大跨度钢结构吊装贝雷架快拼支撑胎架应用

张可 董克松 彭晓东 徐锋锋

中建三局第三建设工程有限责任公司 北京 102600

1 引言

大跨度钢结构在实际房屋建筑、公路桥梁设计中较为常见，施工方法多样，其中分段吊装最为常见。此类施工方法过程中需采用临时支撑胎架对钢构件进行临时支撑，一般采用钢管、槽钢、工字钢等型钢现场焊接成格构式胎架作为临时支撑措施，制作时间、材料及人工投入较大并且施工完成后材料损耗较高，可周转率较少。对于此种施工问题，施工现场采用标准贝雷片组拼成支撑胎架，材料可租赁，周转率高，施工效率快。

2 工程概况

北京新机场1～5#停机库属于北京新机场公务机楼项目的子项目，各停机库钢结构均为管桁架结构，柱为钢筋混凝土柱，局部辅房为钢框架结构。管桁架最大单跨度84m，含水平桁架、倒三角型桁架及矩形桁架三种类型，弦高2m～5.5m，1#～4#停机库弦宽4m，5#停机库弦宽2m。主弦杆及腹杆采用钢管，材质均为Q355B，主弦管与腹管采用相贯线焊接连接。施工方法为整榀桁架分段吊装，过程中采用临时胎架作为支撑并提供焊接平台。

3 贝雷架支撑胎架对比传统型钢焊接格构式支撑胎架使用的优势

对于大跨度钢结构安装，单元构件吨位重，如采用钢管脚手架型式胎架作为支撑胎架，安全性、经济性不高，故此处不作为对比项。

贝雷架支撑胎架使用优势如下：

（1）可租赁：型钢材料价格起伏大，存在材料采购风险，而贝雷片租赁价格长期稳定，可规避风险。

（2）节约工期：租赁贝雷片运至现场，按照图纸进行支撑胎架拼装，使用插销对贝雷片进行组拼至设计标高，相较于现场制作胎架，提高支撑胎架施工速度，可以缩短工期，由于安拆简便快捷，对于工程内部周材流水效率，十分明显。

（3）减少安全隐患：贝雷架支撑胎架，均采用标准贝雷片通过插销组拼而成，不涉及焊接、气割等动火作业，控制风险源，减少安全隐患。

（4）安拆简便：标准节贝雷片拼装，插销连接，安拆简便快捷，胎架组拼精度远大于现场制作格构柱胎架。

（5）周转率高：贝雷片材质为16Mn，刚度大。租赁成品时已做好防腐涂装，不易锈蚀。由于自身刚度大，现场在进行安拆时，不易变形，周转回收率可达95%以上。

（6）节约成本：通过施工现场实际对比分析，租赁贝雷片作为支撑胎架成本小于现场制作格构柱胎架成本，主要体现于人工及材料费用。

4 贝雷架支撑胎架安装方法

4.1 适用工况

适用与所有钢结构大节段安装施工（如图1），施工场地尽量平整并硬化，如通过验算地基承载力不够，需要做地基处理。

图1 安装施工阶段图

4.2 拼装方法

（1）贝雷片进场验收，主要审核合格证等物资进场资料，检查进场材料涂装是否到位，过于锈蚀影响施工安全性。

（2）进场标准贝雷片进行小单元拼装

以两排两列贝雷片为一个小拼装单元（1.5m×6m），在拼装地面设置4块方木，将2片3m×1.5m贝雷片按设计间距立放于端跨两个块方木上，连接贝雷片首尾1.35m×1.5m支撑花架，紧固花架螺栓，对接第3片和第4片贝雷片公母扣，栓上贝雷销，插入防松脱插针，连接末端支撑花架，即完成对应小单元拼装。

图3 小单元拼装示意图

（3）竖向拼装

单个小单元拼装完成后，进行竖向高度拼装，上下层标准单元弦杆平行对齐，通过螺栓连接上下弦杆上的螺栓孔（如图1），使上下层片单元贝雷片连成整体，直至拼装至设计高度。根据支撑的结构形式不同，在贝雷片组装成的支撑胎架上设计合理的上部模架，以保证支撑胎架与所支撑结构可靠连接，竖向受力平衡，且上部模架可以作为焊接平台。以中建三局集团有限公司承建的北京新机场公务机楼工程钢结构支撑胎架型式为例（如图2）。

