高空懸挑結(jié)構(gòu)承重結(jié)構(gòu)模板支架設(shè)計(jì)與施工

李豐年

摘 要：高空模板支架混凝土結(jié)構(gòu)施工，懸挑高度59.4 m，結(jié)構(gòu)懸挑部位設(shè)置槽型鋼、模板鋼管支架，鋼管操作腳手架搭設(shè)體系，架體穩(wěn)定性、安全性驗(yàn)算，確保施工安全。

關(guān)鍵詞：高空懸挑結(jié)構(gòu) 模板支架設(shè)計(jì) 施工

中圖分類號(hào)：TU761 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（c）-0-03

京山縣華爾靚大酒店工程總建筑面積47108 m2，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地下一層地上15層，屋面板建筑高度59.4 m，總建筑高度為72.6 m。1～2層為裙樓和管道層，1層高為6.15 m，2層高5 m，管道層2.15 m，3～15層為客房，層高除12、14層為3.8 m外，其余層高均3.5 m。屋面懸挑結(jié)構(gòu)梁板為主樓東西兩側(cè)部位，兩側(cè)屋面梁板向外懸挑長(zhǎng)度均為5.3 m，懸挑梁板標(biāo)高58.6～60.6 m處，懸挑梁板面積達(dá)220 m2，懸挑梁板平面、局部平面及剖面如圖1～3所示。該文重點(diǎn)論述東西兩側(cè)5.3 m跨高空懸挑結(jié)構(gòu)支模部分支架的設(shè)計(jì)與施工。

1 工程難點(diǎn)

（1）本工程懸挑結(jié)構(gòu)位于60.6 m高空，懸挑高度大，梁板底標(biāo)高達(dá)58.6 m。

（2）屋面懸挑梁板挑面積大，懸挑梁板面積達(dá)220 m2。

（3）懸挑架為結(jié)構(gòu)承重架，主懸挑梁截面尺寸為400 mm×800 mm，屋面支撐懸挑梁板混凝土的平均自重荷載達(dá)15 kN/m2，懸挑腳手架要同時(shí)還要考慮結(jié)構(gòu)和裝修施工。

（4）東西兩側(cè)5.3 m距度懸挑架緊鄰施工區(qū)域主要臨時(shí)道路，安全防護(hù)要求高，安全隱患風(fēng)險(xiǎn)大。

2 架體方案選擇

懸挑架屋面梁板支撐架選型：懸挑屋面支撐架可采用落地鋼管腳手架和懸挑兩種施工方案，本工程采用搭設(shè)懸挑支撐架，主要考慮如下因素：①搭設(shè)落地鋼管支架高度達(dá)60.6 m，搭設(shè)難度大；②落地架不能直接落于自然地面上，落于3層裙樓的結(jié)構(gòu)的屋面上，必須對(duì)裙樓3層以下的結(jié)構(gòu)樓板層層進(jìn)行支撐回頂加固，支撐回頂樓層內(nèi)的二次結(jié)構(gòu)及裝修施工無法及時(shí)插入，由于施工工期緊，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度；③落地鋼管架占用腳手架管多，搭設(shè)拆除時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高。

3 架體方案設(shè)計(jì)

架體方案設(shè)計(jì)經(jīng)過多方案比較后，確定采用槽鋼4層分級(jí)承重懸挑設(shè)計(jì)搭設(shè)方案。該方案受力明確，施工極為簡(jiǎn)單，而且槽鋼可在下個(gè)工程中重復(fù)使用，固可施工成本可降低。在東西兩側(cè)B-1軸和B-16軸處，從12層開始設(shè)計(jì)布置懸挑20號(hào)槽鋼，直至屋面層，槽鋼間距1 m，每層槽鋼共22根，14層平臺(tái)槽鋼縱向采用方管連接成整體，間距0.8 mm，槽鋼伸入樓層內(nèi)采用φ20圓鋼埋入混凝土板內(nèi)作壓環(huán)。共有4個(gè)樓層用槽鋼以梯級(jí)形式分級(jí)傳遞支承所有荷載，上下層槽鋼之間用10號(hào)方鋼管做立桿連接支撐，各層每根槽鋼的10號(hào)立管分別為：12層采用1根，13層2根，14層3根。經(jīng)采用10號(hào)立管連接支撐，能提高各層之間的整體剛度和穩(wěn)定性，使荷載受力分級(jí)傳遞。該項(xiàng)方案通過計(jì)算表明，可確保施工安全，屋面槽鋼組成的操作層可用安全網(wǎng)和毛竹片進(jìn)行滿鋪封堵，外圍搭設(shè)鋼管腳手操作架，外設(shè)加密安全網(wǎng)，直至女兒墻端。懸挑架設(shè)計(jì)方案的搭設(shè)布置見圖4～圖5所示。

4 支撐的計(jì)算

為簡(jiǎn)化計(jì)算，只考慮屋面和第14層槽鋼承載所有荷載，第12層和13層槽鋼作為強(qiáng)度安全儲(chǔ)備來考慮，這樣計(jì)算偏于安全。

