卞国祥 张传捷 孟咸苏
（江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司）
【摘要】本文对皇岗·卓越世纪中心工程酒店中庭高空结构模板支撑系统进行了介绍，对高空大跨结构支模系统施工技术要点、施工工艺、工序质量及过程控制进行了综合研究，对钢桁架平台作了内力分析计算，重点阐述了钢桁架平台制作和安装、拆除的施工方法。 【关键词】钢桁架 焊接 吊装 模板支撑
深圳卓越•皇岗世纪中心（二标段）工程位于深圳市福田中心区，是一座集高档商业、酒店、办公、公寓于一体的建筑综合体，建筑面积为15万m2，地下室为3层，塔楼地上部分54层，总建筑面积15万 m2。该工程的酒店在26～39层设置了中空中庭，中庭的总高度为51.4m，东西方向(2-5～8轴)19.6m，南北方向（2-C～E轴）15m，中庭南、北两侧边跨的2-C轴和2-E轴处的梁截面尺寸为1000×800，东侧2-8轴梁的截面尺寸为600×1000，西侧2-5轴紧靠电梯
井筒剪力墙；中庭南、北两侧的2-C轴、E轴框架梁对应37层、38层均有相应结构楼层的框架梁作支撑，梁尺寸均为800×800；中庭东侧2-8轴的大梁对应下面楼层在36层、38层有支撑大梁，大梁尺寸为600×1000，西侧的2-5轴为核心筒剪力墙。由于酒店中庭中空高度达51.4m，中庭南北方向跨度达15.0m，安全要求高，施工难度大。为确高空结构层的施工能安全和顺利地进行，综合考虑结构受力、安全可靠、经济成本等各方面因素，需精心设计模板支撑系统。酒店中庭26～39层中空结构平面详见下图示：
图1 37层酒店中庭中空结构平面图
1 支撑系统的设计与计算
1.1方案设计
由于酒店中庭高空结构高度达到51.4m，南北方向跨度达15.0m，模板的支撑不可能采用传统的一撑到底的满堂脚手架支撑系统。经过多种方案比较，最终选择采用在37层结构平面架设钢桁架施工平台，然后借助于施工平台进行39层结构施工的方案。
首先，在37层（157.90m）结构平面安装钢桁架梁，桁架用I25a工字钢及L10双肢角钢焊接而成，上下弦杆均为I25a工字钢，腹杆采用L10双肢角钢背对背焊接，在加工时认真放样，确保弦杆、腹杆的形心汇交于一点。根据39层结构平面形式，在2-6轴上的两支梁下各布置2榀钢桁架梁，在2-5～6轴跨中的梁下布置2榀钢桁架梁，在2-6～8轴跨内布置4榀钢桁架梁，这样，沿2-5轴往2-8轴方向依次共布置有10榀钢桁架梁。所有钢桁架梁均在现场制作安装，2-5～6轴之间的两榀钢桁架梁（A型），以及2-6～8轴之间的4榀钢桁架梁（Amcpd型）的支座均与2-C、E轴梁上预埋件可靠焊接连接，2-6轴上的4榀钢桁架梁（B型）则搁
置在柱面预埋的钢牛腿上，并与钢牛腿进行焊接连接。钢桁架梁安装焊接完毕后，在垂直于桁架梁的方向上，每1.0m铺设1根I16工字钢搁栅，工字钢与桁架梁接触处焊接连接，为保证钢桁架施工平台的整体稳定性，在钢桁架的下弦杆件上，沿南北方向共布置4根通长I12工字钢与下弦杆进行焊接，加强施工平台的整体稳定性。钢桁架支撑平台平面图见图2。工字钢搁栅安装完毕后，立即对钢桁架平台进行安全防护，在工字钢搁栅之间满铺脚手板，并在施工平台面上满铺钢笆片，在工字钢搁栅表面上，根据上部立杆支撑的间距，焊接50mm高的Ø20的钢筋栓钉，供支撑立杆插入栓钉内。此时钢桁架施工平台安装完毕，可以搭设满堂钢管支撑作为39层结构模板施工的支撑系统。
图2 钢桁架支撑平台平面图
图3 A型钢桁架梁详图
1.2受力计算
1.2.1计算简图和内力分析
考虑最不利荷载，验算2-6轴位置结构梁下钢桁架梁。桁架各杆件的内力按铰接分析计算，计算简图如图4。桁架内力计算结果如表1、2，型钢模型图如图5。
计算简图 (圆表示支座，数字为节点号)
节点编号图
单元编号图
图4：桁架受力计算简图
表1：轴力 N 最大的前 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)
序号 | 单元号 | 组合号 | 组合序 | 位置 | 轴力N | 剪力Q2 | 剪力Q3 | 扭矩M | 弯距M2 | 弯距M3 |
1 | 44 | 1 | 1 | 0.000 | 782.9 | 0.3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | -10.3 |
2 | 16 | 1 | 1 | 0.000 | 774.3 | 1.1 | 足球加工0.0 | 0.0 | 0.0 | -9.0 |
3 | 36 | 1 | 1 | 0.000 | 774.2 | -0.2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | -10.4 |
4 | 43 | 1 | 1 | 0.000 | 630.0 | v型钢2.2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | -5.4 |
5 | 21 | 1 | 1 | 0.000 | 630.0 | 2.2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | -5.4 |
6 | 6 | 1 | 1 | 0.667 | 372.4 | 2.9 led压边机 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | -2.0 |
7 | 28 | 1 | 1 | 0.000 | 372.4 | 3.2 | 0.0 | 0.0 | 甘蔗去皮机0.0 | -0.0 |
8 | 25 | 1 | 1 | 0.167 | 342.9 | 5.8 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 4.7 |
9 | 27 | 1 | 1 | 0.167 | 342.9 | 14.9 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.2 |
10 | 3 | 1 | 1 | 0.000 | 342.9 | -5.4 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | -0.0 |
