高层建筑室外消防连廊与拉梁模架体系施工技术探讨

张利强

（山西六建集团有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

在高层住宅建筑的建设中，消防连廊作为人员疏散和消防通道，造型拉梁与构造柱共同构成抗震限裂体系，两种结构都必须具备稳定的承重能力和抗震性能。在消防连廊或造型拉梁的结构施工时，采用一般的满堂支撑架搭设存在安全风险高的问题，可采用模架体系进行施工。模架体系是一种新型的施工技术，具有施工速度快、工程量小、节省材料、成本低等优势，受到越来越多的关注和应用。本文将对消防连廊与拉梁的模架体系施工技术进行探讨，旨在为建设更加安全、可靠的高层住宅建筑提供经验借鉴。

1 工程概况

某住宅小区包括1#～8#住宅楼、换热站、地下车库、物业用房。其中1#～6#住宅楼为地下2 层，地上18 层，建筑高度为52.95m；7#、8#住宅楼为地下2 层，地上14层，建筑高度为41.35m；1#～8#住宅楼均为剪力墙结构。

1#、2#、4#、5#住宅楼14 层北侧11～15 轴，21～27 轴设L 形、凹字形室外消防连廊，连廊板顶标高37.59m，梁底距地面高度37.74m。其中11～15 轴L 形消防连廊长7.9m，平直段净长6.3m，宽1500mm，梁截面200mm×520mm，板厚100mm，混凝土强度等级C30。21～27 轴凹字形消防连廊长10.2m，平直段净长6.8m，宽1550mm，梁截面200×520mm，板厚100mm，混凝土强度等级C30。

1#、2#、4#、5#、7#、8#住宅楼机房与楼梯间北侧11～15 轴，21～27 轴设高低两道室外拉梁，梁长分别为6.3m、6.8m。梁顶标高52.2m 处梁截面尺寸200mm×600mm（7、8#楼梁顶标高40.6m）、梁顶标高56.2m 处梁截面尺寸200mm×720mm（7#、8#楼梁顶标高40.6m）。

2 工程特点及施工要求

2.1 工程特点

案例工程建筑楼栋中存在室外消防连廊形式不一致的情况，其中11～15轴呈L形，21～27轴呈凹字形。消防连廊施工操作平台在12层顶搭设，主楼外防护架悬挑工字钢也在12层顶搭设，消防连廊施工操作平台与悬挑架底部悬挑工字钢同层施工。

由于该工程拉梁设计为外部筋混凝土梁，拉梁模板支撑架底部无支撑点，因此在拉梁模板支撑架底部架设钢梁，作为拉梁模板支撑架的支撑操作平台。拉梁模板支撑架的支撑操作平台设置在拉梁同一楼层的楼梯休息平台上标高位置，钢梁上搭设Ф48×3.0 钢管排架，作为拉梁模板的支撑。钢梁拟采用30a、22a、22a工字钢，长度7.3m，作为操作平台主梁，横于拉梁下方，两端焊接于楼梯间剪力墙锚板上。工字钢上铺设16#工字钢，长3.45m，作为支撑架及外脚手架的支撑点。工字钢钢梁水平间距1.15m。拉梁外侧施工脚手架横距0.6m，纵距依工字钢位置确定，步距1.8m，其余要求参见脚手架方案。16#工字钢上满铺50 厚木脚手板，与工字钢共同构成模板支设的操作平台。

2.2 施工要求

（1）确保消防连廊、拉梁施工周期内操作平台安全、稳定、牢靠；

（2）操作平台在搭设及拆除过程中要符合工程施工进度要求；

（3）操作平台施工前对施工人员进行技术交底，严禁盲目施工；

（4）消防连廊施工操作平台次梁楼板锚固端，LLK5边梁截面尺寸200x500，梁配筋底部4Φ18（2 排）HRB400，顶部2Φ18（1 排）HRB400，箍筋Φ8@200HRB400（2），混凝土强度等级C30；

（5）次梁楼板锚固端板厚100mm，混凝土强度等级C30，板底部配筋 Φ6@180HRB500，顶部 Φ8@200HRB500 负弯矩钢筋，板顶负弯矩钢筋面积不能满足内锚固点负弯矩值要求，经验算将板顶平行于次梁方向钢筋调整为Φ12@180HRB400，垂直于次梁方向依据原图纸要求配分布钢筋；

