离岸混凝土框架结构整体预制吊装施工技术

1、离岸混凝土框架结构整体预制吊装施工技术现浇式与装配式是目前框架结构最常见的形式， 现浇式框架 结构具有良好整体性及较强的抗震能力； 而装配式则现场施工量 较少，具有较快的施工速度。 但以上两类施工方式于离岸码头框 架结构工程施工来讲， 都需运送大量原材料。 因外海施工难度大、 环境复杂等因素，运输、装卸大量原材料及预制构件难度较大， 特别是工程量大、 运输次数多及工期紧的情况下， 将进一步加大 运输、装卸施工难度，甚至出现严重的安全隐患。为了保证远海 水上框架结构施工安全、高效，本文以某港湾 30 万 t 级油码头 控制楼为例，深入研究了其受力、预制及安装等各个方面，提出 选取离岸混凝土框架结

2、构整体预制吊装施工技术进行施工， 防止 因施工条件差影响施工安全及进度，全面提升施工技术水平。1 工程案例分析某港湾 30万 t 级油码头控制楼属于钢筋混凝土框架结构， 共3层。结构面积为19x16m各层高度都有所不同，4.8m为第 一层高度，3.0m为第二层高度，4.6m为第三层高度。各层柱数 量为 18 根，梁数量为 14 根。框架柱截面尺寸为 0.5x0.5m ， 0.3x0.6m为主梁截面尺寸。选取 C30混凝土浇筑控制楼框架梁 与柱，135m3为浇筑方量，338t为控制楼整个框架结构的总质量。工程现场与近岸水域之间的距离为5km左右，海上风浪情况严重，致使船舶材料运输难度加大。 季风

3、对该码头区域影响较大， 南风集中于58月，北风集中于10月来年3月。根据施工进 度，安排 5 个月完成控制楼施工。但通过天气情况分析，施工受 北风及雾天影响较大， 严重制约了施工的连续性及施工进度。 为 此，在对多方因素综合考虑的基础上， 最后决定选取框架结构整 体预制吊装施工法，也就是在陆地上整体预制梁、柱，通过驳船 向码头位置运送， 起重船整体吊装就位， 即可进行支座混凝土浇 筑，要求整体连接框架结构和码头面，最后现浇面板、砌筑砌体 及完成装饰工作。2 框架结构受力计算框架结构使用过程中， 承受压力的主要结构为框架柱。 吊装 环节，框架柱需承受主要拉力， 因此框架结构吊装环节和使用环 节受

4、力存有差异性。 为对此施工法的可行性进行验证， 在预制框 架结构前期， 应分析其整体受力情况， 且按照构件材料及配筋状 况，对其构件承载能力进行验算。（ 1 ）吊点布置。于施工可操作性、结构受力情况而言，吊 点布置具有极大的影响， 且和整个工程质量关系重大。 按照现场 船机设备状态与以往工作经验， 本工程根据双钩 8 吊点选取 500t 起重船进行吊装施工。（2）框架结构内力计算。吊装施工中空间受力体系为框架 结构的主要形式， 其具有较为复杂的受力状态， 因本施工法目前 应用不多，相关研究较少，计算如以平面受力状态为主，则计算 结果误差较大。基于此，笔者以线弹性理论为依据，通过 Midas 有

5、限元软件的Gen模块对框架进行空间建模与受力分析。在对自重作用充分考虑的基础上，选取梁单元用于梁、柱， 梁柱间根据刚接分析， 选取铰接法用于吊点施工。 因框架结构顶 层梁与柱的节点钢筋交叉密集， 为利于安装吊点， 进一步提升柱、 梁高程，并进行加强角设置。C40为混凝土强度等级，Q235为吊 点，预埋钢板厚度为60mm并选取1022钢筋进行双面焊接。 利用计算，可获取框架结构所有梁、柱单元所受轴向拉应力。承 受最大轴向拉应力的位置在结构吊点柱部位， 880.8kN 为其最大 值。选取822作为框架柱配筋，HPB235钢筋。根据施工设计 要求，对框架柱、吊点配筋等进行检验及计算， 结果如表 1

