武汉绿地中心狭窄空间超重钢平台关键施工技术

作者：李宁宁张晓明何鲁清高杰江亚鹏

单位：中建钢构有限公司

摘要：武汉绿地中心副楼裙房4层钢平台位于中庭位置, 因部分钢平台构件超重, 现有塔式起重机无法吊装就位。经过方案对比分析, 选用胎架支撑+汽车式起重机上楼板高空原位拼装施工方法。首先根据钢平台构件分段位置及首层楼板混凝土梁位置, 合理布置支撑胎架, 然后采用25t汽车式起重机上首层楼板进行高空原位拼装。考虑胎架布置紧凑及受周围土建结构影响中庭位置空间狭窄等因素, 将胎架及时卸载周转, 为汽车式起重机站位及行走让出道路, 同时也减少胎架投入, 降低施工成本。通过系列技术措施, 有效解决了在结构内部进行超重钢结构施工的技术难题。

关键词：钢结构钢平台狭窄空间胎架支撑拼装施工技术

作者简介：李宁宁, 助理工程师, E-mail:768215057@qq.com。
基金：“十三五”国家重点研发计划项目 (2016YFC0701204)。 -页码-：105-107，138

1 工程概况

　　武汉绿地中心位于武昌滨江商务区核心区域，地处长江边，与汉口百年外滩隔江相望 (见图1) ，地理位置优越，是武汉新一轮城市发展的重点区域。

　　副楼裙房4层中庭位置楼盖采用钢平台+组合楼板的结构形式，其中，4层钢平台结构标高为16.610m，面积为946.9m²。4层钢平台均由H型钢梁组成，钢梁最大截面尺寸为H2 200×500×40×80，最大跨度为28.46m，钢材材质均为Q345B，连接螺栓采用10.9级摩擦型高强度螺栓。

　　图1 项目效果

　　 Fig.1 Effect of the project

2 施工重难点

　　 1) 因钢平台跨度较大，故其设计的构件截面尺寸较大，合理分段后也无法由副楼现有塔式起重机直接吊装，经方案对比分析，拟采用汽车式起重机吊装，但汽车式起重机进出首层楼板的措施需提前设计并布置，同时，楼板设计承载力需进行验算复核，满足汽车式起重机行走及吊装要求。

　　 2) 中庭为土建材料堆放及周转区，需待土建结构施工完成后，方可提供作业面进行钢平台施工，但中庭位置空间狭窄，且钢平台部分结构位于5层楼板下方，采用汽车式起重机吊装需提前进行工况模拟，避免吊装时吊臂碰到土建结构。

　　 3) 钢平台超重钢梁采用胎架支撑+分段高空原位拼装进行安装，因钢梁分段较多、胎架密集，需合理进行胎架卸载周转为汽车式起重机行走及站位提供空间。

3 关键施工技术

3.1 汽车式起重机上首层楼板坡道设计

　　根据副楼裙房结构形式及现场施工条件，采取汽车式起重机由南侧现场环形道路进入首层楼板。因现场道路与首层楼板存在高差，需设置坡道，供车辆进出。坡道坡度为9°，采用不同截面型钢作为支撑，型钢上铺设2cm厚钢板，宽3m，钢板上表面焊接16@200钢筋进行防滑处理。

3.2 首层楼板设计承载力验算

　　首层楼板设计承载力验算内容分为2部分。

　　 1) 汽车式起重机在行驶和吊装工况下

　　根据吊装工况分析，钢平台超重构件及塔式起重机盲区构件 (位于5层楼板下方的钢构件) 选用25t汽车式起重机进行吊装。

　　主要计算参数:最重构件和主吊钩重合计9t，吊装半径R=8m, 25t汽车式起重机无配重后方和侧后方工作状态吊装，吊车车轮与楼板接触面积取0.3m×0.3m;吊车支腿拟采用1m (长) ×1m (宽) ×30mm (厚) 钢板作为荷载扩散板;设计图中该楼面活荷载标准值为5.0kN/m²;混凝土梁板为9m×9m井式梁楼板;主梁尺寸为500mm×800mm，次梁尺寸为300mm×700mm，板厚200mm，混凝土设计强度等级为C40。最不利吊装工况受力简图如图2所示。

　　经计算，25t汽车式起重机在行驶和吊装工况下，首层楼板、梁结构设计承载力均满足要求。但汽车式起重机行走时应尽量缓慢，减小冲击系数，同时，汽车式起重机行走应有线路规划和界限标记，吊装时支腿下方应按要求垫扩散板。

