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高空部位大悬挑现浇混凝土结构施工技术的应用

2021-11-03 81 上传者：管理员

摘要：通过荷载分析计算，设计一个具有足够刚度、强度及稳定性的钢平台，将该平台设置在悬挑结构下部相应位置，作为悬挑结构施工的操作层和受力层，在平台上进行悬挑混凝土结构的模板、钢筋、混凝土施工，从而解决高空部位大悬挑现浇混凝土结构的施工难题。

关键词：
大悬挑
建筑施工
房屋建筑设计
混凝土结构
高空部位
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目前，房屋建筑设计呈现出越来越明显的个性化、多样化的趋势，同一建筑中，不同楼层也有着不同的风格和功能，在部分工程中出现了在较高的楼层处设计有大悬挑现浇混凝土构件的情况，它满足了建筑功能及美观的要求，但给施工带来较大的难度，本文通过实际工程情况，总结出了一个有效地解决高空大悬挑现浇混凝土结构的施工办法，能够保证该类工程的顺利施工。

1、工程概况

本项目位于成都市高新区，由6栋16～20层的高层建筑组成，总建筑面积14.3×104m2,结构类型为框架剪力墙结构。2-1号楼在16层(58.55m)、17层(62.05m)周边有悬挑结构，悬挑长度为0～4m不等，悬挑板厚100mm,悬挑梁断面为200～600mm×700mm,17层以上，又恢复到原本的结构形式。由于这两层悬挑结构所在位置较高，且悬挑长度达4m,给该部位的模板支设及外防护架施工带来一定的困难。

综合考量，采用在悬挑构件下一楼层相应位置搭设钢平台，在平台上进行上部结构模板支撑体系及防护脚手架搭设工作，如图1所示。

2、钢平台的设计

2.1 悬挑结构下部常规模板支撑体系设计(不含钢平台)

根据混凝土悬挑构件的截面尺寸及相关规范，运用品茗安全软件计算出悬挑构件钢管支撑体系的纵横间距及步距、进而得出每根竖向钢管需要传递到平台上的荷载以及在平台上支撑点的位置。在进行钢平台受力计算时，需要考虑上部两层结构及支撑体系传递到平台上的总荷载、单层施工荷载，同时还要考虑外围两层防护脚手架传来的荷载。

2.2 平台设计

钢平台需要承受上部两层结构及其支撑体系的自身重量、单个楼层的施工活荷载、外部两层脚手架的重量及脚手架上的施工荷载，整体受力较大。所以，平台的受力体系材料选用H型钢，具体为：

(1) 沿悬挑梁方向的H型钢，一端用U形卡环加螺栓的形式固定在下层楼板上，伸出结构楼板外的长度根据结构外伸长度变化而变化，需满足上部悬挑构件的外伸长度加上搭设防护脚手架所需长度之和。卡环的设置形式见图2。

(2) H型钢的间距同上部楼层模板支撑体系钢管的间距。

(3) 为保证H型钢不位移，在H型钢固定端之间焊接16#工字钢两道。

(4) 沿外围护架搭设部位，在外伸H型钢上焊接16#工字钢，在每根悬挑H型钢的下部，用16#工字钢对其进行斜撑，下部结构的边梁上需要埋设钢板预埋件，作为斜撑的支撑点，见图3。

(5) 在第一层悬挑结构混凝土浇筑完毕后，用钢丝绳将悬挑H型钢斜拉在该层结构上，增加安全系数。

(6) 钢平台主H型钢的规格、横向型钢的规格、斜撑杆件规格均需通过PKPM专用软件进行受力计算，杆件需能满足受力及变形要求。

(7) 本工程的整个支撑体系设计如下：整个支撑系统设计为H型钢及锚固件组成，其主要截面形式为H300×150×6.5×9,材质Q345B,16#工字钢，材质Q235B。锚固系统主要采用ϕ20mm成品锚环，钢丝绳拉环采用ϕ20mm圆钢制作，整个外挑支撑系统设置拉锁及型钢支撑，主梁间距1.2m。外架立杆横距0.8m,纵距1.5m,步距1.8m。模板支撑架立杆纵、横间距1.2m,步距1.5m,梁底增加一根立杆与板支撑架连接为整体，见图4。

本平台荷载按照断面最大的梁处荷载进行计算，悬挑长度按最大悬挑长度加外架所需宽度进行选取，按此梁部位的型钢两侧1.2m/2=0.6m范围内的总体荷载传递进行计算。

3、钢平台的施工

在外伸型钢平台层结构混凝土达到一定强度后，开始安装型钢。将已刷漆的型钢用塔吊运到楼层上，放置在U型锚栓的U型卡槽内，使用U型锚栓的盖板及螺帽进行初步固定。

调整型钢悬挑长度，在每根型钢上作出相应的悬挑长度尺寸标志，用塔吊配合，调到型钢外挑尺寸与方案一致。型钢布置完成后，拉通线检查并再次校正外挑长度，拧紧螺栓，并将型钢同楼板上的埋件焊接；待焊接完成后安装下部斜支撑，将斜撑的角度按方案要求调成现场需要的角度，先进行斜撑与下部预埋板焊接，后进行斜撑与悬挑梁间的焊接，待斜撑安装完成后，安装悬挑型钢间的连接工字钢，使悬挑梁形成整体。

悬挑梁、斜撑和连接次梁全部焊接加固后，采用木枋、木楔子等将每根型钢固定在预埋锚环上，确保固定牢实，不松动。

待悬挑梁及各工字钢固定牢固、形成整体后，在悬挑端满铺木脚手板，脚手板必须垂直于工字钢主梁横向铺设，并采用低碳钢丝将脚手板同钢梁绑扎牢固，形成完整的操作平台。

4、支撑架体及防护架搭设

4.1 支撑架体搭设流程

安装立柱→安装水平扫地杆→安装扫地小横杆→安装水平杆→铺挂安全网→铺设模板→绑扎钢筋→验收→浇筑混凝土。

4.2 支撑架体搭设应注意事项

(1) 在支模架搭设之前，应结合平面布置图将挑梁线弹测出来，保证立杆间距满足设计要求。

(2) 立杆位置固定。按照设计采用的立杆间距要求，在型钢上相应位置先焊接直径为ϕ25mm,长度不小于50mm的钢筋，将立杆套在钢筋上，方便固定位置，同时也防止立管滑移。

4.3 外脚手架搭设

(1) 外脚手架立在焊接于H型钢的工字钢上面，同样需要先在工字钢上相应位置先焊接直径为ϕ25mm,长度不小于50mm的钢筋，将立杆套在钢筋上，方便固定位置，同时也防止立管滑移。

(2) 由于支撑架所处位置较高，需按规定与建筑物间设置可靠的连接措施，防止支撑架倾倒。

5、混凝土浇筑及架体监测