2024年6月6日发(作者:淡骊)
第33卷第8期
Vo1.33 No.8
建筑施-r BUILDING C0NSTRUCT10N
室内大型佛像吊装与佛塔主体
结构同步施工技术
Simultaneous Construction Technology for Internal
Installation of Huge Buddha and Major Pagoda Structure
口 张猛
(上海市第四建筑有限公司201103)
【摘要】上海静安佛塔为新建构筑物,其建造依宋式建筑营造法式结合现代建筑形式实施。佛塔的4层~8层室内供奉大型
佛像,因受施工场地、结构布局、佛像体型以及对佛塔的形象进度要求等条件限制,给施工造成了困难。由此,工程中通过引
入”承重式钢架”、限定佛像荷载传递的途径与方式,实现佛像搁置与楼层主体结构相对独立,从而实现佛塔主体结构与佛像
安装的同步穿插施工。
【关键词】上海静安古寺大型佛塔型钢支架承重同步穿插施工
【中图分类号】TU758 /文献标识码 B 【文章编号】1004—1001(2011)08一o684—03
1工程概况
佛塔主体结构施工期间,东侧157 楼也正处于整体改
造中,南侧静安寺法堂在建(主体结构施工阶段)。
静安佛塔位于千年古寺一上海静安寺寺院的西北角,靠
基地在华山路、愚园路交叉口处设置一工地出入口,施
近华山路、愚园路路口~侧,东依修禅楼(原愚园路157 商
工场地仅大门处约130 m 区域。
业综合楼),南临法堂,为静安古寺的新建构筑物。
施工现场在佛塔东侧7 m处安装有l台ST6015塔式起
佛塔形式为楼阁式。佛塔占地面积120 m2,建筑层数总
重机,该塔吊是为法堂和157 商业综合楼改建时结合佛塔
计儿层(地下l层、塔身7层、塔顶3层),总建筑面积
结构施工所特别设置的。塔吊回转半径40 m,安装高度
730 m ,建筑高度48 m(不含金刚宝座塔)详情见图1、图2。
6O m(图3)。
L’
。_鑫
图3施工现场总平面
3佛塔主体结构施工所面临的难题
图1静安佛塔效果 图2宝塔结构平面示意
佛塔的1层~8层供奉有佛教信物,除l层~3层的祈
愿石、钟、鼎外,4层~8层所供奉的佛像不仅质量重,佛像的
佛塔基础采用桩基础,主体结构采用现浇钢筋混凝土剪
体型也大,其几何尺寸均已超出建筑门洞大小。
力墙体系。抗震设防烈度7度,建筑结构安全等级为二级。
佛塔开工较晚,但在进度方面却有着明确的时间节点控
佛塔的3层一8层供奉着信众礼佛的大型佛像,每尊佛
制要求。经初步测算,其主体结构必须保持6 d-7 d完成l
像质量约在4 t ̄5 t左右。
层的施工进度,方能满足要求。佛像就位方法也就成为主体
2施工环境概述
结构施工进度的制约因素。
【作者简介】张猛(1978一),男,工程师。联系地址:上海市桂
4技术路线的确定
林路928号(201103)。
【收稿日期】2011-07—19
佛像就位通常有“事先就位”、“事后就位”两种途径实
张猛:室内大型佛像吊装与佛塔主体结构同步施工技术
现,其优缺点分析如下
表1方位方式分析
就住方式 孝 缺点
第8期
(3)佛像钢支架搭设从佛塔基础搭至佛塔8层(钢支架
与预留在佛塔基础底板上的埋件焊接固定,埋件采用
10 mmx 300 mmX 300 111111钢板,钢支架从佛塔基础分段施
事先 1、可利用现场高吊吊装。简单快捷; 楼层混凝土必须达到设计强度
就位 2、时场地要求低。 的100%.主体结构施工周期长。
工至佛塔8层),详情见图4。
事后 1、不影响主体结构正常施工; 1、建筑门洞须作特殊处理;
就位 2、施工干扰相对较小。 2、须设置吊装平台;
3、涉及脚手的多次搭拆。