　　 2) 临时支撑胎架底部

　　胎架重=标准节+底座和顶梁=1.5t×3+1.5t=6t;施工荷载:2kN/m²×4m²=8kN;钢梁重及措施重G=10t;构件安装时动力系数k=1.1;总支反力=10×1.1+6+0.8=17.4t=174kN;胎架支撑处楼板、梁结构设计承载力满足要求。为保证荷载合理扩散，胎架下方底座按公司标准要求设置即可。最不利胎架布置如图3所示。

　　图2 最不利吊装工况受力简图

　　 Fig.2 Force sketch of the most disadvantageous hoisting condition

　　图3 最不利胎架布置

　　 Fig.3 Layout of the most unfavorable supporting bed-jig

3.3 5层楼板下方钢梁吊装分析

　　根据施工场地规划，裙房进入地上施工阶段后，中庭位置首层楼板为土建施工的木工加工场地及脚手管、模板等周转材料堆场，4层钢平台施工需待裙房8层土建结构施工完成后，中庭场地清理移交工作面后方可施工。此时，部分4层钢平台钢梁位于已施工完成的5层楼板下方。4层钢平台与5层楼板平面关系如图4所示。

　　图4 4层钢平台与5层楼板平面关系

　　 Fig.4 Plan relationship between 4-storey steel platform and 5-storey floor

　　为保证5层楼板下方4层钢平台钢梁安全顺利吊装就位，吊装前应对汽车式起重机主臂是否会碰到5层楼板造成抗杆进行工况模拟。5层楼面标高22.130m，梁高为1 100mm，选取最不利吊装工况进行分析，可以满足汽车式起重机吊臂与楼板留有0.5m的安全距离。5层楼板下方4层钢平台最重钢梁吊装分析如图5所示。

　　图5 5层楼板下方4层钢平台最重钢梁吊装分析

　　 Fig.5 The lifting analysis of the heaviest steel beam of the 4-storey steel platform under the 5-storey floor

3.4 钢平台构件分段

　　因4层钢平台部分钢梁跨度较大，超出运输长度，同时，因米重较大，需考虑分段制作运输至现场。此外，分段构件自重应满足25t汽车式起重机上楼板吊装的起重性能。根据规范要求，钢梁的分段位置应避开钢梁跨度正中间弯矩最大位置，分段位置连接节点采用现场栓焊等强连接。4层钢平台钢梁分段如图6所示。

　　图6 4层钢平台钢梁分段

　　 Fig.6 Segmentation of steel beams for4-storey steel platform

3.5 支撑胎架布置及周转

　　 4层钢平台安装时, 根据构件分段位置, 共23处需设置胎架进行支撑。为减少施工措施量, 共投入8套胎架, 周转2次。胎架周转使用如图7所示, 图中编号为分段钢梁安装顺序。

　　图7 胎架周转使用

　　 Fig.7 Turnover using of bed-jig

4 结语

　　 1) 针对同时包括钢筋混凝土结构和钢结构的建筑，一般钢构件分段重直接决定塔式起重机布置及选型，但若钢结构可采用其他吊装设备和施工方法进行技术优化，有时可减少施工成本，实际施工中应做好这样的平衡。

　　 2) 汽车式起重机上楼板可解决很多工程钢结构吊装问题，但均需对楼板设计承载力进行提前验算复核，保证施工安全。通过对不同型号大小的汽车式起重机和吊装工况多次进行验算复核，最后选取综合效益最高的一种方案。

　　 3) 汽车式起重机吊装前，应提前对已施工结构和正在安装结构是否抗杆、吊装站位等进行工况模拟，特别是在狭窄空间内的吊装作业。此外，合理的结构施工顺序可实现降低成本、方便施工。

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Key Construction Technology of Overweight Steel Platform in Narrow Space

LI Ningning ZHANG Xiaoming HE Luqing GAO Jie JIANG Yapeng

(China Construction Steel Structure Co., Ltd.)

Abstract: The four-storey steel platform of the skirt building of the auxiliary building of Wuhan Green Space Center is located in the atrium. Because some of the steel platform components are overweight, the existing tower crane can not be hoisted in place. Through the comparison and analysis of the schemes, the construction method of in-situ assembling of bed-jig support + truck crane upper floor is selected. Firstly, according to the position of steel platform components and concrete beams on the first floor, the supporting bed-jig is reasonably arranged, and then the upper first floor of 25t truck crane is assembled in situ at high altitude. Considering the compact placement of the bed-jig and the narrow space of the atrium affected by the surrounding civil structures, the bed-jig can be unloaded and turned around in time to make way for the station and walking of the truck crane, at the same time, the investment of the bed-jig can be reduced and the construction cost can be reduced. Through a series of technical measures, the technical problems of construction of super heavy steel structure inside the structure are effectively solved.

Keywords: steel structures; steel platform; narrow space; bed-jig; supports; assembly; construction

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