图2 标准贝雷片构造示意图[4]

图4 竖向贝雷片弦杆对接示意图

（4）顶部模架安装

因为贝雷片的竖向模数为1.5m或2m，故采用贝雷片拼装至支撑高度以下，高差部分采用型钢制作支撑模架，因型钢材质（Q235B）与贝雷片（16Mn）可焊性较差，一般采用U型螺栓将上部型钢支撑模架进行连接（根据所支撑结构形式，设计相对应的支撑模架，以中建三局集团有限公司承建的北京新机场公务机楼项目各停机库单体为例，机库屋盖为倒三角桁架，设计上部支撑模架如下图。根据所支撑的结构形式不一，设计合理的上部支撑模架）。

图5 胎架顶部支撑模架安装示意图

（5）抗倾覆措施

施工现场工况复杂多变，支撑胎架拼装、定位完成后，在胎架底部采用钢板制作夹具，通过膨胀螺丝与地面混凝土扩大基础或地面混凝土结构固定。特殊天气，可在四周增加缆风绳保证支撑胎架稳定性[4]。

图6 胎架稳固措施

（6）现场应用

图7 现场应用照片

根据标高、构件重量等现场工况，设计满足安全性、经济性的贝雷片支撑胎架。现场按照上述平面、竖向拼装方法，拼装各尺寸支撑胎架。个别情况下，标准节模数无法匹配出设计支撑高度，可采用少量型钢填补余下高差部分支撑。

4.3 拆除方法

钢结构安装完成形成整体结构体系，进行卸载。卸载完成后，拆除支撑胎架，拆除方法如下：

用汽车吊先吊住一侧贝雷架单元，用2t手动葫芦拉住一侧贝雷架单元，拆除该单元与架体的连接插销，缓慢松出葫芦，使该单元竖直无侧向晃动，配合溜绳将其放至地面（溜绳应提前绑好），采用汽车吊配合手动葫芦与溜绳的方法可将整个架体贝雷架拆除完成。

4.4 质量控制

（1）贝雷片、钢板、型钢应有产品质量合格证[3]；

（2）临时胎架制作材料均应材料复试[1]；

（3）胎架整体垂直度小于L/1000且不大于10mm，标高偏差±5mm[1]；

（4）上部型钢模架均采用角焊缝连接，严禁出现假焊、气孔、夹渣等质量通病[1]，影响模架结构受力。

4.5 安全措施

（1）施工前，专业责任师必须对工人有安全交底，进入施工现场人员必须戴好安全帽，高空作业必须用安全带，并要系牢。做好结构的临边防护及安全网的设置。不适合高空作业者不得进行高空作业。特殊工种人员必须持证上岗。

（2）落实“安全第一，预防为主”的方针，现场内各种安全标牌齐全、醒目，严禁违章作业及指挥。现场危险地区悬挂“危险”或“禁止通行”的明显标志，夜间设红灯警示。

（3）每层胎架安装完成，需要检查插销保险卡、螺栓是否上紧，均无异常后方可安装下一层。

（4）贝雷架支撑胎架竖向须设置安全爬梯，安装贝雷片时正确佩戴安全帽、安全带。

（5）严禁向作业面外抛杂物和胎架零部件。

（6）材料要随上随用，避免大量堆放，防止掉落伤人。

（7）当整个支撑胎架安装完成后，在顶部及时铺设钢跳板作为施工平台，四周挂两道生命绳。

（8）贝雷片吊装前,应检查吊装用绳索、卡具及每块模板上的吊环是否牢固可靠，然后将吊钩挂好，拆除一切临时支撑，稳起稳吊，禁止在不用挂钩的情况下吊运贝雷片，严禁用人力搬运大贝雷片。吊装过程中，拉好缆风绳，严防贝雷片大幅度摆动碰到已安装的胎架或其他既有结构，5级以上大风禁止吊装。

5 结语

在钢结构施工中，经常性使用大量支撑胎架，采用贝雷架快拼支撑胎架，在满足安全性的前提下，有效提高施工速率及材料周转，便于施工内部流水安排，成本相较于一般型材格构式支撑胎架有所减低，施工简便快捷环保。标准节装配式拼装，形式美观，综合优势明显。此类支撑胎架体系可引申用于其他结构施工支撑措施，值得在同类工程中推广应用。