高層建筑大跨度懸挑梁板施工

馮沖

[摘要]：本文介紹了拉索工字鋼平臺(tái)的搭設(shè)，并在該平臺(tái)上搭設(shè)普通扣件式鋼管支撐系統(tǒng)對(duì)高層建筑大跨度懸挑梁板的施工辦法。該辦法通過(guò)工字鋼平臺(tái)和鋼絲繩拉索，巧妙地把施工荷載和結(jié)構(gòu)自重傳到下面兩個(gè)結(jié)構(gòu)層，分散了荷載，降低施工對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，有效減小了支撐架的傾角，提高了支撐架的穩(wěn)定性。

[關(guān)鍵詞]：懸挑梁板，工字鋼平臺(tái)，支撐架，鋼絲繩拉索

[abstract] : this paper introduces the lasso platform range layout, and in the platform built on ordinary steel lubular support system is listed for high-rise building long-span cantilever beam slab construction method. The measures through the range platform and wire rope lasso, the ably construction load and structure to weight the following two structure layer, distracted load, reduce the influence of construction of structure, reduce the support frame of dip Angle, improve the stability of supporting frame.

[key words] : cantilever beam plank, range platform, supporting frame, steel wire and cable

中圖分類號(hào)：TV52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

哈麻住宅小區(qū)工程，由于建筑設(shè)計(jì)需要在高度41.3m以上向外側(cè)懸挑一跨梁板，其挑出跨度為4700mm。由于懸挑梁板投影位置處于已開(kāi)挖的地下室基礎(chǔ)邊坡上，造成了其支撐體系著力點(diǎn)設(shè)計(jì)上的困難，為解決這一難題，我們考慮多套方案，并對(duì)各種可行方案進(jìn)行優(yōu)化，圓滿完成了該懸挑梁板的施工，其施工質(zhì)量滿足了設(shè)計(jì)要求。

1、施工方案確定

為了完成高空懸挑梁板的施工，我們考慮了三個(gè)施工方案。方案一：從地下室搭設(shè)扣件式鋼管支撐架，直至41.3m；方案二：以下二層邊梁為支撐點(diǎn)，斜挑搭設(shè)扣件式鋼管支撐架；方案三：從下二層樓面架設(shè)槽鋼，斜挑扣件式鋼管支撐架架立在槽鋼架上。

經(jīng)分析，方案一為落地式扣件鋼管支撐架，搭設(shè)量大，工期長(zhǎng)，因其細(xì)長(zhǎng)可能導(dǎo)致支撐體系不穩(wěn)定。該體系在施工時(shí)，施工荷載產(chǎn)生的壓縮沉降變形較大，對(duì)質(zhì)量影響較大。方案二則以下二層的邊梁為支撐點(diǎn)向外懸挑梁板邊緣架設(shè)斜向管，斜向鋼管傾斜度達(dá)到30°，支撐架穩(wěn)定性差，架設(shè)過(guò)程中無(wú)法解決失穩(wěn)問(wèn)題，抗傾覆性差，架設(shè)困難。方案三與方案一比較，架體搭設(shè)量小，工期短，避免了因架體太高的失穩(wěn)和壓縮沉降變形較大的問(wèn)題。方案三與方案二比較，16根工字鋼從32.9m層樓面挑出，組成懸挑平臺(tái)，縮短了懸挑鋼管架的水平距離，斜向鋼管傾斜角降為17°有利于解決支撐架失穩(wěn)問(wèn)題，降低了架設(shè)難度。為解決由于懸挑架的變形大且荷載全部傳遞給32.9m樓層的問(wèn)題，我們?cè)诠ぷ咒摱瞬颗c37.1m樓層的邊梁通過(guò)鋼絲繩進(jìn)行可靠連接，變懸挑支撐平臺(tái)為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)的支撐平臺(tái)，傳力線路明確，計(jì)算簡(jiǎn)便。

2、支撐系統(tǒng)的計(jì)算

（1）計(jì)算模型的確定

初設(shè)支撐架步距為1.8m，立桿縱距1.0m，橫距為0.9m,支撐架管選用48×3.5mm鋼管。樓板的自重及施工荷載按節(jié)點(diǎn)處的均布荷載傳遞至支撐架的的每一根立桿的節(jié)點(diǎn)上。支撐架按整體桁架計(jì)算，桿件受力及扣件受力在計(jì)算整體桁架時(shí)為計(jì)算簡(jiǎn)便，分成一片片的桁架組合。支撐架將荷載傳于16#工字鋼組成的平臺(tái)，再傳至鋼絲繩拉索和鋼筋錨環(huán)。

（2）支撐架體系的計(jì)算及鋼絲繩規(guī)格確定

按照《建筑施工手冊(cè)》（第四版）進(jìn)行計(jì)算，支撐架體系計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表

驗(yàn)算內(nèi)容 計(jì)算值 允許值

20鋼筋錨環(huán)所受拉應(yīng)力 σmax=69.84N/mm2 fy=210N/mm2(Ⅰ級(jí)鋼)

鋼絲繩拉索拉力 Fmax=21.94KN [F]=23.63 KN

工字鋼彎曲應(yīng)力 σmax=56.52N/mm2 f=205N/mm2

工字鋼變形（撓度） Vmax=1.17mm [V]=6.25mm

扣件受力 Fmax=2.5KN [F]=8.0 KN

立桿軸向壓力 Nmax=27.2KN [N]=8.89.5KN

計(jì)算結(jié)果表明，采用搭建工字鋼平臺(tái)和用鋼絲繩作為工字鋼平臺(tái)拉索的方案能夠滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。同時(shí)，經(jīng)過(guò)計(jì)算鋼絲繩拉索所受最大拉力和查表，確定采用直徑17.5mm，強(qiáng)度等級(jí)為1550Mpa，6×37鋼絲繩為拉索。

