【摘 要】悬挑高支模排架支撑技术具有施工方便、工期短、节约成本、有利于文明施工等优点，而被广泛应用于工程实践中。本文通过工程实例，对悬挑结构高支模排架支撑体系的设计与施工应用进行了论述，以供参考。
【关键词】悬挑；钢支撑；设计；验算；流程
引言
现代高层、超高层建筑常采用高空大悬挑的手法，来满足使用功能和造型美观的需求。这类高空大悬挑结构高支模具有跨度大、高度高、施工荷载大、施工难度高的施工特点。与满堂脚手架相比，悬挑高支模排架支撑体系在施工工期、施工成本、施工安全、节能环保等方面具有明显的优势。为了做到技术先进、保证质量、确保安全，因此完善悬挑结构高支模体系的设计与施工方法具有显著的现实意义。
1 工程概况
某工程地上15层，建筑面积47936m2。悬挑结构位于第14层，外挑长度3.35m，离地57.95m，位于主楼东西两侧，如图1所示。楼板厚度120mm，封口横梁截面尺寸为250mm×600mm，竖梁截面尺寸为350mm×600mm。
2 悬挑高支模排架支撑体系设计
在满足14层悬挑结构模板排架荷载传递的同时，兼顾悬挑脚手架布置方案(4层、8层及12层)，悬挑高支模排架支撑体系拟布置在12层(图2)，与悬挑脚手架形成一体，满足结构外围模板排架1.0m施工操作需求，整个支撑体系外挑长度达到4.45m，架体搭设高度为8.7m。
2.1 施工方案比选
结合现场施工需求，初步提出3种方案比选。
(1)方案1:落地式满堂架。该方案虽然简便易于施工，但即便从3层开始搭设，模板排架搭设到14层高度为47.55m，考虑工人操作需要，架体高度将达到50m，考虑3层楼板加固及架体自身安全加固措施后，用钢量大且危险性高，无法满足施工需求。
(2)方案2:悬挑型钢主梁加底部钢管斜撑。该方法解决了钢管用量大的问题，但由于悬挑排架支撑体系外挑长度较大，钢管斜撑与钢梁的节点连接质量无法保证整个架体荷载的有效传递，且现场高空作业较多，无法保证施工的安全和质量。
(3)方案3:悬挑型钢主梁加底部型钢斜撑。利用既有悬挑脚手架型钢材料，通过改变架体的支撑形式，保证了施工荷载的有效传递。采用地面预制拼装，利用塔吊一次就位的施工方法，大大缩短了工期并避免了大量的高空作业。
综合现场工期、进度、安全及文明施工等因素，选择方案3完成悬挑结构的施工，如图3所示。
2.2 支撑体系设计
对选定方案进行深化设计，大量试算表明，采用单根钢斜撑与悬挑钢梁组成的支撑体系，由于荷载较大，需要钢梁型号较大(25#工字钢)，现场既有型钢材料无法满足需求。
每根主梁采用2根钢斜撑，增加主梁支座，可有效减少跨中挠度及应力，降低钢梁型号的同时可增大主梁间距。具体方案布置如图4所示，悬挑主梁一端通过与楼板预埋件焊接与建筑物相连，下部采用型钢支撑，上部利用拉索与建筑物连接，拉索仅作为安全保护措施，不参与支撑系统承载力计算。悬挑主梁、钢斜撑、钢连梁均采用18#工字钢，主梁间距3.2m，连梁间距700～800mm。现场施工布置如图4、图5所示。
3 支撑体系受力验算
3.1 模型荷载计算
建立模板排架模型和悬挑脚手架模型，将立杆底部反力作为集中荷载施加在连梁上。从建筑物边界向外共有5排立杆，由于封口梁自重较大且悬挑脚手架高度至楼层顶部，故第4排及第5排立杆荷载较大。
3.2 支撑体系各部件受力验算
经过对支撑体系各部件的受力验算，证明连梁、主梁、下撑杆的强度、抗剪、挠度等均能满足相关规范要求，悬挑主梁整体稳定性及主梁与预埋件连接部位的强度亦能满足规范要求。
4 悬挑钢支撑系统的施工流程
4.1 安装流程
专项方案专家论证→楼层设置预埋件及吊环→主桁架地面焊接拼装→塔式起重机吊装就位并予以固定→由内向外焊接次梁→次梁间隙铺设木方→铺设厚18mm模板作为硬隔离并设置安全网→吊筋连接→平台上搭设模架及脚手架→安装梁板模板及绑扎钢筋→验收支撑系统及排架体系并填写验收记录
4.2 拆除流程
悬挑结构混凝土达到拆模强度→拆除模板及脚手架→由外向内拆除硬隔离的同时拆除次梁及木方→拆除吊筋→利用氧气切断斜撑与预埋钢板的连接→利用塔吊将主体桁架吊运至地面
5 优势分析
改变钢支撑结构体系形式，利用既有悬挑脚手架18#型钢作为悬挑支撑系统杆件的材料，无需按照初始方案另外采购25#工字钢，共节约160m的25#工字钢，共计5万元，在节约施工成本的同时，达到绿色环保的目的。
单榀桁架在地面拼装焊接完成，利用塔吊将钢架吊装到位并焊接固定，与楼层施工时间同步，保证了工程施工进度，同时减少了高空作业量，降低了作业人员的风险。
6 结语
综上所述，悬挑高支模体系中各种支撑构件的强度和整体稳定是确保施工安全的首要条件，本文设计了一种悬挑高支模排架支撑体系，采用悬挑型钢主梁加底部型钢斜撑组合的施工方案，充分利用了现场既有材料，具有成本较低、工期短、施工过程中安全风险因素较少、绿色环保的特点，保证了悬挑构架施工和主体结构安全，有效地解决了悬挑结构施工工期紧、施工难度大等问题。
参考文献
[1] 张允亭.悬挑高支模技术的工程应用[J].福建建材.2013
[2] 骆云峰.悬挑高支模技术在实际应用中的探讨[J].新材料新装饰.2013
[3] 梁晓鹏.高空大跨悬挑结构高支模体系的设计与施工应用[J].山西建筑.2014
论文作者:唐贤成
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第16期
论文发表时间:2016/11/11
标签：排架论文; 体系论文; 脚手架论文; 荷载论文; 型钢论文; 结构论文; 方案论文; 《低碳地产》2016年8月第16期论文;