广西建工集团第二建筑工程有限责任公司 广西南宁 530000
摘要：本文针对某工程高空悬挑混凝土结构的特点，采用型钢挑梁结合下部斜撑钢管卸荷，以此形成可供高空悬挑构件施工的模板支撑平台，同时通过对该平台的关键构造措施、施工技术要点进行阐述，为类似工程提供借鉴参考。
关键词：悬挑结构；型钢挑梁；钢管斜撑；模板支撑
1 引言
随着人们对建筑外观造型及功能的要求不断提高，建筑高空悬挑混凝土构件也大量涌现，在该类高空悬挑混凝土现浇结构施工过程中，需要根据构件的悬挑跨度、荷载大小及高度等情况来选择相应的支模承载体系，常见的支模承载体系有落地式钢管脚手架支撑体系、钢桁架承载支撑体系以及多层型钢挑梁卸荷等承载体系。本文针对某工程悬挑跨度及荷载不大的高空悬挑混凝土结构施工，采用以钢管斜撑型钢挑梁的受荷方式（斜撑钢管和型钢挑梁共同承受模板支架的荷载），同时通过对受荷体系计算模型、关键细部构造进行优化及改进，提高了安全系数，降低施工难度和成本。
2 工程概况
某办公楼工程位于广西南宁市五象新区，地下1层，地上7层，框架结构，总建筑面积11750.50㎡，建筑高度为34.2m。该工程7～22轴×A轴屋檐处为悬挑混凝土结构，结构悬挑跨度3.2m，净空高度28.3m，悬挑区域面积约120㎡，楼板厚110mm，主要梁截面为300×550mm，150×600mm。
3 承载支模体系选型及关键技术措施
针对该工程悬挑结构静空较高，但悬挑跨度及荷载不大等实际情况，同时对施工难度、进度及成本等因素综合分析，采用型钢挑梁结合下部斜撑钢管卸荷的高空模板承载平台施工方法，该平台基本构造为：先在拟施工的悬挑构件层（F层）的下一层（-1F）层安装安装型钢挑梁（工字钢），并在钢梁上铺设脚手板，然后在每道钢梁下方（-2F）层采用数道斜撑钢管对钢梁进行斜撑卸荷，最后在钢梁上搭设供悬挑结构施工作业所需的模板支架，见图3.1。 同时，为增强该承载体系的受荷性能及稳定性，对细部构造采取以下加强和优化措施：
1、钢梁与斜撑钢管荷载传递及连接构造措施：
在钢梁下方设置一道与钢梁垂直的横向水平承托钢管，水平承托钢管再与斜撑钢管连接(图3.2），并在钢梁上焊接直径25的钢筋段，限制水平承托钢管在钢梁接触面的滑移，增强卸荷体系传荷节点可靠性。
2、斜撑钢管的传荷效果控制措施：
为确保斜撑钢管的传荷效果，应控制好斜撑钢管的支撑点、支撑角度及支撑基座。斜撑钢管在钢梁上的支撑点尽量设置在模板支架立杆下方，且斜撑钢管与水平面夹角不宜小于60°。斜撑钢管根部垫设方木段作为其基座，且方木基座割设斜面凹槽，使斜撑钢管底部端面可垂直作用于方木基座。同时，为增强承载体系的整体性及稳定性，斜撑钢管架体设置纵横向水平联系杆和楼层内满堂架体及主体结构进行有效拉结。
3.2 承载体荷载计算方式
型钢挑梁与斜撑钢管经节点处理后，可按铰支连接的超静定结构作为荷载计算，计算中采用结构力学求解器进行结构内力计算，通过建立和输入各杆件及节点的类型、间距、荷载等相关信息后，计算出结构的变形、弯矩、轴力等数值，作为判断体系荷载计算是否满足要求的依据。
4 主要施工操作要点
4.1施工工艺流程:体系受荷计算→型钢挑梁加工及安装→斜撑钢管体系搭设→满堂架搭设 →混凝土浇筑施工→承载体系拆除
4.2施工操作要点
4.2.1体系受荷计算
体系荷载计算简要过程如下：结构体系搭设初步参数的设定，即根据构件的悬挑跨度、荷载等实际情况，初步确定模板支架立杆的纵横向间距、型钢挑梁的规格、斜撑钢管设置数量、角度等参数，然后应用结构求解软件进行验算，验算过程应选择悬挑构件最不利（荷载最大）部位进行荷载计算，为便于计算，将立杆对型钢挑梁的集中荷载转化为均布荷载。
输入各材料特性参数、布置间距、连接方式、荷载信息等参数，求解出结构各项内力值，将计算数值对材料承载力值及规范要求进行对比分析，如计算结果不满足要求，则从新设定和调整相关参数。
4.2.2型钢挑梁安装
1、焊接立杆固定件：根据模板支架立杆在型钢上的分布位置要求，在型钢挑梁承载面上焊接直径25，高50mm的钢筋头，作为立杆的定位固定件(图4.2.2)。
2、焊接水平承托杆件的限位装置：
由于水平承托杆件（钢管）与斜撑钢管呈一定交角传荷，当水平承托钢管受型钢挑梁竖直向下的荷载作用时，由于斜撑钢管呈一定角度与其连接，产生的分力导致其会沿型钢挑梁向外滑移，为防止发生位移采用焊接钢筋头的方式对其进行限位(图5.2.2-1)。
限位钢筋头采用直径25的螺纹钢，设置在立杆固定件下方，长度与型钢宽度相同，采用双面焊与型钢呈垂直焊接，以此形成的限位装置可有效限制水平承托钢管的位移，使其与型钢挑梁形成近似铰接连接。
