新型超長組合式型鋼懸挑架支撐體系分析

黃輝期

（福建六建集團有限公司，福建 福州 350014）

0 引言

隨著社會的發(fā)展與經(jīng)濟水平的提高，人們對于建筑工程的品質(zhì)要求越來越高，從原來茅草房形式的第一代建筑到如今庭院房形式的第四代建筑，建筑形式越來越多樣化，間隔式的凸房設(shè)計理念也在逐步推廣，使得懸挑外架的懸挑長度不斷加長，也給施工安全及質(zhì)量控制增加了難度。超長型鋼懸挑架支撐體系的施工，傳統(tǒng)做法多采用焊接下接角撐形式[4]，以保證支撐體系受力及穩(wěn)定性，但這樣做靈活性差，材料基本一次消耗、周轉(zhuǎn)次數(shù)低，施工安裝拆卸均不方便、危險性較大，空中作業(yè)、施工質(zhì)量難以有效保證。本文以萬科瑧都薈花園工程凸房建筑為依托，研制開發(fā)新型超長組合式型鋼懸挑架支撐體系用以施工，并對其結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝及質(zhì)量控制要點進行分析。

1 工程概況

萬科瑧都薈花園工程總建筑面積86736.53m2，其中上部建筑面積約61215.67m2，凸房形式主要為1#～9#樓商品房，凸房懸挑長度為3.1m，為間隔式魔方立面，建筑實景見圖1。1#、2#、3#、5#、8#、9#層高為16層，地下室為1層，最高高度為48.00m；抗震設(shè)防烈度為7度；設(shè)計使用年限為50年。

圖1 凸房建筑現(xiàn)場實景圖

為解決凸房給施工外架搭設(shè)帶來的困難，設(shè)計采用超長型鋼懸挑架，分別在6層及12層懸挑，共兩挑，南側(cè)為懸挑3.1m凸房所在位置，為大懸挑，最大懸挑長度達4.5m；北側(cè)東西兩端為懸挑長度為1.8m的間隔陽臺所在位置，懸挑長度為3.2m。

2 超長組合式型鋼懸挑腳手架組成及特點

2.1 支撐體系組成

本工程采用的新型超長組合式型鋼懸挑支撐體系由連接節(jié)點系統(tǒng)及支撐桿件系統(tǒng)組成[5]；其中連接節(jié)點系統(tǒng)分為上連接節(jié)點（見圖2）、桿件連接節(jié)點及下連接節(jié)點三部分，支撐桿件系統(tǒng)由斜支撐桿件及斜拉副桿等組成（見圖3）。

圖2 上連接節(jié)點斷面圖

圖3 支撐體系剖面示意圖

2.1.1 上連接節(jié)點

（1）水平懸挑工字鋼梁：采用16#工字型鋼，作為懸挑支撐架基礎(chǔ)[1]；

（2）抱箍體系水平限位板：采用規(guī)格尺寸為88mm×150mm×12mm限位鋼板；

（3）抱箍件：采用4根M22×L230mm連接螺栓與2塊200mm×250mm×12mm螺栓板抱箍鋼板及耳板與耳板加強板組成的抱箍件用于下?lián)误w系與水平工字鋼的特制連接件；