6、所示。除此之外， 按照混凝土施工规范规定， 吊点位置钢筋锚固长 度在702mn以上，具体作业中钢筋锚固长度在 740mn以上，因此， 钢筋锚固长度与施工规范规定相符。由此得出，框架柱、吊点承 载能力都与吊装受力强度规定相符。2cm为结构整体最大挠度值， 按照施工规范规定，此框架结构挠度限值在 2.8cm 以下，因此， 框架结构整体吊装挠度变形量与施工规范规定相符。3 离岸混凝土框架结构整体预制吊装施工工艺3.1 框架结构整体预制预制施工中， 全部框架柱底部必须进行钢筋预留， 且焊接到 码头面平台，要求垫高预制整个框架结构。除此之外，为避免由 于支垫点高差在预制环节造成极大应力变化， 及有利于驳

7、船甲板 稳定框架结构，必须将钢支承设置到吊点位置框架柱底部位置，选取砌砖支承其余柱。浇筑第一层框架柱前，需先浇筑混凝土垫板，施工中在 5mm 以内控制随意 2 块垫板高度差，随后搭设脚手架，最终绑扎柱、 梁钢筋，并安装模板及浇筑混凝土。（1）支设柱、梁模板。由底面对柱一次性向第三层梁底部 支设。选取胶合板作为矩形柱模板，厚度为18mm支设时选取尺寸为50x70mm的木方，为避免因混凝土侧压力导致柱模板破 损，需间隔一定距离选取钢管加固模板。 选取满堂钢管作为梁底 支架，900mn为钢管支架纵横向间距，顺着梁两侧集训ing2条木方放置，并在钢顶托面上进行固定。随后进行梁底模板铺设， 设置完梁侧模

8、板后，即可选取短木方进行斜撑施工。（2）浇筑混凝土。选取罐车向预制现场水平运送混凝土， 通过汽车泵向模内泵送。 要求一层一层浇筑柱混凝土， 且在梁底 下方50到200mm之间设置施工缝。要求从梁的一端浇筑到另一 端，直至完成梁混凝土浇筑。 浇筑和振捣混凝土作业应密切配合， 下料第一层时尽可能缓慢施工，充分振实后即可进行第二层下 料。顺着梁底保证水泥浆匀速向前包裹石子不断前进， 振捣施工 禁止与钢筋接触。 梁柱交叉位置混凝土浇筑过程中， 钢筋分布密 集，可选取直径较小的振动棒进行施工。完成浇筑混凝土作业后，不得拆除梁、柱模板，应指派专人 进行洒水养生作业， 保证混凝土表面水分充足， 保证其与吊装

9、强 度相符，随后将模板拆除装驳运出。3.2 框架梁柱整体吊装（1）框架装驳。装驳前期，必须测量驳船甲板的平整度， 柱位测设可在甲板上进行， 并对柱位甲板高差进行准确测量。 随 后选取钢板按照测量结果进行适当调平，且在5mm以内控制柱位相对高差。吊装施工前， 需将挂钩工作平台搭设到框架上， 并将防护栏 杆设置到平台，随后1000t方驳侧泊于码头前沿，30m为方驳和 框架之间水平距离，最后 500t 起重船移动就位。选取吊索、吊 具等工具向甲板上起吊、放置框架。完成整个框架装驳作业后， 选取型钢将所有落地柱向驳船甲板上加固。 装驳后通过拖轮将起 重船、驳船运送到施工现场，如海上风力在 6 级以上，不得进行 托运施工。（2）框架安装及节点浇筑。当风浪等级在6级风以下时即可安装框架结构。 安装前， 为便于框架能够将重力均匀传送至码 头结构层，在码头面层框架柱位先进行 C20混凝土浇筑，体积为 1mx1mx70m。在码头面平台上按照框架具体尺寸将钢支承外边线 放出，运输驳船就位停放， 并将驳船甲板钢支撑位置的加固槽钢 去除。吊点被起重船吊钩挂上后， 应保证所有吊点受力均匀后将 框架吊起，当框架平稳后，利用纵横移动起重船，向安装位置吊 运框架结构。4 结语 综上所