（6）拉梁施工操作平台第二道22a工字钢主梁锚固在18层楼梯间休息平台边梁上，该处支座反力为负值，边梁截面尺寸200mm×1200mm（+570），施工时先将主梁铺设在边梁上，待18层结构施工完成后，再进行操作平台铺设。

3 钢梁架设施工技术要点

3.1 钢梁的制作

（1）钢梁采用Q235成品工字钢，根据图纸定尺寸切割后运至工地现场；

（2）钢梁需对接接长时，工字钢腹板两面采用钢板贴面焊接，顶底板采用直接电弧焊焊接；腹板接缝位置搭接钢板，接缝两侧均不小于100mm，满焊，搭接钢板的厚度不小于工字钢腹板的厚度；

（3）焊接钢梁的翼、腹板拼接缝应尽量避免在同一断面处，上下翼缘板拼接位置应与腹板拼接位置错开200mm以上；翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；

（4）过梁的定位卡、脚手架立杆定位钢筋现场采用电弧焊焊接。

3.2 钢梁安装

（1）钢梁现场采用塔式起重机吊装，钢梁绑扎采用两点对称绑扎，在两端各拴一根溜绳，以牵引就和防止吊装时碰撞主体结构；

（2）钢主梁吊起后，旋转起重臂杆使钢梁中心线与穿墙孔对准，并将过梁传入穿墙孔后，方可卸钩；

（3）钢次梁吊起后，旋转起重臂杆使钢次梁中心线对准主梁卡槽，并将次梁安放到卡槽后，方可卸钩；

（4）钢梁安装时，为防止主梁面弯矩向外侧扭转增加3道抗扭转钢管支撑（见图1所示），1道位于跨中，2道位于跨边；

图1 钢主梁抗扭转支撑图

（5）钢梁安装时，为防止主梁工字钢端头外侧扭转，主梁与剪力墙预留洞的间隙用木楔楔紧；

（6）采用简支梁计算时，部分主梁挠度接近允许值，实际施工时必须保证主梁与预埋锚板焊接，使主梁更接近于固定支座连接，从而减小主梁挠度。

3.3 钢梁施焊

（1）施焊前清除焊接部位的油污、浮锈、水及脏物等；

（2）清除焊条表面的油锈；

（3）钢梁与锚板焊接时，焊缝高度≥6mm。尽量减少焊缝中咬边、夹渣、弧坑裂纹等缺陷，这些缺陷将形成应力集中，是造成低应力脆性破坏的因素。

4 模架体系施工流程及操作要点

4.1 施工流程

模架体系的施工流程为：放线定位→预埋件设置→安装钢主梁→固定钢主梁→焊接钢次梁→安装架体底部硬防护→搭设防护架体。

4.2 模架体系安装施工操作技术要点

4.2.1 放线定位与预埋件设置

钢梁安放应按操作平台剖面图进行定位和放线。放线定位完成后，将操作平台主梁架设在剪力墙上。剪力墙施工时，应根据定主梁位及主楼几何尺寸在剪力墙上预埋工字钢平面锚板，主梁安装好后，剪力墙上留出工字钢穿墙洞。穿墙洞洞口尺寸应比工字钢每边大10cm，便于工字钢穿越。消防连廊操作平台次梁直接平铺在楼板上。应根据次梁位置在已浇筑的楼板上打眼安装压环钢筋，钢筋采用直径16mm圆钢[1-2]。

4.2.2 安装钢主梁

钢主梁拟采用30a、22a工字钢，横于消防连廊下方，主梁顶标高与下一层顶板标高相同（12层顶板），12层主体施工时即在楼梯间剪力墙上安装水平预埋锚板，12层混凝土浇筑后，开始主梁安装，主梁采用塔式起重机吊于预埋锚板上，主梁找平后，两端焊接于楼梯间剪力墙锚板上，施焊人员站在已浇筑的楼梯休息平台上、电梯井外侧防护架上即可施焊[3]，固定方式如图2所示。

图2 安装钢主梁固定方式图

4.2.3 安装钢次梁

次钢梁尾部采用钢筋压环进行锚固。工字钢梁固定端应采用直径16mm钢筋压环与建筑结构梁板固定。混凝土楼板上水钻打眼，将压环钢筋穿至楼板下，在楼板下采用盖板双螺母拧紧。钢筋拉环与工字钢梁间隙用木楔楔紧。