3、工字鋼平臺(tái)搭設(shè)

鋼筋錨環(huán)布置：鋼筋錨環(huán)采用直徑20mm熱軋光圓鋼筋。

混凝土早強(qiáng)措施：進(jìn)行37.1m層混凝土澆筑時(shí)，邊梁部分混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高一個(gè)等級(jí)，即由原設(shè)計(jì)的C30提高為C35，經(jīng)7d同條件養(yǎng)護(hù)，試件強(qiáng)度達(dá)到30Mpa以上。

設(shè)置頂托支撐：搭設(shè)支撐架時(shí)，在32.9m層和37.1m層邊梁下加鋼管頂托支撐，間距800mm,以提高兩層邊梁共同承擔(dān)荷載能力，減少邊梁變形。

工字鋼定位：澆筑32.9m樓面時(shí)，預(yù)埋好Φ20圓鋼錨環(huán)，并控制好工字鋼間距（如圖1所示），每根懸挑工字鋼埋設(shè)2根錨環(huán)，擺放工字鋼時(shí)起穩(wěn)固作用。

圖1工字鋼平面布置圖

懸挑平臺(tái)搭設(shè)：待砼初凝后，即安裝工字鋼，先控制好懸挑長(zhǎng)度，然后用木楔將工字鋼與錨環(huán)楔牢，將立管套在已焊好的工字鋼上口Φ25螺紋鋼上（如圖2所示）。并在工字鋼上鋪設(shè)4cm厚的木板形成平臺(tái)。在距工字鋼上口20cm處搭設(shè)縱向掃地桿。

圖2 工字鋼立管布置詳圖

鋼絲繩拉索連接：在32.9m樓層澆筑前，在其邊梁上預(yù)埋20圓鋼錨環(huán)，待砼澆筑7天后將鋼絲繩連接到焊接在距工字鋼端頭50cm處和邊梁的錨環(huán)上，對(duì)工字鋼進(jìn)行斜拉。

鋼絲繩拉索調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)短是為了使其受力。待支撐架搭設(shè)完畢后調(diào)節(jié)鋼絲繩拉索長(zhǎng)度，使其受力基本一致。首先從未受力且調(diào)節(jié)量最大的一根開(kāi)始調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的工具是收線鉗，收緊拉索使工字鋼向上抬起，工字鋼與混凝土板之間的間隙為工字鋼懸挑長(zhǎng)度的0.5%，最大間隙不超過(guò)15mm。用上述辦法依次調(diào)節(jié)每根拉索的長(zhǎng)度，使每根鋼絲繩拉索處于受力狀態(tài)，達(dá)到工字鋼與混凝土板間隙控制尺寸，確保每根鋼絲繩均處于受力狀態(tài)。隨著施工荷載增加，間隙逐漸變小。在澆混凝土之前，對(duì)存在于工字鋼下面的間隙可用薄鋼板填塞，使工字鋼受力。

4、內(nèi)架搭設(shè)工藝

先搭設(shè)32.9m層內(nèi)架，等32.9m樓層頂板澆筑完后，再搭設(shè)工字鋼平臺(tái)上的架體，在詞基礎(chǔ)上架設(shè)斜向鋼管。斜向鋼管傾斜的水平長(zhǎng)度與豎向高度之比為1：3.3，傾斜角為17°（如圖3所示）。32.9m-41.3m之間搭設(shè)5排水平桿，該水平桿與（2-1）軸4根框架柱抱牢與內(nèi)腳手架支撐系統(tǒng)連接形成整體以增強(qiáng)懸挑架體的穩(wěn)定性。

圖3 支撐架剖面圖

5、模板預(yù)處理

為減小澆筑混凝土后模板的下?lián)献冃?，需適當(dāng)使梁模板底部起拱約10mm-20mm，抵消拉索的彈性變形和支撐體系的壓縮變形。

6、混凝土施工要點(diǎn)

嚴(yán)格控制施工荷載，澆懸挑梁板混凝土?xí)r，泵管出口高度應(yīng)降低以減少?zèng)_擊荷載對(duì)模板及支撐系統(tǒng)的影響。減少施工人員，混凝土工和抹面工共計(jì)6人。先澆筑非懸挑區(qū)域，后澆筑懸挑部分，讓其非懸挑部分的架體受壓之后對(duì)懸挑部分的架體產(chǎn)生穩(wěn)定作用。

為防止鋼絲繩拉索和架體變形造成混凝土開(kāi)裂，懸挑區(qū)與非懸挑區(qū)交界部位進(jìn)行二次振搗。懸挑梁板進(jìn)行二次收面，用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)

7、施工效果評(píng)價(jià)

本工程采用拉索工字鋼平臺(tái)及扣件式鋼管支撐系統(tǒng)，僅7天完成高空大跨度懸挑梁板結(jié)構(gòu)施工。經(jīng)檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體、梁底、板底變形符合規(guī)范要求（如圖4所示）。該工法得到當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)主管部門認(rèn)同。

圖4：實(shí)際成型效果圖

參考文獻(xiàn)：

1.JGJ130-2001、J84-2001 ,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范

2.新型五金手冊(cè)（張家崢 主編），中國(guó)建筑工業(yè)出版社

3.建筑施工手冊(cè)（第四版），中國(guó)建筑工業(yè)出版社

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。