高層住宅項目空中連廊施工技術淺析

王繼偉 （上海建工二建集團有限公司，上海 200080）

隨著建筑用地的日益稀缺，為滿足居住條件，建筑高度越來越高。為滿足高層建筑的消防疏散要求，建筑常采用空中連廊將一個單體的相鄰單元或者兩幢塔樓連接起來。空中連廊的搭設不僅有利于消防疏散，也使得各單元之間互通便利。同時空中連廊可以使建筑立面造型更加美觀新穎，而且連廊部分良好的采光和廣闊的視野還可作為閑暇休閑場所。但是由于空中連廊的建立，勢必使得連接部位的受力變得更復雜，給現場的技術人員以及施工人員增加了新的難度。

1 空中消防連廊設計概況

南昌灣里海玥名邸項目位于南昌市灣里區興灣大道和天寧西路交匯處，該項目共有24棟單體。其中有4棟單體設置高空消防連廊，在不同高度分別設置3處，17號樓的連廊設置在12層、15層及17層處，連廊高度分別為32.150 m、37.950 m及43.750 m；22～24號樓的連廊設置在12層、15層及18層處，連廊高度分別為32.150 m、37.950 m及49.550 m。懸挑梁截面均為200 mm×550 mm，板厚120 mm，混凝土標號為C 25。因連廊結構形式、概況一致，故選取24號樓12層連廊作為研究對象進行計算分析。

2 施工方案設計

2.1 設計概述

工程采用18 mm厚膠合板作剪力墻、梁側板、梁底板、樓面底板等模板。空中連廊梁、板模板采用滿堂支撐架搭設，支撐架縱向間距為950mm，橫向間距800mm，步距均為1.5m。

支架材料采用鋼管支撐，天面層花架結構施工鋼管架支撐在天面層上，懸挑段計劃在11層、14層、17層梁板結構上懸挑20a工字鋼梁作為施工平臺，采用上拉下撐的方式搭設平臺，梁板強度未達到100%前，梁板的模板支撐系統均不能拆除。

2.2 空中連廊模板排架搭設范圍

空中消防連廊模板排架施工平臺位于連廊位置的下一層，架體高度2900mm，空中連廊位于12、15以及18層。

2.3 構件的選型、選材要求

懸挑鋼梁應選取20a工字鋼。水平梁采用10#槽鋼將懸挑梁點焊固定，與主梁焊接，每處焊縫長度50 mm。

支模架采用的扣件在螺栓擰緊力矩達到65N.m時不得發生破壞，并要求進行檢測。吊繩選取合格的、不破絲、不打結的標準鋼絲繩，其直徑為18.5 mm，確保力學性能滿足設計要求。撐桿采用16#工字鋼作為下支撐受力點。

2.4 鋼管支撐體系構造要求

2.4.1 立桿

支模架體的鋼管立桿采用A 48×3.0mm鋼管，縱距為950 mm，橫距為800 mm，步距為1.5 m，立桿接長除頂層頂步之外，其他各層各步扣件接頭均應采用對接連接。

2.4.2 縱橫水平桿

支架的縱、橫水平桿鋼管采用A 48×3.0mm鋼管，按步距1500mm縱、橫向設置，小橫桿水平連接采用十字對接扣件，末端伸出端頭100 mm。

2.4.5 懸挑型鋼設計

①懸挑型鋼采用普通熱軋20a工字鋼，擱置在兩邊樓板，中間懸空。20a工字鋼上橫置16#工字鋼上，作為排架立桿的定位，16#工字鋼上焊接A 20止滑鋼筋，高度100 mm，從而確保懸挑型鋼的穩定及剛度。

②16#工字鋼中間鋪設10#槽鋼，凹口朝上，槽鋼上滿鋪18mm舊模板作為施工平臺。從結構最外邊梁位置開始按平行封口梁的方向由內往外在主工字鋼梁上焊接10#槽鋼，與每根主梁焊接時的焊縫長度為50mm，間距不大于50cm滿布，然后于槽鋼上設置一道安全平網，再垂直槽鋼間距40cm滿鋪60×80方木，最后于方木上面釘鋪18厚模板。