针对工程所处的环境状况、场地条件、结构特点,我们决
定以“事先就位”为主突破口开展专题研究,通过限定佛像荷
载传递的途径与方式,实现佛像搁置与楼层主体结构相对独
立,从而实现佛塔主体结构与佛像安装的同步交错施工,以
满足进度控制的时间要求。
本工程通过引入了“承重式钢架”概念,设计了专门的型
钢支架,将佛像荷载直接传递至能承重的结构构件上(已达
到设计强度),确保了楼层佛像与该层主体结构相对独立,施
工不受牵制,即佛像在施工过程中预先搁置在钢支架上,待
楼板混凝土达到设计强度要求时再移动搁置在楼板上。
5同步施工方案的实施
5.1支架设计
5.I.1支架设计原则
支架既是佛像的临时支承架,又是佛像最终就位时的承
重架,同时是佛像的保护骨架。所以,其设计须遵循如下原
则:
(1)满足设计荷载作用下的强度和稳定性要求,经济合
理(在设计计算时,考虑到混凝土强度还未完全达到设计要
求,因此不考虑钢支架与混凝土结构的共同作用,仅考虑钢
支架本身的受力性能);
(2)装拆要便捷,构件的大小、长度既便于运输,又不能
过多依赖高吊。杆件的连接方式尽可能减少现场焊接工作
量,便于连接质量的控制。
5.1.2支架设计
根据设计要求,佛像须待所在楼层结构的混凝土达到
100%的设计强度方可“就位”,我们以标养试块28 d龄期混
凝土发展至100%设计强度为依据,按照7 d完成1层的施
工进度可施工4层,第5层结构施工时,低区佛像已能就位,
故以4层的佛像自重作为支架的设计荷载,进行综合计算,
最终确定如下型钢支架:
(1)钢支架立柱采用4根12 nlnl x 12 lllm的角钢,立柱
间距为2 950 mm(正方形布置),钢架立柱布置避开梁的位
置,钢支架的水平连接及横梁均采用16#槽钢,剪刀撑采用
125 nlm x 12 mm的角钢(四面设置)。
(2)立柱的垂直向连接采用电焊连接,焊接时加焊连接
铁板(14 mmx 290 mmX 125 111111),水平向连接采用螺栓连
接o
图4钢支架平立面
5_2支架的制作与安装
支架的主钢构件采用Q235B的125 mnl x 125 nlnl x
12 mm的等边角钢,由工厂制作构配件、现场散件组装焊接
而成。
支架总用钢量约为25 t,单位最大构件质量约为
O.20 t。施工面从一2.80 m ̄+36.90 ill。手工焊:使用j-422
系列焊条。
运输路线:构配件进场卸货及垂直运输均采用现场塔
吊,水平运输主要采用人力驳运。
钢结构安装顺序采用综合安装方法从柱开始,由主到次
进行,安装时要特别注意累积误差与挠度的控制。
安装顺序:柱一柱间水平主钢梁一次钢梁一柱间立面支
撑一水平承重平台系统(搁置平台)。每一独立单元构件安装
完成之后,在具有空间刚度和可靠的稳定性后开始焊接。
5.3支架安装与佛塔结构穿插施工
钢支架在每层结构楼板浇筑完成后进行组装焊接,安装
高度高出上层楼面300 mm ̄500 mm,以便于上层钢支架安
装连接。
单层钢支架安装预计花费12 h左右,占用1 d工期,钢
支架安装后,随即进行佛像吊装,然后进行本层混凝土结构
施工。
由于佛塔核心筒内面积仅4O mz,空间比较狭小,工作面
难以展开,再加上钢支架施工完成、佛像吊装就位后影响排
架支撑的布置,故混凝土结构排架系统应与钢支架互为独立
体系,排架立杆、水平杆均需避开钢支架与佛像,严禁支撑于
钢支架上。
佛像安装就位后应做好保护工作,并采用夹板临时封
闭,以避免结构施工阶段可能对佛像造成的损坏。
5.4佛像吊装
由于工程地处市区核心地段,周边交通繁忙、人流密集,
佛像吊装一般均安排在晚间进行,这样既不占用工期又能错
开高峰时间。具体吊装过程如下:
