型钢混凝土结构空中连廊钢结构支撑平台施工工艺

万朋均

（中交一公局第二工程有限公司，江苏 苏州 215000）

1 引言

拉萨顿珠金融城第16、17、18 号地块开发项目地处拉萨市城关区，三号闸南侧，新318 国道以南。其中，从16 号地块1 号楼13 层到顶面层有一个高空连廊，连廊两边的塔楼都是框架+剪力墙结构 （连廊部分的结构形式采用型钢混凝土组合结构）。综合考虑连廊高度、结构形式、自然环境等因素，对常规的满堂支撑架、 贝雷支架施工方法以及自主创新的钢结构支撑平台方法进行方案比选，最终决定使用钢结构支撑平台进行高空连廊施工，该施工方法加快了施工进度，保证了作业安全，提升了项目效益。

2 高空连廊施工方案设计

2.1 存在的问题

该项目高空连廊两边的塔楼是框架剪力墙结构，连廊是跨度22 m，宽度18 m 的型钢混凝土组合结构，连廊底部离地面45.9 m。项目所处位置地质气象条件复杂，三面环山，北靠拉萨河，且连廊建设地点位于山口处，常年伴有大风，对支撑体系的整体稳定性要求更高，施工风险高、难度大。

2.2 方案的执行

型钢混凝土组合结构与钢结构相比，增加了混凝土现浇的工序，特别是高空连廊离地面距离高的情况下，显著地增加了施工难度，现浇工艺必须搭设操作平台方可进行作业，因此施工操作平台的设计至关重要。

采用钢结构支撑平台可加快项目高空连廊的施工进度，提升高空连廊施工的安全性，降低施工成本，提升工程效益。

2.3 钢结构设计方案

1）研制目标：加快高空连廊施工进度，确保高空连廊施工安全，控制高空连廊施工成本，做到高效、经济、安全。

2）设计及计算：通过对钢结构支撑平台进行设计，运用CAD 软件绘制二维施工图，运用草图大师软件绘制三维模型图，并采用Midas Civil[1]软件对所设计的钢结构支承平台进行稳定性校核。在自主验算通过后，再进行第三方验算，所有的验算都符合要求。钢结构支撑平台整体计算模型如图1 所示。

图1 钢结构支撑平台稳定性验算模型图

3）制作钢结构支撑平台：钢结构支撑平台的长度是21.95 m，宽度是18 m，高度是12.45 m，使用的钢材型号为Q235，根据截面形式的差异，分为工字钢、HN400 型钢、HN600 型钢、直径600 mm 和500 mm 钢管等。

3 施工工艺

3.1 连廊高空现浇结构支撑平台的安装

3.1.1 牛腿安装

牛腿安装前，要先将螺栓和一些钢板预先埋设好，确定预埋位置准确无误后，才能将已经加工好的钢牛腿进行安装[2]。

牛腿安装重点及注意事项：根据异形支撑结构受力特点，各钢管连接处会产生应力集中。为避免应力集中，优化了焊接节点位置加劲板的设计形式，在加劲板的角点位置，均设置了切口，避免应力集中。一般要求比较高的构件切口采用弧形，而项目中采用线形，也能降低加工难度。具体方法是在各薄弱点加设12 mm 厚加劲板，在加劲板上设置30 mm×30 mm 的三角形内切角，改变原有的多边形。

3.1.2 安装型钢（HN600 mm）

HN600 mm 是本次高空连廊施工中质量最重的吊装构件，采用20 mm 直径的钢丝绳进行吊装。

安装型钢（HN600 mm）重点及注意事项：钢结构牛腿调整平整后方可安装型钢。

3.1.3 钢结构地面预连接

在指定的预连接场地，对钢管进行拼装并设置螺栓孔位[3]，找准位置后进行焊接。

钢结构地面预连接重点及注意事项： 因为钢管支撑架是一种异型结构，为了便于施工，可以在地上或者某个平台上，根据图纸的尺寸对每个钢管的位置进行标定，这样可以加速安装进程，确保焊接质量。

3.1.4 安装斜撑及大桁联

在预先组装好的场地上，需要将2 个斜撑和1 个大桁连接成一个整体，总质量为3.08 t。在安装过程中，需要使用130 t的汽车吊进行吊装作业。为了确保安全，需要选择抗拉强度1 670 MPa、最小破断力166 kN、直径≥18 mm（6 mm×19 mm）的钢丝绳进行吊装。

安装斜撑及大桁联重点及注意事项： 在进行斜撑及大桁联的吊装和安装前，需要进行试吊，确保吊装设备和吊装方法能够满足要求，以确保斜撑和大桁联的安全安装。

3.1.5 桁联安装

1）斜撑平面上桁联的安装：首先用螺钉固定一面，再把小桁联缓慢地转动到斜撑上进行焊接。在桁架安装前，应使用直径为9.3 mm 的索风绳对支撑系统进行加固。其加固方法是将锚环预先埋设在连廊结构的两端梁中，并将其固定。

斜撑平面上桁联安装重点及注意事项： 桁联的安装要与斜撑的施工进度同步进行，当一榀斜撑完成后，两边的桁联也要随之完成。

2）进行南北方向桁联的提升安装：底部斜撑的长度在10 m左右，为了减少斜撑的自由应力，在斜撑上布置了8 组桁联；将10 根斜撑相互连接起来。另外，在斜撑的上部，用钢管连接8 个平面。