（4）連接銷釘及開口銷：采用規(guī)格為M35的銷釘及開口銷用于下?lián)螚U與上抱箍件耳板連接。

2.1.2 桿件連接節(jié)點

（1）側(cè)向連接耳板與耳板加強板：采用夾板型耳板及規(guī)格為70mm×70mm×12mm加強板（見圖4）用于斜撐桿與斜拉副桿連接；

圖4 桿件連接節(jié)點示意圖

（2）連接銷釘及開口銷：采用規(guī)格為M35的銷釘及開口銷用于斜拉副桿與耳板連接。

2.1.3 下連接節(jié)點

（1）預(yù)埋板：采用200mm×300mm×12mm的預(yù)埋板（見圖5），作為下?lián)误w系與混凝土結(jié)構(gòu)的連接；

圖5 下連接節(jié)點示意圖

（2）連接耳板與耳板加強板：采用耳板及規(guī)格為70mm×70mm×12mm加強板用于斜撐桿與預(yù)埋板連接；

（3）連接銷釘及開口銷：采用規(guī)格為M35的銷釘及開口銷用于斜撐桿與預(yù)埋板耳板連接。

2.1.4 支撐桿件及加強板

（1）支撐桿件：采用50mm×100mm×5mm方鋼管（見圖6），作為支撐體系的支撐桿件；

圖6 支撐桿件及加強板示意圖及現(xiàn)場實景

（2）支撐桿件加強板：采用規(guī)格為90mm×100mm×12mm及100mm×100mm×12mm加強板用于支撐桿端部與耳板銷釘連接位置加強。

2.2 支撐體系的特點

2.2.1 靈活性高，周轉(zhuǎn)次數(shù)多

與傳統(tǒng)的焊接連接形式不同，新型支撐采用的是鉸接形式，靈活性大大提高且在一定限度內(nèi)可以適用不同懸挑長度及不同層高的支撐體系，大幅提高支撐體系的周轉(zhuǎn)次數(shù)。

2.2.2 安裝質(zhì)量高，安全性能好

支撐體系節(jié)點采用抱箍、銷釘?shù)冗B接形式，大幅降低節(jié)點施工難度，減少高空作業(yè)工序，大大提高施工安全性；支撐體系改為銷、扣連接，減少焊接等與工人施工技術(shù)水平緊密相關(guān)的施工工藝，降低了施工質(zhì)量對工人技術(shù)水平的依賴，提高了施工質(zhì)量的可靠性。

2.2.3 安裝拆卸便捷，施工效率高，有效節(jié)約勞動力

該支撐體系形式類似于裝配式概念，配件均為工廠加工，現(xiàn)場僅進行拼接安裝，減少了割、焊等作業(yè)，簡化了施工工序，減少了現(xiàn)場高空施工作業(yè)難度，大大減輕了施工操作人員的工作強度，大幅提高施工工效。同理，拆卸也十分便捷。

2.2.4 文明施工程度高，現(xiàn)場整潔

所有構(gòu)配件均為工廠加工生產(chǎn)，現(xiàn)場僅進行拼裝作業(yè)，無切割焊接等施工工序，不產(chǎn)生任何二次垃圾及污染，施工環(huán)境安全、干凈、整潔。

3 施工工藝流程

新型超長組合式型鋼懸挑支撐體系的施工工藝流程如下：施工前準備→下層預(yù)埋板測量放線→下層預(yù)埋板安裝→隱蔽驗收→下層混凝土澆筑→型鋼懸挑層測量放線→U型箍預(yù)埋→混凝土澆筑→懸挑主梁工字鋼安裝→上抱箍件安裝→下?lián)沃螚U及副桿安裝→支撐桿與預(yù)埋板耳板連接→調(diào)整支撐體系到位，受力，螺栓等固定完畢，焊接水平限位板→驗收合格，外架搭設(shè)→拆除外架及支撐體系→支撐體系清理、吊運→分類運送到下個工地周轉(zhuǎn)使用。

4 施工控制要點

4.1 施工前準備

（1）根據(jù)設(shè)計單位下發(fā)的標準層施工圖紙及樓棟外架搭設(shè)需求[3]，排布懸挑型鋼平面布置圖，依據(jù)型鋼排布圖，形成各超長懸挑型鋼位置剖面施工圖，對每個位置施工圖進行BIM深化設(shè)計，形成構(gòu)配件加工生產(chǎn)圖及下料統(tǒng)計表，將方案報送專家論證，合格后送至廠家進行構(gòu)配件加工、制作；然后按照設(shè)計加工圖紙對所有生產(chǎn)完構(gòu)件分類并作相應(yīng)標記。

（2）構(gòu)件打包轉(zhuǎn)運到施工現(xiàn)場進行分類堆放，并對進場的構(gòu)配件進行驗收。構(gòu)配件運至施工現(xiàn)場后，仔細對照加工圖及下料表檢查施工現(xiàn)場的構(gòu)配件是否齊全，并全面核對編號。

4.2 下層預(yù)埋板測量放線及安裝

根據(jù)懸挑型鋼平面布置圖及超長懸挑位置剖面施工圖，利用鋼卷尺放出預(yù)埋板件軸線位置。按照設(shè)計施工圖紙的要求及確定的軸線位置對預(yù)埋板進行預(yù)埋安裝。