(下转第690页)
第8期 袁健:无粘结预应力钢筋在大跨度混凝土薄板施工中的应用
本。以单根预应力钢筋需要6个支点进行取定,本工程共需
要101 736个支座,若以塑料垫块作为支座,单个支座以O.5
元进行计价,可为项目部节省5万元的投入支出。由此看来,
采用废旧短钢筋作为支架,不失为低廉保质的好方式。
(2)本工程利用理论试算的方式,先期对大跨度构件挠
度进行试算,克服了以往类似工程统一按照O.1;i;起拱的盲从
个一 }
与预应力筋交叉排列方式
现象。这从理论上给出了支持论据,为今后类似工程的施工
提供了借鉴。本工程按照理论试算值进行0.2名进行起拱,预
应力张拉完成、拆除模板后,经技术人员实测整个楼面平整
度最大差值在5 mm以内,十分接近理论试算值,完全满足
设计要求。
(3)通过KBG镀锌管在此类工程中的应用,为今后再次
遇到无粘结预应力结构建筑的配管选材提供了可靠依据。根
图6管线与预应力筋平行排列方式
据现场实际施工情况来看,预埋配管避开了无粘结预应力
筋,免去了动火烧焊等易破坏其塑料保护层的工序。本工程
按原设计使用普通电线管,电气管线预埋项工程造价为369
万元,使用钢材约442 t。现改用KBG镀锌管之后,电气管线
预埋项工程造价为263万元,使用钢材约320 t。由此可见,
这样节省了大量的施工费用。
(1)本工程短钢筋支架的应用,大大提高了施工期间的
机动性,现场可根据各类预应力钢筋线型进行加工制作。现
场实际钢筋矢高定位,经过监理单位及设计单位验收完全符
合设计定位要求,偏差之均小于规范允许值,且大大节省成
(上接第685页)
由于佛像吊装进入佛塔是穿插在佛塔的结构施工中进
行的(佛塔结构施工进度暂定为7 d完成1层),因此钢支
架需承受的最大荷载为4层的佛像荷载,故4层的佛像必须
等楼板达到100%设计强度时才能就位。
从基础至项层的钢支架无论上面有佛像或佛像已就位
(1)吊装前,运输佛像的车辆驶入施工大门内,车辆停
稳后进行吊装:吊装时,注意与大门前方的高压线保持好安
全距离。
(2)佛像运输至施工场地后利用现场塔吊进行吊装作
业,吊运至楼层面后以人工配合手拉葫芦就位,搁置于临时
钢支架上。
5.5佛像就位与钢支架拆除
佛像就位的前提是,该层的混凝土强度达到设计强度的
100%后,方可进行施工。具体操作方法如下:
(1)钢支架按临时搁置4尊佛像进行荷载设计,在第5
尊佛像吊装前,将最下层的佛像脱离钢支架,采用人工配合
在楼板上,中途都不得拆除,包括横梁及剪刀撑。这里需注
意:采用焊接连接的结构,焊缝必须饱满。
6小结
型钢支架的设置,不仅简化了佛塔内佛像的吊装工艺,
而且实现了佛像吊装与佛塔主体结构的同步施工。确保了佛
塔节点工期与总工期控制目标的实现。佛塔总计10层的主
手拉葫芦将佛像就位至永久混凝土结构上(利用钢支架上方
的横梁设置吊点)。
体结构,我们仅用了不足两个月的时间就实现了结构封顶。
在型钢支架的综合利用方面,支架不仅作为佛像临时搁
置的支撑架体,同时也是佛像的保护支架,发挥了多重功能
(图6)。
(2)由于佛像钢支架为临时性支撑结构,所以要在所有
佛像永久就位后,即按照从上往下,由次到主的原则逐层拆
除临时钢支架,并采用氧气乙炔割除后分段外运。
(3)因佛塔标准层为4.5O m层高,其高度较高,所以在
割除时做好相应的安全防护工作,落实好对佛像的保护。
5.6现场实施的重点控制事项
钢支架安装立柱时必须保证垂直、对齐,不得歪斜、偏
心。在连接钢支架前应先对连接钢支架进行复核,以保证钢
支架垂直并上下对齐,待复核无误后方可进行焊接连接。连
接后对钢支架进行再次复核,如发现有歪斜或偏心立即纠
正,以确保钢支架垂直、不偏心。
图6佛像到位