| | | | | | | | | | |
表2：弯距 M3 最大的前 10 个单元的内力 (单位：M,KN,KN.M)
序号 | 单元号 | 组合号 | 组合序 | 位置 | 轴力N | 剪力Q2 | 剪力Q3 | 扭矩M | 弯距M2 | 弯距M3 |
1 | 5 | 1 | 1 | 0.000 | 342.9 | 15.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 5.7 |
2 | 3 | 1 | 1 | 1.000 | 342.9 | -5.9 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 5.7 |
3 | 27 | 1 | 1 | 0.000 | 342.9 | 15.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 5.7 |
4 | 25 | 1 | 1 | 0.000 | 342.9 | 5.9 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 5.7 |
5 | 30 | 1 | 1 | 0.000 | 27.8 | 14.5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.7 |
6 | 31 | 1 | 1 | 1.000 | 27.8 | -10.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.7 |
7 | 10 | 1 | 1 | 0.000 | 27.8 | 14.5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.7 |
8 | 9 | 1 | 1 | 1.000 | 27.8 | -10.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.7 |
9 | 6 | 1 | 1 | 0.000 | 372.4 | 3.2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
10 | 1 | 1 | 1 | 0.000 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| | | | | | | | | | |
图5：普通工字钢及双拼普通角钢(等肢)截面示意图
1.2.2荷载计算
1.2.2.1 上部荷载计算
以39层平面2-6轴位置的L6（800×800）梁及周边板进行支撑设计验算（荷载最大），梁计算长度取1m（立杆的纵距），梁下设置3根立杆；板宽按钢结构桁架梁两侧的净距2475+1825计算一半，长度取1m；D轴线板部位的次梁： 梁L14（300×750）减去板厚后计算梁荷载，计算长度按板的计算宽度。每一根800×800砼大梁下对应设置二榀钢结构桁架梁，在6轴-7轴、7轴-8轴跨中各设置一榀钢结构桁架梁。
砼大梁的计算荷载：
(1)、梁、板模自重均数 0.3×（0.8+1.3）×1 = 0.363N
(2)、新浇砼自重 24 KN/m3×0.8×0.8×1 =15.36KN
(3)、钢筋重量 0.8×1×0.8×1.5KN/m3 =0.96KN
(4)、振捣产生的荷载 2.0KN/m2 ×0.8 =1.6KN
竖向荷载合计： [(1)+(2)+(3)]×1.2+(4)×1.4 =22.6KN
大梁周边150厚楼板荷载：
(1)、梁、板模自重均数 0.3×1×2.14 =0.64KN
(2)、新浇砼自重 24 KN/m3×2.14×0.15 =7.7KN
(3)、钢筋重量 2.14×0.15×1.5KN/m3 =0.48KN
(4)、振捣产生的荷载 2.0KN/m2 ×2.14 =4.28KN
竖向荷载合计： [(1)+(2)+(3)]×1.2+(4)×1.4 =16.57KN
排架立杆及剪刀撑荷载：
〖3.9×5×0.5+(0.8+2.15)×3×0.8+3.9×1.14×2〗×msisdn38.4=1.5KN
次型钢梁的自重：
(2．14+0.8)×0.2 =0.58KN
⑤300×750次梁荷载：梁模自重及由振捣产生的荷载不参与计算，因为在计算板时均已计入，梁计算高度为750-150=600）
(1)、梁、板模自重均数（不参与计算，因为该部位位已计算板的荷载）
(2)、新浇砼自重 24 KN/m3×0.3×2.14×0.6×0.5 =4.62KN
(3)、钢筋重量 0.3×2.14×0.6×1.5KN/m3 =0.57KN
(4)、振捣产生的荷载（不参与计算，因为该部位已计算板的荷载）
竖向荷载合计： [(1)+(2)+(3)]×1.2+(4)×1.4 =6.22KN
验算主型钢梁承载力：
钢结构桁架梁布置在38层,立杆沿梁纵向布置间距为1000，每根钢结构桁架梁承受的集中荷载为：
P1= 47.47KN/2=23.7KN，取P=24KN。
1.2.2.2 钢结构桁架梁与柱相接的预埋件抗剪复核
每榀钢结构桁架梁按最大支座反力设计值：NZ= 247.3KN
M=247.3×75=18547 KN·mm
由于钢结构桁架是直接搁置在牛腿上，埋件的轴向力N=0
A s=247.3/(0.9×0.52×210)+18547/(1.3×0.9×0.8×210×350)
=27.76 cm2
取6Ф25，As=6×4.9=29.4>27.76 cm2(满足设计和规范要求)
1.2.2.3 2-C、E轴上Kl11大梁的砼局部承压及承载力复核
混凝土强度为C30，βc=1.0 α=1.0
Al=Aln=250×250=62500mm2
Ab=250×3×(250+475)=543750mm2
Acor=750×800=600000mm2
βl=( Ab/ Al)1/2=2.9
βcor=( Acor/ Al)1/2=3
a、验算截面尺寸限制条件：
1.35βcβlfc Aln=1.35×1.0×2.9×15×62500=3670KN>24×7=168KN
b、验算局部受压承载力
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