超高大悬挑结构SPS支撑体系施工技术

大渔文化旅游综合体（第一标段）结构形式为框架剪力墙结构，其中1号商务办公楼在高度达54.19 m的13层楼板位置采用中空大悬挑结构，悬挑长度达8.74 m，跨度达22.6 m，面积达168㎡，最大梁截面为450 mm×1 300 mm。若采用传统的满堂扣件式钢管落地架支撑体系完成高支模施工，模架自身材料强度及体系结构缺陷已不能满足施工要求，且存在施工周期长、过程控制度难、劳动强度大，成本高、施工安全较难保障等弊端，为此决定采用SPS支撑体系。SPS支撑体系的工艺原理是在建筑外侧搭设SPS支墩，吊装悬臂贝雷梁将SPS支墩与主体结构进行连接锚固以防倾覆。SPS支墩顶部布置双层双肢工字钢分配梁，在分配梁及悬挑层下层已完成的结构间布置主梁和次梁及封闭间隙，作为搭设上部普通模板支架的平台，组合成“闫”字形超高支撑体系，将落地式高支模转化为普通支模。1、测量定位（1）对放线区域进行清扫，避免垃圾及灰尘影响定位线准确度和清晰度。（2）按施工图纸使用全站仪在地下室顶板上和地下室楼层板上放线定位SPS立杆支座位置，上下层位置应一一对应，位置偏差不大于30 mm。（3）在工字钢平台搭设层放线定位工字钢主梁位置，位置偏差不大于10 mm。（4）由专职质量员对放出的定位线用全站仪和钢尺用直角坐标法进行复核，确保准确无误后方可开始架体搭设。2、地下室SPS复顶（1）根据地下室层高选用适宜长度的SPS立杆组合，所选组合须确保满足复顶高度要求，且可调地托及顶托丝杆插入立杆长度不得小于400 mm。（2）竖向从地下室底层开始往上逐层复顶，水平方向沿纵向逐跨搭设架体。每层复顶架体由纵向一端开始搭设，根据定位线搭设与SPS支墩相同立杆横、跨间距的双排SPS复顶架体，间均为2.4 m。立杆间采用横撑支架连接，横撑支架竖向间距为600 mm，用横撑支架斜拉杆加固相邻横撑支架。完成一跨安装后沿架体纵向逐跨完成搭设，上下层SPS复顶架体立杆应一一对应，位置偏差不大于30 mm。（3）单根立杆由标准SPS圆杆、可调地托和可调顶托组成。在搭设前选择架体组合时应统一确定可调地托与可调顶托的伸出长度，在保证丝杆插入立杆长度不小于400 mm的前提下确保顶托与楼板顶死，以达到最佳复顶效果。复顶完成后检查整个架体各连接节点连接的螺栓、卡扣并拧紧锁死。3、SPS支墩底层架体搭设（1）因SPS架体立杆上的横撑支架连接盘固定间距为600 mm，故搭设区基础标高不一致时应通过调节地托外露丝长或改变基础标高来控制相邻立杆相对高差为600 mm的倍数，否则无法安装横撑支架连接立杆。（2）地下室完成复顶后，在其顶板上根据定位线由纵向一端开始逐跨搭设双排SPS架体，立杆间距为2.4 m。采用横撑支架连接，横撑支架竖向间距为600 mm。用横撑支架斜拉杆加固相邻横撑支架，检查架体各连接节点连接螺栓和卡扣并拧紧锁死（图1）。图1SPS架体底座搭设结构示意1—横撑支架；2—标准立杆（3.0 m）；3—立杆接头；4—可调丝杆（地托）；5—横撑支架斜杆（3）将双肢I45工字钢搭设于洞口两侧剪力墙上作为支座基础，若洞口两侧剪力墙标高不一致可用现浇C30混凝土支墩，使工字钢基础保持水平（图2）。（a）（b）图2SPS架体底座处理（a）示意1；（b）示意24、SPS支墩上部架体搭设及贝雷梁锚固4.1SPS支墩上部架体搭设施工顺序6 m单元架体逐跨逐层吊装至SPS支墩设计高度，待架体搭设至锚固层时，吊装悬臂贝雷梁连接建筑结构柱锚固，以防架体倾覆。4.2SPS6 m单元架体吊装（1）在地面组装单跨6 m单元，连接2根3 m标准立杆和1片2.4 m横撑支架组成一组，2组上下用立杆接头连接为6 m单元。组装完成后再次检查横撑架连接螺栓及立杆接头是否已拧紧锁死，码放整齐以备吊装。