2024年6月6日发(作者:淡骊)
第33卷第8期
Vo1.33 No.8
建筑施-r BUILDING C0NSTRUCT10N
室内大型佛像吊装与佛塔主体
结构同步施工技术
Simultaneous Construction Technology for Internal
Installation of Huge Buddha and Major Pagoda Structure
口 张猛
(上海市第四建筑有限公司201103)
【摘要】上海静安佛塔为新建构筑物,其建造依宋式建筑营造法式结合现代建筑形式实施。佛塔的4层~8层室内供奉大型
佛像,因受施工场地、结构布局、佛像体型以及对佛塔的形象进度要求等条件限制,给施工造成了困难。由此,工程中通过引
入”承重式钢架”、限定佛像荷载传递的途径与方式,实现佛像搁置与楼层主体结构相对独立,从而实现佛塔主体结构与佛像
安装的同步穿插施工。
【关键词】上海静安古寺大型佛塔型钢支架承重同步穿插施工
【中图分类号】TU758 /文献标识码 B 【文章编号】1004—1001(2011)08一o684—03
1工程概况
佛塔主体结构施工期间,东侧157 楼也正处于整体改
造中,南侧静安寺法堂在建(主体结构施工阶段)。
静安佛塔位于千年古寺一上海静安寺寺院的西北角,靠
基地在华山路、愚园路交叉口处设置一工地出入口,施
近华山路、愚园路路口~侧,东依修禅楼(原愚园路157 商
工场地仅大门处约130 m 区域。
业综合楼),南临法堂,为静安古寺的新建构筑物。
施工现场在佛塔东侧7 m处安装有l台ST6015塔式起
佛塔形式为楼阁式。佛塔占地面积120 m2,建筑层数总
重机,该塔吊是为法堂和157 商业综合楼改建时结合佛塔
计儿层(地下l层、塔身7层、塔顶3层),总建筑面积
结构施工所特别设置的。塔吊回转半径40 m,安装高度
730 m ,建筑高度48 m(不含金刚宝座塔)详情见图1、图2。
6O m(图3)。
L’
。_鑫
图3施工现场总平面
3佛塔主体结构施工所面临的难题
图1静安佛塔效果 图2宝塔结构平面示意
佛塔的1层~8层供奉有佛教信物,除l层~3层的祈
愿石、钟、鼎外,4层~8层所供奉的佛像不仅质量重,佛像的
佛塔基础采用桩基础,主体结构采用现浇钢筋混凝土剪
体型也大,其几何尺寸均已超出建筑门洞大小。
力墙体系。抗震设防烈度7度,建筑结构安全等级为二级。
佛塔开工较晚,但在进度方面却有着明确的时间节点控
佛塔的3层一8层供奉着信众礼佛的大型佛像,每尊佛
制要求。经初步测算,其主体结构必须保持6 d-7 d完成l
像质量约在4 t ̄5 t左右。
层的施工进度,方能满足要求。佛像就位方法也就成为主体
2施工环境概述
结构施工进度的制约因素。
【作者简介】张猛(1978一),男,工程师。联系地址:上海市桂
4技术路线的确定
林路928号(201103)。
【收稿日期】2011-07—19
佛像就位通常有“事先就位”、“事后就位”两种途径实
张猛:室内大型佛像吊装与佛塔主体结构同步施工技术
现,其优缺点分析如下
表1方位方式分析
就住方式 孝 缺点
第8期
(3)佛像钢支架搭设从佛塔基础搭至佛塔8层(钢支架
与预留在佛塔基础底板上的埋件焊接固定,埋件采用
10 mmx 300 mmX 300 111111钢板,钢支架从佛塔基础分段施
事先 1、可利用现场高吊吊装。简单快捷; 楼层混凝土必须达到设计强度
就位 2、时场地要求低。 的100%.主体结构施工周期长。
工至佛塔8层),详情见图4。
事后 1、不影响主体结构正常施工; 1、建筑门洞须作特殊处理;
就位 2、施工干扰相对较小。 2、须设置吊装平台;
3、涉及脚手的多次搭拆。
