高空大悬挑构件支模方法

高空大悬挑构件支模方法

代汉奎

中铁十四局集团建筑工程有限公司山东省济南市250014

摘要：通过龙沐湾国际旅游度假区C区旅游综合开发项目工程1#-6#楼高空悬挑混凝土结构的施工特点及难点，介绍了高空混凝土结构支模架及外脚手架搭设方法，并对型钢支架各杆件内力及变形进行计算。实践证明该方法安全可靠，是类似工程有效解决方法之一。

关键字：高空悬挑；支模架；型钢支架；

1工程概况

龙沐湾旅游度假区C区旅游综合开发项目一期位于美丽的海南岛龙沐湾境内，包含6栋高层住宅及45栋连体别墅，其中高层住宅结构设计新颖，建筑周圈均为弧形连梁楼板，从高空俯视，如同六只展翅飞翔的蝴蝶。其中六栋高层建筑在位于顶层山墙部位涉及高空悬挑混凝土构件施工，存在着施工难度高、跨度大、支模高度高、荷载大等问题。以1#楼为例，屋面层结构标高61.000m，主体结构从1-1轴及2-9轴向外挑出85mm-2110mm不等，悬挑主要构件为现浇混凝土梁及楼板。

屋面层梁板示意图

2施工难点

高空大悬挑混凝土构件施工，存在着一定的危险性，本工程1#楼悬挑结构高度61.000m,2#、3#楼悬挑结构高度64.000m,4#楼悬挑结构高度66.900m,5#、6#楼悬挑结构高度69.900m。悬挑结构向外挑出0.85m-2.11m不等，且悬挑结构为弧形梁板，模板加固难度大，且弧形梁板在水平定位上存在一定的难度。

结构上部荷载较大，部分梁高达0.6m。主体结构工期紧，悬挑构件模板拆除强度必须达到100%，对混凝土的养护要求较高。

模板支撑体系搭设高度接近6m，工人在高空悬挑平台上搭设支模架施工危险系数较高。对工人的心理及身体都是一个较大的挑战。

综上所述，这就需要所选施工方案既要保障结构荷载的稳定，又要保障工人施工的安全。

3方案设计

传统的落地式脚手架支撑系统既不现实也不合理，故采用型钢悬挑钢平台作为模板支撑体系的基础

3.1方案简介

本架体分为支模架和基础斜撑两部分。现以1#住宅楼为例:

支模架为在19层楼面上埋设16#工字钢挑梁。其中，16#工字钢挑梁间距为900mm，与轮扣式脚手架水平杆900mm规格相对应，在挑梁上搭设支模架立杆；对于个别位置不对应的可以在其上安装14#工字钢连梁，再在工字钢连梁上搭设支模架立杆。

基础斜撑为1道斜撑杆，是支撑支模架工字钢梁的支撑件，与其上部的工字钢梁焊接连接，为支模架体创造搭设平台。

3.2支模架搭设参数

屋面悬挑结构长度2.11m，在19层楼面处，埋设22号圆钢压环，布置6.0m长的16#工字钢挑梁，悬挑2.5m，内锚3.5m，挑梁间距均为900mm左右，然后在工字钢挑梁上直接搭设轮扣式脚手架立杆，支模架立杆间排距均为900mm，水平杆步距为1200mm。考虑现场材料及后期的周转使用，工字钢挑梁下仍采用16#工字钢斜撑，距挑梁外边500mm处与挑梁焊接连接，下部与18层楼面的预埋铁焊接连接。工字钢挑梁上部根据支模架体间距焊接250MM长直径25mm的螺纹钢。

U型螺栓示意图

U形压环采用Φ20圆钢，共设置3道，第一道为定位压环，在离建筑物外沿200mm处设置；第二道、第三道为受力压环，第三道压环距工字钢末端200mm处设置，第二道距第三道200mm设置。压环下部设两根1.5米长直径18mm的HRB335钢筋与梁板钢筋相连。上部采用L63mm*6mm角钢或10mm厚钢板作为受力压片。

在主体结构外侧，主梁下端采用50mm长L100*8mm角钢与挑梁焊接，焊接长度不小于30mm，焊缝厚度5mm。U型螺栓两侧空隙采用木楔挤压紧固，防止主梁产生移动，造成失稳。

4支模架搭设及拆除

4.1施工准备

熟悉图纸，根据结构状况进行模板支撑架设计,确保支架强度、刚度及稳定性。绘制支撑架体搭设平面图、立面图。根据审核后的施工方案和架体施工图，按需用量准备合格的材料。明确技术要求和质量标准、对操作工人进行安全、技术交底和岗前培训。清理支架搭设场地。根据岗位配备管理人员，根据施工方案配备施工班组。架子工必须持有效的特种作业人员操作证上岗作业。必须戴好安全帽、系安全带，严禁穿塑料底鞋，皮鞋等硬底易滑鞋登高作业。操作工具及小零件要放在工具袋内，扎紧衣袖口，领口以及裤腿口，以防钩挂发生危险。

