.2m×1.2m和1.0m×1.0m，梁截面有350mm×750mm等数种。混凝土强度等级C30。该工程屋盖为现浇双跨非封闭式混凝土箱形屋盖，局部双层双跨。每跨净长26.8m，坐落在81m高空上（箱底标高+81.6m，箱顶+88.4m）。箱体两壁为通长深梁，梁宽500mm，高7.8m；箱顶和箱底为主次梁楼面，板厚400m

2、m。混凝土强度等级C35。该单层单跨箱形屋盖重量达723t，混凝土体积300余m3，构成了一组超高、超重、大跨的屋盖结构。另外，该工程地处北方地区，气候干燥，冬季时间长，气温低，最低气温达-33℃，而箱形屋盖施工正处冬季。在81m高空进行如此大型屋盖施工，突出的难点有二：一是必须解决好高空支模的支撑体系，二是如何保证混凝土在高空的冬期施工质量。第1章箱形屋盖模板支撑方案选择该工程箱形屋盖支模的特点是一“高”二“重”。选择好高空支模方案具有重要的技术经济意义。在调研和论证过程中，曾考虑以下3种方案。第1节满堂脚手架方案参考市政工程中高架桥和高层建筑中高空连廊的施工经验，采用满堂钢管脚

3、手架搭设到80m高空，相互拉结形成群柱。然后在上面架设操作平台，进行支模。该方案施工简便，不需要专门脚手器材，但投入大。经测算，需用ø48钢管约2000t，投入劳力多，占用场地大，且受力不够明确，稳定性难以控制，在技术上经济上都不尽合理。第2节斜拉悬索方案参照斜拉悬索大桥的受力模式，在筒体上方架立钢架，采用斜拉悬索将支模工作平台吊起，把箱形屋盖混凝土自重、模板自重和施工荷载通过悬索传给简体结构。这样可不必自地面搭设高空支架，理论上较合理。但该方案要求结构设计作一定变动和修改，技术难度较大，加上工期紧迫，该方案难以实施。第3节塔架支撑方案在每跨内部设2个塔架作为箱形屋盖的中央支座，高

4、78m。该塔架与两侧筒体相互拉结，两个塔架之间也要拉结，以增加稳定性。塔架可用钢结构或用现浇混凝土框架。采用钢塔架装卸方便，施工速度快，但成本高、刚度小、弹性变形大；如用混凝土框架作塔架，自身刚度大，与主体结构连结方便，型钢用量少，费用较省。在塔架顶部再架设操作平台，在操作平台上搭设脚手支模。这种方案受力明确，安全可靠。4座塔架在屋盖建成后拆除。通过分析比较，经专家多次评审，最后选用第3方案-一混凝土塔架支撑方案。第1章塔架设计市塔架及支撑系统委托东南大学房屋加固与改造工程有限公司设计。单个混凝土塔架平面尺寸6.0m×7.0m，层高6.8m。混凝土强度等级C30。根据箱形屋盖分层施

5、工的实际情况，计算结构自重、模板系统自重和施工荷载以确定竖向荷载，水平力考虑风载作用，基本风压取0.5kN/m2。按刚性框架进行内力分析和截面配筋设计。塔架柱截面600mm×600mm，梁截面400mm×600mm，不设各层楼板和楼梯。混凝土塔架与简体、塔架与塔架之间采用3道钢支撑拉结以增加整体稳定。3道钢支撑分别位于第4、第7和第10层标高。每道钢支撑高3.40m，跨度l0.4m。采用桁架形式。钢支撑与筒体和混凝土塔架均按铰接考虑（图3-l3-2）。混凝土塔架基础：位于A、B轴线的塔架坐落在地下室墙上，不另设基础，只将塔架柱筋锚入地下室墙内；而E、F轴的室内塔架位于砂层夹砂板岩的

6、地基上，需另设混凝土条形基础。地基允许承载力按[R]=300kN/m2考虑。第2章塔架施工.4座塔架与主体结构同步施工，每7d左右完成一层，故混凝土塔架施工不占用控制工期。柱、梁采用组合钢模，脚手架用ø48X3.5mm钢管。现场设自动化搅拌站拌制混凝土。用塔吊和料斗运送混凝土分层浇筑，坍落度50~70mm。根据设计位置，在混凝土塔架和筒体相应位置预埋钢板，拆模后焊上钢牛腿，待混凝土强度达到90%后，将拉结用的钢支撑吊装到钢牛腿上临时固定，然后焊接使支撑与塔架、筒体连成一体。钢支撑用型钢焊接而成，工地上设临时钢结构加工场，加工装配成桁架后运到预定位置，由120t·m的塔吊在跨外整体吊

7、装。第3章塔架顶部操作平台在混凝土塔架顶部78m高空处架设操作平台。操作平台由跨在塔架与结构之间的钢桁架和45号工字钢大梁、l6号槽钢次梁和搁栅组成。在操作平台上，架立钢管扣件式脚手架，箱形大梁下的脚手应加密。模板按2‰起拱。箱形底板的支模方法与一般楼面相同。操作平台中的钢桁架和工字钢大梁等同样要进行强度和挠度验算。图3-13-3为高空支模示意。第1章塔架拆除待箱形屋盖混凝土强度达到100%后，先拆去操作平台上梁板模板和脚手架。为吊运这些材料下到地面，先在箱形屋盖的底