针对工程所处的环境状况、场地条件、结构特点,我们决
定以“事先就位”为主突破口开展专题研究,通过限定佛像荷
载传递的途径与方式,实现佛像搁置与楼层主体结构相对独
立,从而实现佛塔主体结构与佛像安装的同步交错施工,以
满足进度控制的时间要求。
本工程通过引入了“承重式钢架”概念,设计了专门的型
钢支架,将佛像荷载直接传递至能承重的结构构件上(已达
到设计强度),确保了楼层佛像与该层主体结构相对独立,施
工不受牵制,即佛像在施工过程中预先搁置在钢支架上,待
楼板混凝土达到设计强度要求时再移动搁置在楼板上。
5同步施工方案的实施
5.1支架设计
5.I.1支架设计原则
支架既是佛像的临时支承架,又是佛像最终就位时的承
重架,同时是佛像的保护骨架。所以,其设计须遵循如下原
则:
(1)满足设计荷载作用下的强度和稳定性要求,经济合
理(在设计计算时,考虑到混凝土强度还未完全达到设计要
求,因此不考虑钢支架与混凝土结构的共同作用,仅考虑钢
支架本身的受力性能);
(2)装拆要便捷,构件的大小、长度既便于运输,又不能
过多依赖高吊。杆件的连接方式尽可能减少现场焊接工作
量,便于连接质量的控制。
5.1.2支架设计
根据设计要求,佛像须待所在楼层结构的混凝土达到
100%的设计强度方可“就位”,我们以标养试块28 d龄期混
凝土发展至100%设计强度为依据,按照7 d完成1层的施
工进度可施工4层,第5层结构施工时,低区佛像已能就位,
故以4层的佛像自重作为支架的设计荷载,进行综合计算,
最终确定如下型钢支架:
(1)钢支架立柱采用4根12 nlnl x 12 lllm的角钢,立柱
间距为2 950 mm(正方形布置),钢架立柱布置避开梁的位
置,钢支架的水平连接及横梁均采用16#槽钢,剪刀撑采用
125 nlm x 12 mm的角钢(四面设置)。
(2)立柱的垂直向连接采用电焊连接,焊接时加焊连接
铁板(14 mmx 290 mmX 125 111111),水平向连接采用螺栓连
接o
图4钢支架平立面
5_2支架的制作与安装
支架的主钢构件采用Q235B的125 mnl x 125 nlnl x
12 mm的等边角钢,由工厂制作构配件、现场散件组装焊接
而成。
支架总用钢量约为25 t,单位最大构件质量约为
O.20 t。施工面从一2.80 m ̄+36.90 ill。手工焊:使用j-422
系列焊条。
运输路线:构配件进场卸货及垂直运输均采用现场塔
吊,水平运输主要采用人力驳运。
钢结构安装顺序采用综合安装方法从柱开始,由主到次
进行,安装时要特别注意累积误差与挠度的控制。
安装顺序:柱一柱间水平主钢梁一次钢梁一柱间立面支
撑一水平承重平台系统(搁置平台)。每一独立单元构件安装
完成之后,在具有空间刚度和可靠的稳定性后开始焊接。
5.3支架安装与佛塔结构穿插施工
钢支架在每层结构楼板浇筑完成后进行组装焊接,安装
高度高出上层楼面300 mm ̄500 mm,以便于上层钢支架安
装连接。
单层钢支架安装预计花费12 h左右,占用1 d工期,钢
支架安装后,随即进行佛像吊装,然后进行本层混凝土结构
施工。
由于佛塔核心筒内面积仅4O mz,空间比较狭小,工作面
难以展开,再加上钢支架施工完成、佛像吊装就位后影响排
架支撑的布置,故混凝土结构排架系统应与钢支架互为独立
体系,排架立杆、水平杆均需避开钢支架与佛像,严禁支撑于
钢支架上。
佛像安装就位后应做好保护工作,并采用夹板临时封
闭,以避免结构施工阶段可能对佛像造成的损坏。
5.4佛像吊装
由于工程地处市区核心地段,周边交通繁忙、人流密集,
佛像吊装一般均安排在晚间进行,这样既不占用工期又能错
开高峰时间。具体吊装过程如下:
