高層雷達塔頂部懸挑結構外架體設計？
論文關鍵詞：高層建築,剪力墻筒體結構,模板支撐,外腳手架體,施工技術
本工程為某機場二次雷達塔，剪力墻結構，建築高度為35m，雷達塔由四面剪力墻圍成方形筒體結構，外墻長均為6.3m。雷達塔34.6m標高處有外挑梁、板，WKL1、WKL2截面為：400*600；WKL3截面為：300*500；WKL4截面為：400*1100；L5截面為：300*600；板厚為130mm，由懸挑梁（WKL1、WKL2、WKL4）與圓形梁（WKL3、L5）組成圓形平面結構，最遠端距墻面距離為3.85m。
施工難點
雷達塔為方形筒體結構，單層面積小，單層層高3.9m，且塔內只有樓梯及樓梯平臺，頂部34.6m處有懸挑梁，截面尺寸為400mm*1100mm，懸挑梁承擔外側圓梁及板的重量，懸挑梁、板的總重量達到98t，因此如何考慮懸挑結構模板支撐體系成為施工的壹個難點，同時由於豎向剪力墻鋼筋、模板施工時沒有樓層板提供操作平臺及上料平臺，如何利用架體搭設操作平臺及上料平臺也需要仔細考慮。
方案選擇
外架體方案如何選擇，其重點就在於高空懸挑結構模板支撐體系如何設計。 方案壹：在頂部用工字鋼搭設懸挑平臺，做為搭設懸挑梁板模板的支撐，結合工程實際，工字鋼需要外挑尺寸至少為4.5m才能滿足施工要求，而雷達塔筒內沒有足夠樓層平臺提供工字鋼的懸挑力矩，綜上所述，考慮懸挑重量大、外挑工字鋼距離長、樓層平臺小等原因，懸挑工字鋼的方案可行性不大。方案二：結合本工程結構形式，搭設落地式、全封閉的扣件式四排單鋼管腳手架。此架為壹架多用，施工至34.7m處外腳手架用於頂板支撐，施工至34.7m以前外腳手用於外維護架子、上料平臺。荷載按最高處模板支撐體系考慮，外腳手架荷載滿足模板支撐及上料平臺荷載要求。要求四排腳手架同時作業。雷達塔筒內同步搭設落地式單鋼管腳手架，通過剪力墻預留洞與外架體連接為上層剪力墻施工提供操作平臺，同時在東側距離加工場近的位置設置上料平臺，保證物料及時運至施工點。此方案安全系數高，具有可行性。
方案實施
4.1地基處理
肥槽回填土采用2:8灰土分層夯實，嚴格控制回填土質量，回填土壓實系數應達到設計要求0. 94，用C15砼進行硬化，厚度為10cm，架體底部滿打混凝土作為腳手架基礎。基礎上、底座下設置墊板，布設必須平穩，不得懸空。並在四周距腳手架外立桿50cm處設壹道排水溝。
4.2 立桿
全塔腳手架采用四排單立桿，腳手架立桿間距均為1.2m（400*1100大梁底部間距為1.1m），梁底單獨增加立桿支撐，增加立桿具體位置根據懸挑梁的位置調整，內側立桿距離墻面為0.35m。
在施工至34.6m高度時，需要在梁底增設立桿支撐：
4.2.1 WKL4按最大截面積考慮為400mm*1100mm，立桿的縱距(梁跨度方向) l=0.60m，立桿的步距 h=1.50m，梁底增加2道承重立桿，梁兩側立桿間距為1.2m，梁底支撐小橫桿間距為0.6m。
4.2.2 WKL1、WKL2截面積為400mm*600mm，立桿的縱距(跨度方向) l=1.30m，立桿的步距 h=1.50m，梁底增加1道承重立桿，梁兩側立桿間距為1.2m，梁底小橫桿間距為1.3m，梁底承重橫桿與立桿連接時需采用雙扣件連接增加抗滑移系數。