4.2搭设流程

4.3架体搭设

4.3.1搭设流程：

本架体分为基础斜撑和支模架两部分：基础斜撑为支撑支模架工字钢梁的支撑架体，是为其上部的工字钢梁和支模架体创造搭设平台；支模架为模板支架。架体搭设中挑梁安装及斜撑为重点及难点，整体搭设流程如下：

安装16#工字钢挑梁→按1：1比例对斜撑杆放样→确定斜杆长度及倾角→斜撑杆截角→焊接斜撑杆端分别与18层预埋铁、挑梁连接→焊接Φ25钢筋头→铺设作业平板→搭设支模架。

4.3.2搭设要点：

（1）斜撑杆搭设以1：1比例放样确定斜杆长度及倾角，然后截角，保证架体杆件及搭设尺寸的准确，从而保证基础架传力的合理性及稳定性。

（2）斜撑杆安装过程中扶住工字钢，配合下部作业人员焊接安装。以保证斜撑杆安装的安全。

（3）在16#工字钢连系梁上焊接上部立杆钢管定位筋，使14#工字钢连系梁和上部的支模架架体立杆连接牢固。同时在斜撑杆顶端位置与16#工字钢挑梁焊接，使斜撑杆牢固连接。

4.3.3构造措施及要求

（1）支模架搭设前必须按设计的立杆平面布置图在挑梁上弹线，以确保立杆间距符合设计要求。

（2）设置纵横向扫地杆。纵向扫地杆用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

（3）立杆之间按步距1200mm内满设双向水平杆，并分别与相交立杆扣接牢固，外围水平杆设于立杆内侧，其余纵横向水平杆均分别设于立杆同侧，以便剪刀撑和斜杆与立杆相交处的扣接。

（4）竖向剪刀撑：竖向剪刀撑斜杆与地面倾角为450～600，并与地面顶紧，剪刀撑与立杆有效连接，斜撑搭接长度不少于500㎜，采用不少于2个旋转扣件固定，剪刀斜撑端头伸出扣件边缘长度不应少于100㎜。

（5）水平剪刀撑：水平剪刀撑与水平杆或立杆连成整体，架体水平杆与已浇混凝土结构柱进行拉接，其节点间距不大于2倍步距，以便将施工中产生的水平推力传递到结构构件（柱）和楼面，确保支架整体稳定。

（6）除顶部接长外，立杆接长均采用对接扣件，对接扣件交错布置，两根相邻立杆的接头不在同步内设置，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开距离不小于500mm，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3；立杆垂直度按≤L/400（L为整架高度）。

（7）各扣件螺栓均采用测力矩扳手拧紧，使其扭力矩均控制在40～65N•m。

搭设简图

4.4架体拆除

4.4.1拆除流程

清理架体上的障碍物及悬浮物、检查架体的每个节点、连墙杆及支承件、做好拆除前的准备工作→拆除模板及支模架体→切断斜撑工字钢与工字钢挑梁连接→松除工字钢挑梁与U型螺栓的固定→吊离工字钢梁→割除斜撑工字钢与主体结构的连接→吊离斜撑工字钢。

4.4.2拆除要点：

（1）支撑工字钢梁的拆除是拆除的难点，先要在锚固的状态下，割开斜撑工字钢与工字钢挑梁焊接点，然后将工字钢梁稍抬起200～300mm，使其与斜撑杆分离，最后分段滑移拆除。斜撑工字钢需在塔吊及牵引绳的配合下拆除，防止在切割斜撑杆件与主体结构焊接点时伤害作业人员。

（2）拆除支撑工字钢梁前必须将支模架拆除清理干净，以便工字钢梁拆除的安全顺利。

（3）斜撑杆拆除要在解除上部与工字钢挑梁的连接后，扶握住上端，再配合下部作业人员共同拆除。

（4）悬挑混凝土构件的支撑体系的拆除需达到设计强度的100%，在支撑架体及悬挑型钢承重架前，应对悬挑混凝土构件强度进行检测。

5荷载验算

根据规范对相关荷载进行取值：1)脚手架自重0.16kN/m2；2)模板自重0.5kN/m2；3)钢筋砼自重24kN/m3；4)活荷载标准值2.5kN/m2；5)风荷载计算为0.5kN/m2。使用品茗安全计算软件对进行了主梁验算、固定螺栓验算、支撑架体验算、横梁验算，均满足规范要求。

6结语

悬挑型钢承重支架作为施工操作平台在高空大悬挑结构的施工中，可以减少钢管扣件的使用，且安全可靠、工艺简单，型钢可回收再利用，取得了较好的施工效果及经济效果。在类似高空大悬挑构件的施工中提供了良好的施工经验，值得推广使用。