4.3 型鋼懸挑層測量放線及U型箍預(yù)埋安裝

（1）根據(jù)懸挑型鋼平面布置圖，利用剛卷尺對型鋼位置進行測量放樣。

（2）按照施工圖紙的要求及確定的型鋼位置對U型箍進行預(yù)埋安裝，調(diào)整預(yù)埋U箍到位后，用固定鋼筋將U型箍與結(jié)構(gòu)鋼筋進行焊接固定；著重要注意U型箍預(yù)埋位置應(yīng)與下層預(yù)埋板位置對應(yīng)，處于同一面上，垂直面位置偏差控制在3～5cm范圍內(nèi)，以保證后期支撐體系安裝。

4.4 懸挑主梁工字鋼及上抱箍件安裝

（1）依據(jù)懸挑型鋼設(shè)計施工圖紙的要求及U型箍預(yù)埋位置對懸挑型鋼主梁進行排布，并加固鎖緊。

（2）按照型鋼懸挑施工圖中抱箍件位置和上抱箍件加工設(shè)計圖紙及各構(gòu)配件編號，對各個位置抱箍進行組裝安裝，組裝完后不要鎖緊固定抱箍，讓其在主梁型鋼上處于水平移動狀態(tài)。

4.5 下?lián)螚U安裝及與預(yù)埋板耳板連接固定

（1）按照對應(yīng)位置型鋼懸挑施工圖及各下?lián)螚U件編號，對支撐桿依次進行組裝安裝并將支撐桿依次與上抱箍節(jié)點用銷釘連接到位。

（2）找尋出各下層預(yù)埋板的位置，并清理干凈，具備耳板焊接工作面。

（3）調(diào)整下?lián)误w系到位，下?lián)螚U下端與預(yù)埋板耳板及銷釘固定到位，將固定好的耳板與預(yù)埋板間進行焊接固定。

4.6 調(diào)整支撐體系到位，鎖緊、焊接水平限位板

（1）對已安裝完成的支撐體系進行調(diào)整，達到圖紙要求位置，并頂緊，將螺栓等鎖緊達到受力狀態(tài)，過程中宜多次調(diào)整，多次頂緊達到最佳受力狀態(tài)，如圖7所示。

圖7 支撐體系調(diào)整及安裝完成實景

（2）調(diào)節(jié)固定完畢后，全面檢查整個支撐體系各節(jié)點及構(gòu)件安裝情況，并確認是否與設(shè)計圖紙一致。

（3）檢查完成后，焊接水平限位板。

4.7 懸挑型鋼支撐體系驗收及外架搭設(shè)

（1）由施工單位、監(jiān)理專業(yè)技術(shù)負責(zé)人對支撐體系進行驗收。

（2）驗收合格后進行外架施工搭設(shè)。

4.8 懸挑型鋼支撐體系拆除及整理歸堆外運周轉(zhuǎn)

（1）依據(jù)支撐體系各構(gòu)配件施工圖逐一拆除支撐體系，嚴格按照傳力路徑進行逐步拆除。

（2）將拆除完成的構(gòu)配件吊裝至地面并按照原先的編號及下料表進行清點分類整理，裝運出場至下個工地進行周轉(zhuǎn)使用。

5 結(jié)束語

萬科瑧都薈花園工程應(yīng)用新型超長組合式型鋼懸挑架支撐體系，大大提高了施工的安全性，也大幅提高了施工效率、縮短施工工期、加快施工進度、節(jié)約了勞動力成本，很好地保證了施工質(zhì)量，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的條件；同時新型超長組合式型鋼懸挑架支撐體系構(gòu)配件為工廠統(tǒng)一加工[6]，節(jié)能環(huán)保，可周轉(zhuǎn)使用，回收再利用，滿足國家關(guān)于綠色節(jié)能施工的要求，為高空超長型鋼懸挑架施工提供了一個新思路，在超長型鋼懸挑架施工安全、工期要求、施工質(zhì)量及經(jīng)濟效益方面都具有重要的意義，應(yīng)用前景廣闊。