4.2.3 WKL3截面積為300mm*500mm，L5截面積為300mm*600mm，立桿的縱距(跨度方向) l=1.30m，立桿的步距 h=1.50m，梁底增加1道承重立桿，梁兩側立桿間距為1.2m，梁底小橫桿間距為1.2m，梁底承重橫桿與立桿連接時需采用雙扣件連接增加抗滑移系數。
4.2.4 頂板立桿的縱距 b=1.20m，立桿的橫距 l=1.20m，立桿的步距 h=1.50m，樓板頂部采用托梁支撐，每處支撐點采用雙木方，木方截面寬度不小於100mm，高度不小於80mm，間距為400mm。
4.2.5 經驗算①、支撐WKL4的立桿穩定性==64.479m2；②、支撐WKL1、WKL2、WKL3、L5的立桿穩定性=98.894N/mm2；③、支撐頂板模板的立桿穩定性=98.482N/mm2；鋼管強度抗壓設計值為205N/mm2，當以上三種情況單獨作用壹根立桿時，立桿穩定性滿足要求，當兩道梁***同作用於同壹根立桿或壹道梁與頂板***同作用於1根立桿時，立桿的穩定性也滿足要求，當三道梁***同作用於同壹根立桿或兩道梁和頂板***同作用於同壹根立桿時，單立桿的穩定性將不滿足要求，需要在該節點處采用雙立桿加強。
立桿接頭采用對接扣件連接，立桿與大橫桿采用直角扣件連接。接頭交錯布置，兩個相鄰立柱接頭避免出現在同步同跨內，並在高度方向錯開的距離不小於50cm；各接頭中心距主節點的距離不大於60cm。
4.3封頂水平桿
在立桿的頂端可調支托的底部處設置壹道水平封頂桿，當梁底封頂桿與板底水平拉桿不在同壹高度時，梁底封頂桿應向板底立桿雙向延伸不少於2跨距並與立桿固定。
4.4 縱、橫向掃地桿
縱向掃地桿采用直角扣件固定在距底座下皮20cm處的立柱上，橫向掃地桿則用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立柱上。
4.5水平橫桿
在封頂桿與掃地桿之間應均勻設置水平橫桿。水平橫桿的間距為1.5m（滿足荷載計算），同壹步的水平橫桿四周應交圈。由於本工程搭設的支架超過20m，頂端兩步距內各加設壹道水平橫桿。嚴禁在水平橫桿上固定立桿。
4.6剪刀撐
本工程腳手架采用豎向剪刀撐與水平剪刀撐相結合的方式，隨立柱、縱橫向水平桿同步搭設，用通長剪刀撐沿架高連續布置，同時沿外墻連續布置，。水平剪刀撐由掃地桿層開始設置，同時每3步設置連續的水平剪刀撐，水平剪刀撐端部與立桿或建築物拉結，嚴禁水平剪刀撐端部設置在水平橫桿上。
剪刀撐的壹根斜桿扣在立柱上，另壹根斜桿扣在橫桿伸出的端頭上，兩端分別用旋轉扣件固定，在其中間增加2至4個扣結點。所有固定點距主節點距離不大於15cm。最下部的斜桿與立桿的連接點距地面的高度控制在30cm內。
剪刀撐的桿件連接采用搭接，其搭接長度≥100cm，並用不少於2個旋轉扣件固定，端部扣件蓋板的邊緣至桿端的距離≥10cm。
4.7 腳手板
腳手板采用松木、厚不小於5cm、長度不少於3.5m的硬木板。在作業層下部架設壹道水平兜網，隨作業層上升，同時作業不超過兩層。 腳手板設置在三根橫向水平桿上，並在兩端8cm處用直徑1.2mm的鍍鋅鐵絲箍繞2~3圈固定。
當腳手板長度小於2m時，可采用兩根小橫桿，並將板兩端與其可靠固定，以防傾翻。在架體上滿鋪腳手板做為操作平臺。
4.8防護設施
腳手架要滿掛全封閉式的密目安全網。密目網采用1.5×6.0m的規格，用尼絨繩綁紮在橫桿外立桿裏側。作業層網應高於平臺1.2m，作業層下步架處設壹道水平兜網。