③20a工字鋼主梁上下撐16#工字鋼，水平距離2500 mm，豎向高度2900 mm。16#工字鋼切成斜面與20a工字鋼焊接固定，與下一層梁板結構對應位置的埋件焊接固定，埋件300×300×10mm，采用鋼性連接形成支座點。防止主梁變形過大，主梁下口通長焊接10#槽鋼。

④所有焊縫滿焊，焊腳高度hf=8。型鋼設計平面圖和平面圖分別如圖1所示。

圖1 型鋼設計剖面圖

3 現場主要施工工藝

3.1 施工順序

預埋件埋設→支座卡環制作與安裝→懸挑鋼梁安裝→鋼梁支撐→架體搭設→模板安裝→澆砼。

3.2 施工平臺的安裝

①連廊層上二層澆筑混凝土時預埋埋板，埋板300×300×10 mm，兩排、兩列，C20鋼筋焊接塞縫，如圖2所示。

圖2 埋板詳圖

②連廊層上一層混凝土澆筑時預埋A20壓環，每端三個，防止主梁位移，鋼板與主梁焊接，位置如圖3所示。

③連廊層上一層混凝土強度達到100%后，放入主梁20#工字鋼，如圖4所示。

圖3 預埋環詳圖

圖4 主梁擱置圖

④主梁上焊接16#工字鋼次梁，以及10#槽鋼。從結構最外邊梁位置開始按平行封口梁的方向由內往外在主工字鋼梁上焊接10#槽鋼，與每根主梁焊接時的焊縫長度為50 mm，間距不大于50 cm滿布，然后于槽鋼上設置一道安全平網，再垂直槽鋼間距40 cm滿鋪60×80mm方木，最后于方木上面釘鋪18厚模板。

⑤16#工字鋼上焊接A 20止滑鋼筋，如圖5所示。

圖5 止滑鋼筋圖

⑥平臺搭設完后組織驗收，驗收合格后搭設模板支撐系統。

3.3 模板支撐系統的安裝

①頂板梁板支撐系統用鋼管架，高度按設計安裝。梁底支撐的鋼管架采用垂直于梁長度方向布置，板模板支撐時采用平行于短邊布置，并根據梁底或板底的凈高進行安裝。

②根據施加在梁和樓板上的荷載計算確定模板支撐架的跨距和間距。

③支頂安裝前，應放出軸線、梁位置線以及樓面水平控制標高線，安裝支撐架后，要調節可調底座或頂托來進行調平校直，但可調底座或可調頂托調節螺桿伸出長度不宜超過200mm，支架安裝要橫平豎直，排列整齊，在底部支架下端內外兩側設通長A48×3.0 mm掃地桿，水平拉桿應采用扣件與立桿扣牢，上部設置縱橫向連接鋼管，并用扣件與支架立桿扣牢，架體立柱必須牢固地支承在鋼筋混凝土樓面上，并在立桿底座下鋪設木墊板。

④支撐安裝完成以后認真檢查支架的牢固性。

3.4 梁模板的安裝

①先在柱上彈出軸線、梁底位置線和水平控制標高線，調整支架可調頂托，將其調至預定的高度，然后將鋼管安放在可調頂托的托板上。固定鋼管之后，安裝梁底龍骨，龍骨安裝完成后，用膠合板安裝梁底模板，并拉線找平，梁底模板起拱高度宜為跨度的1/1000～3/1000。當主、次梁交接時，先主梁起拱，后次梁起拱，梁底模安裝后，再安裝側模、壓腳板及斜撐，側模安裝增加M14穿梁螺栓一道。

②支撐木方安裝完畢后，認真調整可調頂托升降至模板表面到設計標高，梁模板要根據要求起拱。

③逐項檢查模殼模板。重點檢查模殼自身剛度及其采取的保證措施以及連接節點處的嚴密性。

4 支模體系及施工平臺的拆除

4.1 支模體系的拆除

支模體系的拆除需根據施工計劃，具體的拆模時間根據拆模強度報告及現場砼回彈檢測確定，嚴格禁止交叉作業。開始拆模前，現場需告示，施工人員要先全面檢查支架的穩固情況，需把橋架上的雜物清理干凈后才能開始作業。拆模由上往下拆，拆除懸空支架模板必須系安全帶。

