空中花园悬挑结构施工技术浅析

空中花园悬挑结构施工技术浅析

龚明，金盼盼，李成春，徐兵

中建三局集团有限公司 武汉 430061

摘要：随着城市化进程的不断加快，高层建筑逐渐成为建筑行业中的重要组成部分，在推进城市现代化发展中发挥着重要作用，其中空中花园在高层建筑中越来越普遍，空中花园可以增加建筑外立面美观，同时可以开阔视野，增加使用面积，吸引众多购房者关注。

关键词：超高层 空中花园 悬挑结构

1. 工程背景简介

保利绿色金融国际中心位于广州市花都区中轴线上，建筑面积20万平米，地下二层，地上30层，建筑总高度140米，为满足办公楼外立面效果美观，同时增加使用面积，本工程在塔楼19层东南角位置设置一个空中花园，为圆弧悬挑结构，层高为4500mm，最大悬挑长度为4700mm（相对下层结构边缘），悬挑结构采用型钢梁作为悬挑主梁，内设置900*120*40*40、650*120*40*40、400*120*40*40型钢梁，结构梁大小为400*1200mm、500*1200mm，结构梁面筋为12根C25，底筋为4根C25，箍筋为C10@100（4），悬挑结构楼板厚度为200mm，如何保证该悬挑结构施工安全及质量是本工程的重点难点。

2. 空中花园悬挑结构施工方法探讨

2.1、方案思路

因本工程悬挑结构长度较大，同时悬挑结构较长的主梁为型钢混凝土梁，为了增大斜拉角度同时借助型钢混凝土型钢受力，来保证结构施工安全，经与设计院进行沟通，在距标准层结构轮廓线外1米设置施工缝，先借助内架挑架施工1米以内的悬挑结构，最后通过安装22B及25B工字钢作主梁，16#工字钢作联梁，用角钢及拉杆进行斜拉（保证斜拉角度大于45度）等保证措施来施工剩余悬挑结构部分。

为保证支模架体稳定性，悬挑结构部分及距结构边缘5米范围内架体采用扣件式钢管脚手架搭设，内架与悬挑架体通过钢管连接形成一个整体。

为保证结构施工安全，在悬挑结构边缘位置设置一个单排防护架，与内架连接一个整体，伸出19层悬挑结构1500mm高度，单排架大横杆间距600一道，外侧密布安全网。

为了保证结构受力安全，17层至19层的内架不能拆除，同时斜拉位置的梁板需经设计复核受力安全。

2.2、工艺流程

2.3、悬挑工字钢平面布置图

本工程悬挑工字钢悬挑长度为2000~5000mm，悬挑4000mm以下的采用22B工字钢，悬挑4000及以上的采用25B工字钢，联梁工字钢采用16#工字钢，悬挑工字钢的锚固端应大于悬挑端长度的1.25倍，悬挑主梁间距根据结构梁间距进行布置，布置原则为结构梁两侧保证各有一根悬挑工字钢，结构梁之间距离进行均分，间距为1000~2000mm，联梁工字钢根据支撑架立杆间距进行布置，间距控制在450~900mm左右。

2.4、悬挑工字钢立面图

因本工程悬挑工字钢悬挑长度较大，除在距结构边缘100mm及固定端200mm预埋φ20的锚环，其余中间位置根据工字钢长度，增设3~5个锚环，保证工字钢稳定性，悬挑工字钢悬挑端采用三道斜拉杆进行斜拉（保证每道斜拉杆斜拉角度大于45°），为了增强悬挑工字钢稳定性，悬挑工字钢根部贴着结构梁位置焊接16#工字钢（200高），工字钢面上焊接16#工字钢作为联梁，钢管架立杆位置焊接直径25的螺纹钢，高度200mm。

2.5、预埋锚环大样

对于本工程工字钢悬挑长度较大，结构边缘为圆弧形式，工字钢角度变化较大，为了保证锚环预埋后，工字钢能更容易安装及调整角度，预埋锚环宽度为150mm，高度为300mm，同时在结构楼板预埋锚环处安放两根1500mm长C18的钢筋。

