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浅析高层雷达塔顶部悬挑结构外架体的设计
浅析高层雷达塔顶部悬挑结构外架体的设计 本工程为某机场二次雷达塔,剪力墙结构,建筑高度为35m,雷达塔由四面剪 力墙围成方形筒体结构,外墙长均为6.3m。雷达塔34.6m标高处有外挑梁、 板,WKL1、WKL2截面为:400*600;WKL3截面为:300*500;WKL4截面 为:400*1100;L5截面为:300*600;板厚为130mm,由悬挑梁(WKL1、WKL2、WKL4) 与圆形梁(WKL3、L5)组成圆形平面结构,最远端距墙面距离为3.85m。、施工难点 雷达塔为方形筒体结构,单层面积小,单层层高3.9m,且塔内只有楼梯及楼 梯平台,顶部34.6m处有悬挑梁,截面尺寸为400mm*1100mm,悬挑梁承担外侧圆梁 及板的重量,悬挑梁、板的总重量达到98t,因此如何考虑悬挑结构模板支撑体系成 为施工的一个难点,同时由于竖向剪力墙钢筋、模板施工时没有楼层板提供操作 平台及上料平台,如何利用架体搭设操作平台及上料平台也需要仔细考虑。
方案选择 外架体方案如何选择,其重点就在于高空悬挑结构模板支撑体系如何设计。
方案一:在顶部用工字钢搭设悬挑平台,做为搭设悬挑梁板模板的支撑,结合工程 实际,工字钢需要外挑尺寸至少为4.5m才能满足施工要求,而雷达塔筒内没有足够 楼层平台提供工字钢的悬挑力矩,综上所述,考虑悬挑重量大、外挑工字钢距离长、 楼层平台小等原因,悬挑工字钢的方案可行性不大。方案二:结合本工程结构形式, 搭设落地式、全封闭的扣件式四排单钢管脚手架。此架为一架多用,施工至34.7m 处外脚手架用于顶板支撑,施工至34.7m以前外脚手用于外维护架子、上料平台。
荷载按最高处模板支撑体系考虑,外脚手架荷载满足模板支撑及上料平台荷载要 求。要求四排脚手架同时作业。雷达塔筒内同步搭设落地式单钢管脚手架,通过 剪力墙预留洞与外架体连接为上层剪力墙施工提供操作平台,同时在东侧距离加 工场近的位置设置上料平台,保证物料及时运至施工点。此方案安全系数高,具有 可行性。
方案实施 4.1地基处理 肥槽回填土采用2:8灰土分层夯实,严格控制回填土质量,回填土压实系数应达到设计要求0. 94,用C15砼进行硬化,厚度为10cm,架体底部满打混凝土作为 脚手架基础。基础上、底座下设置垫板,布设必须平稳,不得悬空。并在四周距脚 手架外立杆50cm处设一道排水沟。
4.2 立杆 全塔脚手架采用四排单立杆,脚手架立杆间距均为1.2m(400*1100大梁底部 间距为1.1m),梁底单独增加立杆支撑,增加立杆具体位置根据悬挑梁的位置调整, 内侧立杆距离墙面为0.35m。
在施工至34.6m高度时,需要在梁底增设立杆支撑: 4.2.1 WKL4按最大截面积考虑为400mm*1100mm,立杆的纵距(梁跨度方 向) l=0.60m,立杆的步距 h=1.50m,梁底增加2道承重立杆,梁两侧立杆间距为1.2m, 梁底支撑小横杆间距为0.6m。
4.2.2 WKL1、WKL2截面积为400mm*600mm,立杆的纵距(跨度方向) l=1.30m,立杆的步距 h=1.50m,梁底增加1道承重立杆,梁两侧立杆间距为1.2m,梁 底小横杆间距为1.3m,梁底承重横杆与立杆连接时需采用双扣件连接增加抗滑移 系数。
4.2.3 WKL3截面积为300mm*500mm,L5截面积为300mm*600mm,立杆的 纵距(跨度方向) l=1.30m,立杆的步距 h=1.50m,梁底增加1道承重立杆,梁两侧立 杆间距为1.2m,梁底小横杆间距为1.2m,梁底承重横杆与立杆连接时需采用双扣件 连接增加抗滑移系数。
4.2.4 顶板立杆的纵距 b=1.20m,立杆的 4.2.5 经验算①、支撑WKL4的立杆稳定性==64.479m2;②、支撑WKL1、 WKL2、WKL3、L5的立杆稳定性=98.894N/mm2;③、支撑顶板模板的立杆稳定 性=98.482N/mm2;钢管强度抗压设计值为205N/mm2,当以上三种情况单独作用一 根立杆时,立杆稳定性满足要求,当两道梁共同作用于同一根立杆或一道梁与顶板 共同作用于1根立杆时,立杆的稳定性也满足要求,当三道梁共同作用于同一根立 杆或两道梁和顶板共同作用于同一根立杆时,单立杆的稳定性将不满足要求,需要 在该节点处采用双立杆加强。
立杆接头采用对接扣件连接,立杆与大横杆采用直角扣件连接。接头交错布置,两个相邻立柱接头避免出现在同步同跨内,并在高度方向错开的距离不小于 50cm;各接头中心距主节点的距离不大于60cm。
4.3封顶水平杆 在立杆的顶端可调支托的底部处设置一道水平封顶杆,当梁底封顶杆与板 底水平拉杆不在同一高度时,梁底封顶杆应向板底立杆双向延伸不少于2跨距并 与立杆固定。
4.4 纵、横向扫地杆 纵向扫地杆采用直角扣件固定在距底座下皮20cm处的立柱上,横向扫地杆 则用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立柱上。
4.5水平横杆 在封顶杆与扫地杆之间应均匀设置水平横杆。水平横杆的间距为1.5m(满 足荷载计算),同一步的水平横杆四周应交圈。由于本工程搭设的支架超过20m,顶 端两步距内各加设一道水平横杆。严禁在水平横杆上固定立杆。
4.6剪刀撑 本工程脚手架采用竖向剪刀撑与水平剪刀撑相结合的方式,随立柱、纵横 向水平杆同步搭设,用通长剪刀撑沿架高连续布置,同时沿外墙连续布置,。水平剪 刀撑由扫地杆层开始设置,同时每3步设置连续的水平剪刀撑,水平剪刀撑端部与 立杆或建筑物拉结,严禁水平剪刀撑端部设置在水平横杆上。
剪刀撑的一根斜杆扣在立柱上,另一根斜杆扣在横杆伸出的端头上,两端分 别用旋转扣件固定,在其中间增加2至4个扣结点。所有固定点距主节点距离不大 于15cm。最下部的斜杆与立杆的连接点距地面的高度控制在30cm内。
剪刀撑的杆件连接采用搭接,其搭接长度≥100cm,并用不少于2个旋转扣件 固定,端部扣件盖板的边缘至杆端的距离≥10cm。
4.7 脚手板 脚手板采用松木、厚不小于5cm、长度不少于3.5m的硬木板。在作业层下 部架设一道水平兜网,随作业层上升,同时作业不超过两层。
脚手板设置在三根横向水平杆上,并在两端8cm处用直径1.2mm的镀锌铁丝箍绕2~3圈固定。
当脚手板长度小于2m时,可采用两根小横杆,并将板两端与其可靠固定,以 防倾翻。在架体上满铺脚手板做为操作平台。