（2）采用满足SPS架体6 m单元重量为380 kg吊装需求的设备进行吊装（可选择现场起重机）。架体按逐层逐跨次序吊装，上下层立杆连接头锁死，每跨立杆采用横撑支架逐跨连接，安装横撑支架斜杆固定相邻横撑支架，完成以上工序后方可进行下一跨单元架体吊装。架体安装高度每达10 m即组织一次检查验收，确保立杆接头、横撑架连接螺栓、横撑支架斜杆接螺栓拧紧锁死（图3）。（a）图3SPS6 m单元架体（a）立面图；（b）平面图4.3悬臂贝雷梁锚固（1）SPS架体搭设至锚固层时吊装贝雷梁连接建筑结构柱进行锚固，以防架体受横向荷载发生倾覆，悬臂贝雷梁应垂直于架体，锚固竖向间距不超过8 m，水平间距不超过5 m。（2）贝雷梁与结构柱采用 48.3×3.6钢管和旋转扣件锚固，贝雷梁与SPS架体连接采用 48.3×3.6钢管和旋转扣件抱紧内外立杆进行锚固，旋转扣件螺栓拧紧扭力矩不应为40~65 N·m。4.4钢管扣件锚固在SPS支墩搭设过程中两侧每层均与建筑邻近结构柱或预埋拉结点进行可靠连接，并保证连接杆件稳定，连接件采用 48.3×3.6钢管和旋转扣件，旋转扣件螺栓拧紧扭力矩应为40~65 N·m。5、支墩顶部双层双肢工字钢梁安装（1）搭设完成后采用水准仪调整每个顶托标高，确保所有顶托在同一水平面。（2）将2根3 m长I45a工字钢依次横向并列吊装在SPS架体顶托上作为横向双肢分配梁，对两根工字钢翼缘进行纵向焊接固定，须确保焊接牢固，无漏焊缺焊。（3）在横向分配梁中部依次纵向并列吊装连根12 m长I45a工字钢作为纵向双肢分配梁，对2根工字钢翼缘进行纵向焊接固定，侧面采用 18螺纹钢与下部横向双肢分配梁斜撑焊接固定，须确保焊接牢固，无漏焊缺焊，最终将焊接固定的双层双肢工字钢组合成工字钢平台与SPS支架间的荷载传导结构。纵向双肢分配梁安装不可有“探头”现象，接头处应对称搭接安放在同根横向双肢分配梁安装上（图4）。图4双层双肢工字钢梁安装示意6、钢平台主、次梁吊装搭设（1）根据钢平台上部模板支架纵、横立杆间距确定钢平台主、次梁搭设间距，在悬挑层下层已完成的结构梁、板和SPS支墩顶部纵向双肢分配梁上放线定位主梁位置，待主梁安装完成后再在主梁上放线定位次梁位置。（2）使用标准I45a工字钢做主梁，工字钢应无焊接、锈蚀、孔洞，且平整无变形。按定位线吊装主梁，以悬挑层下层已完成的结构梁板和SPS支墩顶部纵向双肢分配梁作为主梁支持点，位置偏差不应大于10 mm。（3）使用标准I18工字钢做次梁，工字钢应无焊接、锈蚀、孔洞且平整无变形。按定位线吊装次梁，以主梁作为其支持点，位置偏差不应大于10 mm。7、U形螺栓加固钢平台及间隙封闭（1）所有主、次梁吊装完成并检查无偏位后，在次梁两端及中部采用 18的U形螺栓和角钢将主梁与次梁上下连接加固，以防钢梁位移。（2）钢平台内宽度大于10 cm的间隙，均采用50 mm厚木板封闭脚手板铺设应满足规范要求，不得有探头板。钢平台底部采用双层水平安全网封闭，以防物体坠落。（3）在钢平台外侧搭设高出操作面1.5 m的防护栏杆，两侧与建筑进行可靠拉结并满挂密目网。8、SPS支撑体系验收SPS支撑体系安装阶段多次中间检查验收和最终检查验收，包括地下室复顶完成、支墩底座层安装完成后验收，架体每搭设10 m对架体连接节点及锚固点进行验收，双层双肢工字钢梁安装完成后验收，钢平台及临边防护搭设完成后组织监理单位共同进行最终验收。安装完毕并自检合格后报监理单位验收，支撑体系验收应符合以下条件：（1）地下室复顶立杆位置上下层逐一对应，顶托与楼板紧密贴合，无复顶失效立杆；（2）SPS支墩基础稳固，无积水；（3）架体各杆件连接节点锁紧，连接可靠；（4）架体锚固位置准确，连接可靠、锚固点数量满足规定要求；（5）水平防护到位，拉结稳固；（6）双层双肢工字钢分配梁焊接牢固，无漏焊缺焊，安装位置准确，纵向双肢分配