（1）槽型鋼[20的變形計(jì)算

1）計(jì)算資料：

①[20槽型鋼長(zhǎng)L=7.850 m，其中挑長(zhǎng)L=6 m。

②鋼管腳手架橫距為0.8 m，縱距為（即為槽鋼間距）1.0 m，?48×3.5 mm，鋼管重38.4 N/m，A=4.89 cm2，i=1.58 cm。

③槽鋼[20：A=32.83 cm2，Wx=191.4cm3，I=1913.7 cm4。

E=2.05×105 N/mm2，自重257.7 N/m。

2）荷載計(jì)算

模板及其支架自重：0.3×1.0=0.3 kN/m；

混凝土及鋼筋自重：懸挑結(jié)構(gòu)板厚100 mm，梁截面400×800 mm。（取結(jié)構(gòu)中荷載最大的梁進(jìn)行計(jì)算）按1 m計(jì)算單元可以取高度800 mm一半400 mm計(jì)算。

25.5×0.4×1.0=10.2 kN/m

毛竹片自重：0.35×1.0=0.35 kN/m

鋼管及扣件自重：

（38.4×1.0×3.+13.2×2×3+38.4×3.55）×1/0.8=512.4 N/m

=0.512 kN/m

[20槽鋼自重：0.258 kN/m。

靜荷載：∑P1=11.62 kN/m

活荷載：

施工人員及設(shè)備：1.0×1.0=1.0 kN/m

所以槽鋼所受荷載：∑P=11.62×1.2+1.0×1.4=15.344 kN/m

上式荷載分薦系數(shù)，對(duì)靜荷載取安全系數(shù)1.2，對(duì)活荷載取1.4安全系數(shù)。

屋面層懸挑槽鋼根據(jù)A—A剖面可視為三跨連續(xù)梁，故計(jì)算簡(jiǎn)圖6示意。

查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》（中國(guó)建筑工業(yè)出版社）

得最大彎矩：，最大撓度Wmax=

3）強(qiáng)度計(jì)算：

（滿足要求）

4）變形計(jì)算

（滿足要求）

（2）14層方鋼管強(qiáng)度計(jì)算

10號(hào)方管的截面特性：

查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》（中國(guó)建筑工業(yè)出版社）

得RB=VB左+VB右

（滿足要求）

（3）懸挑架及屋面結(jié)構(gòu)層模板支撐

①懸挑槽鋼施工：[20槽鋼的懸挑安裝，應(yīng)先在12、13、14層梁板澆筑時(shí)開始預(yù)埋U型φ20圓鋼螺栓，混凝土達(dá)到強(qiáng)度后再安裝懸挑[20槽鋼。

②10號(hào)方鋼管支撐安裝：立桿方鋼管在上層懸挑槽鋼安裝同時(shí)進(jìn)行焊接安裝，立桿方鋼管的上下支點(diǎn)均應(yīng)焊接牢固。

③操作平臺(tái)的施工：14層外懸挑槽鋼搭設(shè)好后，由于槽鋼的縱橫向水平間距800 mm或1000 mm，在槽鋼上面直接鋪滿竹串片腳手板，外圍用鋼管欄桿操作架和踢腳圍護(hù)，外加設(shè)密孔安全網(wǎng)封嚴(yán)密，直至屋面女兒墻頂部。

④屋面模板支撐安裝：所有支撐在14層外懸挑槽鋼上的腳手架立管，均應(yīng)上頂面焊100 mm長(zhǎng)φ25鋼筋頭，以便于φ48×3.5鋼管套于鋼管頭上進(jìn)行立柱定位，鋼管立柱安裝于屋面模板下5～8cm為準(zhǔn)，立柱底部以上100 mm處設(shè)縱橫掃地桿，立柱中部和模板底面設(shè)置縱橫大橫桿，步高為1000 mm為宜，每隔3 m設(shè)垂直縱橫剪刀撐，使混凝土施工模板支撐形成整體。其外圍操作腳手架，用安全網(wǎng)和竹片進(jìn)行滿鋪封堵，形成封閉式的安全屏障，施工人員看不到外面，使人感覺有較強(qiáng)的安

全感。

（4）屋面懸挑梁板混凝土施工

施工順序：無懸挑結(jié)構(gòu)部分澆筑→懸挑結(jié)構(gòu)靠?jī)?nèi)側(cè)主梁→懸挑結(jié)構(gòu)外側(cè)主梁→懸挑結(jié)構(gòu)靠?jī)?nèi)側(cè)的次梁→懸挑結(jié)構(gòu)外側(cè)次梁→懸挑結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)板→懸挑結(jié)構(gòu)外側(cè)板→懸挑結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后→女兒墻結(jié)構(gòu)安裝施工。

5 結(jié)語

本工程懸挑支撐架搭設(shè)及混凝土澆筑施工非常順利，屋面懸挑梁板混凝土澆筑后的最大下沉撓度為0.76 mm，與理論計(jì)算的0.41 mm基本吻合。

（1）本工程懸挑結(jié)構(gòu)12～13層承重懸挑槽鋼只作為安全儲(chǔ)備，不參與荷載計(jì)算，保證了架體的安全。

（2）屋面懸挑梁板混凝土澆筑必須嚴(yán)格按照方案要求的順序進(jìn)行。澆筑過程中，設(shè)置好操作架體沉降觀測(cè)點(diǎn)，做好應(yīng)急預(yù)案和準(zhǔn)備工作，確保架體安全。

（3）工程針對(duì)大懸挑結(jié)構(gòu)和大荷載特點(diǎn)，設(shè)計(jì)安裝了懸挑槽鋼結(jié)構(gòu)整體平臺(tái)，并對(duì)平臺(tái)及外腳手架等較為薄弱安全環(huán)節(jié)采取了措施，既保證了大懸挑的安全施工，以避免了施工操作過程中發(fā)生安全隱患，工程施工順利完成任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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