3、型钢挑梁锚固安装
（1）型钢挑梁采用预埋在楼板结构上的U形钢筋拉环锚固件固定，U形钢筋拉环或锚固螺栓直径不宜小于16mm，U形钢筋拉环或螺栓应采用冷弯成型。
（2） U形钢筋拉环或锚固螺栓应预埋至混凝土梁、板底层钢筋位置，并应与底层钢筋焊接或绑扎牢固，同时加强楼板局部的钢筋配置或增加钢梁锚固端长度等措。
（3）安装钢梁的当层楼板下的一层满堂架不得拆除，如已拆除应采用钢管进行回顶措施。
5.2.3 斜撑钢管体系搭设
斜撑钢管体系由水平承托杆件（钢管）、斜撑钢管、拉结杆件等组成。其搭设要点为：
搭设水平承托钢管：水平承托钢管是型钢挑梁向斜撑钢管传递荷载的中间传递结构，位于型钢底部的限位装置内侧并与限位装置接触，并通过扣件与斜撑杆连接。 搭设时可先采用扣件将其扣夹住钢梁下翼板两侧做临时固定后（图5.2.3-1），再与斜撑钢管连接。
2、水平承托钢管采用6m通长钢管，至少与三跨斜撑杆连接，其接长方式采用搭接，搭接长度不小于1m，并使用三个扣件连接。
3、水平支撑杆与斜撑杆扣件连接时，须通过扭矩扳手检测扣件扭矩，下部加设双扣件，保证水平支撑杆与斜撑杆连接牢固。
4、斜撑钢管搭设：斜撑钢管以双道杆件形式，设置在钢梁两侧并与水平承托钢管采用双扣件连接。斜撑钢管必须与水平承托钢管保证垂直，且每道斜撑钢管的水平夹角不宜小于60°（如现场局部无法满足，则应采用增设斜撑钢管措施），以确保其能发挥最大的受荷性能。
5、斜撑钢管部垫设枋木作为基础垫座，房木与斜撑杆底部接触面割斜槽，斜槽面垂直于斜撑钢管（图5.2.3-2），以保证斜撑钢管底部受荷均匀。
6、构造拉结杆件是保证斜撑卸载体系整体稳定的重要保障，斜撑钢之间应设置纵、横向拉结杆件连接成整体，横杆步距不大于1m，其横向水平拉结杆延伸至室内的满堂架体，并与不少于3道室内立杆进行连续拉结，其中间至少应设置一道水平剪刀撑。同时，相隔一定的间距与主体结构采取可靠的抱柱拉结。
5.2.4 满堂架搭设
1、架体搭模板支撑满堂设前，应在型钢挑梁面上满铺脚手板作为操作平台，脚手板采用铁丝和型钢挑梁进行绑扎，铺设牢固严密。
2、满堂架体搭设过程中，应注意杆件横平竖直，扫地杆、纵向水平杆与室内满堂架拉结，连墙件拉结、杆件的接长方式等构造措施应符合相关规范的要求。满堂架体搭设过程应及时施做外侧防护栏杆，并挂设安全网。
5.2.5 混凝土浇注及监测
为避免和减少混凝土浇筑过程对模板支撑体系的稳定性产生不利影响，在浇筑过程应注意以下事项：
1、浇筑过程泵管应悬空架设，禁止与悬挑模板区域接触，以避免泵管震动危害模板体系的安全。
2、混凝土浇筑过程中，宜采用由内向外、先梁后板的浇筑顺序，同时应均匀缓慢铺料，避免堆料集中，确保模板支架体系受荷的均匀性。
3、浇筑过程中派专人对满堂支架、承载体系的状况进行全程监测、监控，一旦发现模板、支架杆件有松动、下沉、挠曲变形等现象时，应立即停止浇筑作业，操作人员撤离，并进行加固处理后方可重新浇筑。
5.2.6 支撑体系的拆除
悬挑结构混凝土浇筑完毕并且强度达到100%的设计强度后，方可拆除模板，拆除原则为先支后拆、后支先拆的拆除顺序，拆除顺序为：上部模板体系拆除→满堂架拆除→下斜撑钢管拆除→钢梁拆除。
5.2.7安全控制措施
1、施工过程加强安全技术交底、三级教育及过程监控工作，交底的重点为钢梁与斜撑杆的搭设、扣件的拧紧及检测、承载平台及满堂架体系等构造措施。
2、电焊作业严格执行动火审批手续， 防止发生火灾，规范机具设备操作规程。
3、钢梁吊装及拆除时做好试吊工作，吊具应牢固可靠，经确认安全后方可作业。
4、高空作业人员必须佩带好安全带等劳保用品。
5、禁止在4级以上大风的环境下进行承载平台及满堂架搭设、拆除作业。
6 结语
通过本工程的应用实践证明，采用钢管斜撑型钢挑梁卸荷的支模体系施工方法，可有效解决跨度不大、荷载较小的高空混凝土悬挑构件施工难题，该方法具有关键构造节点合理、荷载传递清晰、体系稳定、安全可靠，且材料投入少、材料重复利用率高、装拆方便、施工速度快、成本低等优点，是一种能较好兼顾施工进度、成本和安全的施工方法，在本工程的应用中取得了较好的综合效益。
参考文献
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论文作者:韦克壮
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/15
标签：钢管论文; 型钢论文; 荷载论文; 钢梁论文; 体系论文; 结构论文; 满堂论文; 《基层建设》2017年6期论文;