在架內高度4.5m處設首層平網，往上每隔五步設隔層平網，施工層應設隨層網。
4.9上料平臺
從經濟、實用的角度考慮，上料平臺利用腳手架東側的四排架子搭設，在二次塔臺的東側設置1個，規格為6.0m×3.6m（長×寬），平臺上要設有限定荷載標牌，本工程上料平臺限重為5t，每次使用上料平臺時，需要對所上物料進行重量計算，總重量小於上料平臺承載限值時才能使用，並且所上的物料平均堆放在上料平臺上，嚴禁集中堆放物料。在腳手架1.2m跨距、橫距的中間增加壹根加強立桿，上料平臺跨距為0.6m，排距為0.6m，橫桿步距1.5m，平臺底面設5cm厚的腳 手板，滿鋪、鋪牢、兩端用8號鍍鋅鐵絲捆緊，並在四周設防護欄，防護欄采用Φ48×3.0鋼管，分別在高60cm、120cm處設立兩道，並滿布密目安全網，底部四周設擋腳板，高度不小於18cm。上料平臺自第3層至8層每層設壹個，腳手架靠近建築物的兩排立桿隨施工層的需要的高度搭設並做好拉結、斜撐，外兩排架體兼做上料平臺，本層上料平臺使用完後將其拆除，同時腳手架體繼續向上安裝。每層上料平臺底部需增加連墻件加固，防止上料平臺傾翻。
5.1腳手架搭設施工工藝
落地腳手架搭設的工藝流程為：場地平整、夯實 基礎板帶制作、材料配備 定位設置通長腳手板、鋼底座 縱向掃地桿 立桿 橫向掃地桿 小橫桿 大橫桿 剪刀撐 連墻桿 鋪腳手板 紮防護欄桿 紮安全網 ……。
定距定位。根據構造要求在建築物四角用尺量出內、外立桿離墻距離，並作好標記。用鋼卷尺拉直，分出立桿位置，並用小竹征點出立桿標記。墊板、底座應準確地放在定位線上，墊板必須鋪放平穩，不得懸空。
宜先立裏排立桿，後立外排立桿。每排立桿宜先立兩頭的，再立中間的壹根，互相看齊後，立中間部分各立桿，排架內、外排兩立桿的連線要與墻面垂直，立桿接長時，宜先立外排，後立內排。其余組件的搭設要求參見構造要求。
當架體施工至最高層作為模板支撐前，對整個架體全面檢查加固，經驗收合格後才能作為模板支撐架使用。
5.2腳手架拆除施工工藝
拆架程序應遵守由上而下，先搭後拆的原則，即先拆拉桿、腳手板、剪刀撐、斜撐，而後拆小橫桿、大橫桿、立桿等（壹般的拆除順序為安全網 欄桿 腳手板 剪刀撐 小橫桿 大橫桿 立桿）。
不準分立面拆架或在上下兩步同時進行拆架。做到壹步壹清、壹桿壹清。拆立桿時，要先抱住立桿再拆開最後兩個扣。拆除大橫桿、斜撐、剪刀撐時，應先拆中間扣件，然後托住中間，再解端頭扣。所有連墻桿必須隨腳手架拆除同步下降，嚴禁先將連墻件整層或數層拆除後再除腳手架，分段拆除高差不應大於2步，如高差大於2步，應增設連墻連加固。
拆除後架體的穩定性不被破壞，如附墻桿被拆除前，應加設臨時支撐防止變形，拆除各標準節時，應防止失穩。
當腳手架拆至下部最後壹根長鋼管的高度時，應先在適當位置搭臨時勢撐加固，後拆連墻件。
實施效果評價
懸挑結構混凝土澆築後，實測架體無彎曲、變形、沈降等現象，同時整個施工過程中沒有出現過任何安全問題，證明本方案具有較高的安全系數。
目前高層腳手架搭設有很多方法，根據自身工程特點選擇最適合的架體方案才是最重要的。以最經濟的成本來實現外架體安全性的同時滿足各種使用功能是我們壹直追求的目標。
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