4.2 施工平臺的拆除

施工平臺在拆除之前，需在建筑物四周主要通道的出入口、顯著部位設置警示標志，使現場全部施工人員知曉正在進行拆除作業，出入及經過時須佩戴安全帽，禁止非工作人員進入施工作業區，確保人員安全。

施工平臺的拆除從時間上應遵循“先搭后拆，后搭先拆”的原則；從空間上應遵循“由上而下，逐步逐層拆除”的原則，拆下的材料應小心輕放。

5 計算分析

5.1 鋼平臺計算

5.1.1 計算參數（見表1）

表1

5.1.2 計算簡圖

施工鋼平臺的計算簡圖如圖6所示。

圖6 鋼平臺計算簡圖

圖6中小圓表示支座，數字為節點號。

5.1.3 計算結果

對不同荷載組合下節點的最大支座反力、內力及位移進行計算，結構表明其強度和整體穩定性均滿足。

5.2 施工鋼平臺支撐架計算

5.2.1 模板面板計算

①抗彎強度計算

面板抗彎強度計算值f=2.047N/mm2，面板的抗彎強度設計值[f]取值15.00N/mm2，面板的抗彎強度驗算f＜[f]，滿足要求。

②抗剪計算

截面抗剪強度計算值T=0.170N/mm2，截面抗剪強度設計值[T]取值1.40N/mm2，面板抗剪強度驗算T＜ [T]，滿足要求。

③撓度計算

面板最大撓度計算值v=0.108mm，面板的最大撓度小于[v]取值0.8mm，滿足要求。

5.2.2 梁底支撐龍骨的計算

①龍骨抗彎強度計算

龍骨抗彎計算強度f=4.31 N/mm2，龍骨的抗彎計算強度小于15.0N/mm2，滿足要求。

②龍骨抗剪計算

龍骨截面抗剪強度計算值T=0.545N/mm2，截面抗剪強度設計值[T]=1.30N/mm2，滿足要求。

③龍骨撓度計算

龍骨最大撓曲變形值v=0.550mm，小于撓度限值[v]=2.375，滿足要求。

5.2.3 梁底支撐鋼管計算

計算模型選用集中荷載作用下的連續梁，得到梁底支撐鋼管抗彎強度f=174.99N/mm2小于205.00 N/mm2；支撐鋼管的最大撓度小于｛800.0/150=5.33，10mm｝min，滿足要求。

5.2.4 扣件抗滑移計算

縱橫向水平桿與立桿連接，采用單扣件計算，扣件的抗滑承載力計算公司如下：

其中：Rc表示扣件抗滑承載力設計值，單扣件抗滑承載力取值8.00kN；R取最大支座反力2.67kN，結果滿足要求。

5.2.5 立桿穩定性計算

①當不考慮風荷載作用時，立桿穩定性計算：

計算得到σ=16.272N/mm2，不考慮風荷載時，立桿的穩定性計算σ＜[f]=205.00 N/mm2，滿足要求。

②當考慮風荷載作用時，立桿穩定性計算：

計算得到σ=30.494N/mm2，考慮風荷載時立桿的穩定性計算σ＜[f]=205.00N/mm2，滿足要求。

6 結語

本工程對施工技術方案的合理設計，將消防連廊模板底部支撐型鋼架設在消防連廊的下一樓層位置，鋼梁上架設A48×3.0mm鋼管滿堂支撐架，以作為連廊模板的支撐，鋼梁底部采用工字鋼斜撐支撐于下一層，可以合理利用已施工結構的支撐能力。通過支撐體系的優化設計與過程中的質量把控，目前空中連廊整體已施工完畢，質量驗收一次通過，可為類似工程的施工具有參考作用，具有一定的實踐價值。