(下转第690页)
第8期 袁健:无粘结预应力钢筋在大跨度混凝土薄板施工中的应用
本。以单根预应力钢筋需要6个支点进行取定,本工程共需
要101 736个支座,若以塑料垫块作为支座,单个支座以O.5
元进行计价,可为项目部节省5万元的投入支出。由此看来,
采用废旧短钢筋作为支架,不失为低廉保质的好方式。
(2)本工程利用理论试算的方式,先期对大跨度构件挠
度进行试算,克服了以往类似工程统一按照O.1;i;起拱的盲从
个一 }
与预应力筋交叉排列方式
现象。这从理论上给出了支持论据,为今后类似工程的施工
提供了借鉴。本工程按照理论试算值进行0.2名进行起拱,预
应力张拉完成、拆除模板后,经技术人员实测整个楼面平整
度最大差值在5 mm以内,十分接近理论试算值,完全满足
设计要求。
(3)通过KBG镀锌管在此类工程中的应用,为今后再次
遇到无粘结预应力结构建筑的配管选材提供了可靠依据。根
图6管线与预应力筋平行排列方式
据现场实际施工情况来看,预埋配管避开了无粘结预应力
筋,免去了动火烧焊等易破坏其塑料保护层的工序。本工程
按原设计使用普通电线管,电气管线预埋项工程造价为369
万元,使用钢材约442 t。现改用KBG镀锌管之后,电气管线
预埋项工程造价为263万元,使用钢材约320 t。由此可见,
这样节省了大量的施工费用。
(1)本工程短钢筋支架的应用,大大提高了施工期间的
机动性,现场可根据各类预应力钢筋线型进行加工制作。现
场实际钢筋矢高定位,经过监理单位及设计单位验收完全符
合设计定位要求,偏差之均小于规范允许值,且大大节省成
(上接第685页)
由于佛像吊装进入佛塔是穿插在佛塔的结构施工中进
行的(佛塔结构施工进度暂定为7 d完成1层),因此钢支
架需承受的最大荷载为4层的佛像荷载,故4层的佛像必须
等楼板达到100%设计强度时才能就位。
从基础至项层的钢支架无论上面有佛像或佛像已就位
(1)吊装前,运输佛像的车辆驶入施工大门内,车辆停
稳后进行吊装:吊装时,注意与大门前方的高压线保持好安
全距离。
(2)佛像运输至施工场地后利用现场塔吊进行吊装作
业,吊运至楼层面后以人工配合手拉葫芦就位,搁置于临时
钢支架上。
5.5佛像就位与钢支架拆除
佛像就位的前提是,该层的混凝土强度达到设计强度的
100%后,方可进行施工。具体操作方法如下:
(1)钢支架按临时搁置4尊佛像进行荷载设计,在第5
尊佛像吊装前,将最下层的佛像脱离钢支架,采用人工配合
在楼板上,中途都不得拆除,包括横梁及剪刀撑。这里需注
意:采用焊接连接的结构,焊缝必须饱满。
6小结
型钢支架的设置,不仅简化了佛塔内佛像的吊装工艺,
而且实现了佛像吊装与佛塔主体结构的同步施工。确保了佛
塔节点工期与总工期控制目标的实现。佛塔总计10层的主
手拉葫芦将佛像就位至永久混凝土结构上(利用钢支架上方
的横梁设置吊点)。
体结构,我们仅用了不足两个月的时间就实现了结构封顶。
在型钢支架的综合利用方面,支架不仅作为佛像临时搁
置的支撑架体,同时也是佛像的保护支架,发挥了多重功能
(图6)。
(2)由于佛像钢支架为临时性支撑结构,所以要在所有
佛像永久就位后,即按照从上往下,由次到主的原则逐层拆
除临时钢支架,并采用氧气乙炔割除后分段外运。
(3)因佛塔标准层为4.5O m层高,其高度较高,所以在
割除时做好相应的安全防护工作,落实好对佛像的保护。
5.6现场实施的重点控制事项
钢支架安装立柱时必须保证垂直、对齐,不得歪斜、偏
心。在连接钢支架前应先对连接钢支架进行复核,以保证钢
支架垂直并上下对齐,待复核无误后方可进行焊接连接。连
接后对钢支架进行再次复核,如发现有歪斜或偏心立即纠
正,以确保钢支架垂直、不偏心。
图6佛像到位