南北方向桁联安装重点及注意事项： 首先焊接底部的工字钢，然后焊接两侧的槽钢，这就在空间上形成两个背靠背的“C”形结构。最后，焊接顶端的工字钢。

3.1.6 安装型钢（HN600 mm）

600 mm 厚型钢通过起重机吊起安装，中间HN600 mm×200 mm 型钢的吊装与焊接在下部结构焊接完成后进行。

安装型钢（HN600 mm）重点及注意事项：在此部件吊装时，因其还没有建立起一套完整、可靠的支承系统，所以在施工时要特别注意施工人员的安全保护。

3.1.7 安装型钢（HN400 mm×200 mm）

400 mm 厚的型钢，长度为11 m，在地上就地组装，然后用起重机吊起。

安装型钢（HN400 mm×200 mm）重点及注意事项：型钢在进行搭设的时候，要在两端预留2 cm 的空间，这样可以方便地进行安装、拆卸，并且可以使得钢梁在发生弯曲变形的时候不会向两侧主体结构传递水平力。

3.1.8 安装工字钢并铺设钢板

I25 b 的工字钢，每根质量1 t 左右，由吊车吊起。在下料过程中，应在两侧留有大约2 m 宽的工作通道，并用1.2 m 高的围栏围起来。当工字钢安装完毕后，在上方铺5 mm 厚的钢板，作为施工工作面。

支承平台在安装完毕后，须按规定进行检验和验收，确认符合要求后方可投入使用，并在显眼位置处悬挂检验合格标志；公布验收的时间和负责人，并悬挂出质量限制牌和有关注意事项。

安装工字型钢并铺设钢板重点及注意事项： 为了确保传力，工字钢的安装质量要与安装在上方的脚手架立杆位置一致。为此，在铺板完毕后，将下层工字钢中线引入到表面，以便在安装模板时更容易对齐中线。

3.2 搭设模板内支架

搭设要求为：步距1.2 m，跨距0.9 m，立杆间距0.9 m。

搭设模板内支架重点及注意事项： 立杆安装时要确保立杆中心与工字钢的中心线完全对齐。

3.3 主型钢梁的连接与安装

一层连廊的型钢主梁是采用吊机吊装的方式，将整个型钢梁提升到设计的高度，再与两边的型钢柱进行焊接。在接头的地方，用两块钢板和高强螺栓进行拉结。

主型钢梁的连接与安装重点及注意事项： 因受支架条件的限制，吊机不能将3 根型钢横梁直接吊至连廊中间部位。为此，可以自行制作一台龙门架吊机来完成安装工作。首先利用吊机将型钢吊起，送至连廊现浇平台上，再利用组装好的小车，配合倒链将型钢整个运送到安装地点下面。在此基础上，用左右两台塔式起重机将龙门架的升降系统分别吊到型钢横梁的吊点上。最后，用龙门架上的倒链将型钢吊起并固定在合适的位置。

3.4 搭设模板及钢筋绑扎

模板材质为12 mm 厚的覆面木胶合板，主楞用的是φ48.3 mm×3.0 mm 的圆钢管。次楞用的是50 mm×100 mm 的矩形木楞。

搭设模板及钢筋绑扎重点及注意事项： 为方便型钢梁底部和侧面的钢筋以及箍筋等的绑扎和安装，需要先搭建底模。钢筋绑扎完毕后即安装侧模和浇筑梁。

3.5 浇筑混凝土

钢筋绑扎完毕后，要根据规范要求对其进行检查，通过验收后，才能进行混凝土的浇筑。

浇筑混凝土重点及注意事项： 因连廊主体混凝土用量较大，故采用二次浇筑的方法以减小一次浇筑过程中的冲击。首先将型钢混凝土主梁和钢筋混凝土次梁浇筑在板面下20～30 mm的位置上，强度达到要求之后再浇筑其余的混凝土。

4 结语

通过在项目高空连廊施工中成功运用钢结构支撑平台，有效解决了型钢混凝土组合结构高空连廊施工的难题，保证了施工安全，为后续类似型钢混凝土结构高空连廊更加高效的施工，规避易出现的问题，总结了如下本次施工过程中的问题及不足之处和改进措施。

1）关键问题：该连廊为现浇型钢混凝土框架，其上部荷载为450 t 左右。计算结果表明：9F 与11F 的牛腿构件是最终受力点。所以，在建造主体结构的过程中，必须严格控制牛腿的预埋位置和标高，在施工之前还需要对位置和标高进行一次复测。

2）不足之处：通过对9F 牛腿的实际施工，发现原来的钢牛腿存在一定的问题，即牛腿位于梁、柱结合部，且钢牛腿的布置较为复杂。在设计院的建议下，把原来的钢牛腿换成了钢筋混凝土的牛腿，这样既便于安装，又能更好地与主体结构保持连接。

3）改进措施：后续的项目建设中，如果出现这样的问题，应该提前进行规划，确定牛腿的形式，这样就可以避免在实际施工的过程中发生临时改变，进而对建设进度产生影响。