钢次梁与主梁连接采用承插式连，主梁上焊接50mm×50mm 角钢定位卡，次梁置于定位卡内，次梁上焊接12mm 厚承插板（如图3 所示），次梁采用塔式起重机吊装就位，一端搁置与楼板上，一端搁置与主梁上卡槽内，承插板在主梁内侧，通过锤击次梁里部端头一侧，将主梁翼缘承插至次梁承插板内。

图3 钢次梁与主梁连接承插式连图

消防连廊次梁与主梁连接采用Φ20圆钢抱箍，抱箍应焊接成封闭箍筋，次梁拆除时，将抱箍切割即可。拉梁次梁与主梁连接可采用直接与主梁焊接（如图4 所示）。钢次梁安装前，先在次梁上立杆位置焊接Φ20固定钢筋，用于模板支撑架搭设[4-5]。

图4 拉梁次梁与主梁连接图

4.2.4 安装架体底部硬防护

次梁安装完毕，并固定牢固后，先铺设木脚手底板，再依次进行防护架、模板支架搭设。在次梁上脚手架立杆两侧，满铺50mm后木脚手板与钢梁共同构成施工操作平台。

4.2.5 防护架体搭设

消防连廊防护架体高度3.9m。脚手架采用Ф48×3.0 钢管和扣件搭设成架体，立杆横距600mm、步距为1.80m，立杆纵距依据次梁间距确定。工字钢架设脚手架立杆下部支承在工字钢上，钢管插入Φ38 固定钢管上，然后在组成的钢架上与普通外架一样搭设上部架体。立杆底部200mm处设扫地杆。脚手架连墙件采用二步二跨连接，脚手架两端纵向水平杆与主楼外架相连，中间两跨位置连墙钢管（见图5所示）与建筑物垂直连接。

图5 连墙钢管与建筑物垂直连接图

4.3 模架体系拆除施工操作技术要点

4.3.1 准备工作

全面检查脚手架的扣件连接、连接件、支撑体系等是否符合构造要求。根据检查补充完善施工组织设计中的拆除顺序和措施，经项目技术负责人批准后方可实施。由项目技术人员进行拆除安全技术交底。清除操作平台上杂物及地面障碍物。

4.3.2 模板的拆除

待消防连廊结构混凝土达到设计混凝土强度等级值的75%，并由试验单位出具混凝土拆模强度报告后，填写《混凝土拆模申请单》，经监理单位审批同意后方可拆除。拆除时，在消防连廊下方地面设置警戒线，警戒范围为操作平台每边外扩8m，并派专人旁站提示警戒范围内严禁人员停留。消防连廊模板拆除应从中间向两侧陆续拆除，拆除后的材料搬运至楼内，经转料平台吊至地面指定地点。

4.3.3 操作平台的拆除拆除顺序为防护外架拆除→操作平台木脚手板拆除→次梁拆除→主梁拆除。

4.3.4 防护外架拆除

防护外架由上而下拆除陆续，严禁上下同时进行；连墙件必须随脚手架逐段拆除，严禁先将连墙整层拆除后再拆脚手架。当脚手架拆最后一个根连墙件时，应先在适当部位搭设临时抛撑加固，再拆除连墙件。

4.3.5 脚手板的拆除

脚手板应从外向里逐排拆除，拆除至主次梁连接部位时，先将次梁与主梁连接的钢筋抱箍切割，再向里拆除其余脚手板，拆除的脚手板搬运至楼内，经转料平台吊至地面指定地点。

4.3.6 次梁的拆除

操作人员在楼内，先拆除楼板锚固钢筋，锚固钢筋拆除后，将次梁拉至楼内，经转料平台吊至地面指定地点。

4.3.7 主梁的拆除

操作人员站在楼梯间休息平台上、电梯井模板支设平台上，先将主梁与锚板焊口割开，采用现场塔式起重机将主梁吊至地面指定地点，吊装时先将一侧吊钩挂在主梁一侧的吊耳内，再慢慢旋转塔吊大背使另一个吊钩接近主梁另一侧吊耳，由拆除人员将吊钩挂入吊耳。

5 结束语

未来，室外消防连廊和造型拉梁会在更多的高层建筑工程中出现，也会有更加复杂的设计形式。随着层高的增加和施工要求的变化，模板体系施工操作平台的搭设需要进一步探索更加经济和安全的施工方案。该工程的实践证明，采用钢操作平台进行模板体系施工既经济又安全，具有一定的推广价值。