2.6、斜拉杆锚环大样

本工程为了保证悬挑工字钢垂直受力，采用250*250*20的耳板焊接在工字钢中间部位，结构梁板上预埋300*300*20的预埋板，预埋板锚筋用四根C18的钢筋（每根长500mm）进行结构加强，然后焊接250*250*20的耳板，拉杆与耳板用M28螺栓连接（双螺母），角钢与耳板除用28螺栓连接外，还需沿角钢四周与耳板焊接在一起。

2.7、联梁安装

本工程联梁采用16#工字钢，为保证悬挑钢平台稳定性，16#工字钢与主梁用U型锚栓（φ20）进行连接，22B工字钢与25B工字钢之间高差用30mm厚钢板进行调平，钢板焊接在主梁上面。

2.8、支模架搭设示意图

为保证悬挑架体稳定性，距悬挑结构5米范围内的架体采用扣件式钢管脚手架进行搭设，悬挑结构分为两段施工，第一段在悬挑1米位置留设施工缝，与19层结构楼板一起施工，梁板采用斜杆支撑，第二段采用悬挑工字钢支撑。为保证预埋板结构受力，需等第一段混凝土强度达到100%再施工第二段结构，且支模架体不能拆除，为了保证悬挑结构支模架稳定性，悬挑内架与第一段结构内架用钢管连接，形成一个整体，悬挑结构最外侧立杆伸出作业层高1500mm，同时设置间距600mm高的拦腰杆，外侧满刮安全密目网进行封闭。

2.9、立杆构造要求

（1）必须设置纵横扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆也应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高出的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m，立柱距边坡上方边缘不得小于0.5m。

（2）立杆应采用对接接头（严禁采用搭接）接长，且接头位置不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500mm；各接头中心至柱节 点的距离不宜大于步距的1/3。

（3）钢管立杆垂直度偏差不得大于架高的1/300，且控制在50mm以内。

（4）严禁将上、下立杆错开固定在水平拉杆上。

2.10、纵向水平杆构造要求

（1）纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的 l/3。

（2）搭接长度不应小于 1m，应等距离设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆端的距离不应小于100mm。

（3）纵向水平杆应设置在立杆内侧，单根杆长度不应小于3跨。

2.11、剪刀撑构造要求

（1）在架体外侧周边及内部纵、横向不大于5~8m，由底至顶设置连续竖向剪刀撑。

（2）在扫天杆及扫地杆层布置水平剪刀撑，水平剪刀撑间距不超过6m。

（3）竖向剪刀撑斜杆与地面的倾角应为45°～60°，水平剪刀撑与支架纵（或横）向夹角应为45°～60°，剪刀撑斜杆的接长长度不小于1m。

（4）剪刀撑搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端不应小于100。

2.12、混凝土浇筑

悬挑结构楼板混凝土浇筑顺序为由悬挑端向内进行浇筑，结构梁分层进行浇筑，一次性浇筑混凝土最大高度不能大于400mm，模板面堆积混凝土最大高度不得大于板面以上200mm，悬挑部位不得搁置布料机及泵管，可以采用塔吊进行浇筑，混凝土自由倾落高度不得超过2m。

3. 总结与应用推广

本工程悬挑结构施工方案适用于凸出外立面的混凝土结构悬挑，一般情况下，因钢结构的耐久性问题，业主及设计不同意将悬挑结构由混凝土结构改为钢结构，为了现场施工简单快捷，可以同业主设计沟通将悬挑结构留设施工缝，在原图纸不满足留施工缝的条件下，可以考虑增加型钢梁内的型钢规格，来保证悬挑结构受力安全，同时也可以考虑借助型钢梁自身受力，采用下挂式模板支撑+楼承板的方式来进行施工，各项目可以根据自身实际情况来考虑具体的施工方法。

参考文献

【1】赵杏红，钢筋混凝土建筑结构施工技术要点分析 建筑学研究前沿，2019（14）：62.

【2】范子龙，建筑物钢筋混凝土结构的技术施工方法探讨 建筑学研究前沿，2019（14）：62