高空悬挑结构承重结构模板支架设计与施工
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摘 要：高空模板支架混凝土结构施工，悬挑高度59.4 m，结构悬挑部位设置槽型钢、模板钢管支架，钢管操作脚手架搭设体系，架体稳定性、安全性验算，确保施工安全。
关键词：高空悬挑结构 模板支架设计 施工
中图分类号：TU761 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-0-03
京山县华尔靓大酒店工程总建筑面积47108 m2，钢筋混凝土框架结构，地下一层地上15层，屋面板建筑高度59.4 m，总建筑高度为72.6 m。1～2层为裙楼和管道层，1层高为6.15 m，2层高5 m，管道层2.15 m，3～15层为客房，层高除12、14层为3.8 m外，其余层高均3.5 m。屋面悬挑结构梁板为主楼东西两侧部位，两侧屋面梁板向外悬挑长度均为5.3 m，悬挑梁板标高58.6～60.6 m处，悬挑梁板面积达220 m2，悬挑梁板平面、局部平面及剖面如图1～3所示。该文重点论述东西两侧5.3 m跨高空悬挑结构支模部分支架的设计与施工。
1 工程难点
（1）本工程悬挑结构位于60.6 m高空，悬挑高度大，梁板底标高达58.6 m。
（2）屋面悬挑梁板挑面积大，悬挑梁板面积达220 m2。
（3）悬挑架为结构承重架，主悬挑梁截面尺寸为400 mm×800 mm，屋面支撑悬挑梁板混凝土的平均自重荷载达15 kN/m2，悬挑脚手架要同时还要考虑结构和装修施工。
（4）东西两侧5.3 m距度悬挑架紧邻施工区域主要临时道路，安全防护要求高，安全隐患风险大。
2 架体方案选择
悬挑架屋面梁板支撑架选型：悬挑屋面支撑架可采用落地钢管脚手架和悬挑两种施工方案，本工程采用搭设悬挑支撑架，主要考虑如下因素：①搭设落地钢管支架高度达60.6 m，搭设难度大；②落地架不能直接落于自然地面上，落于3层裙楼的结构的屋面上，必须对裙楼3层以下的结构楼板层层进行支撑回顶加固，支撑回顶楼层内的二次结构及装修施工无法及时插入，由于施工工期紧，严重影响施工进度；③落地钢管架占用脚手架管多，搭设拆除时间长，费用高。
3 架体方案设计
架体方案设计经过多方案比较后，确定采用槽钢4层分级承重悬挑设计搭设方案。该方案受力明确，施工极为简单，而且槽钢可在下个工程中重复使用，固可施工成本可降低。在东西两侧B-1轴和B-16轴处，从12层开始设计布置悬挑20号槽钢，直至屋面层，槽钢间距1 m，每层槽钢共22根，14层平台槽钢纵向采用方管连接成整体，间距0.8 mm，槽钢伸入楼层内采用φ20圆钢埋入混凝土板内作压环。共有4个楼层用槽钢以梯级形式分级传递支承所有荷载，上下层槽钢之间用10号方钢管做立杆连接支撑，各层每根槽钢的10号立管分别为：12层采用1根，13层2根，14层3根。经采用10号立管连接支撑，能提高各层之间的整体刚度和稳定性，使荷载受力分级传递。该项方案通过计算表明，可确保施工安全，屋面槽钢组成的操作层可用安全网和毛竹片进行满铺封堵，搭设钢管脚手操作架，外设加密安全网，直至女儿墙端。悬挑架设计方案的搭设布置见图4～图5所示。
4 支撑的计算
为简化计算，只考虑屋面和第14层槽钢承载所有荷载，第12层和13层槽钢作为强度安全储备来考虑，这样计算偏于安全。
（1）槽型钢[20的变形计算
1）计算资料：
①[20槽型钢长L=7.850 m，其中挑长L=6 m。
②钢管脚手架横距为0.8 m，纵距为（即为槽钢间距）1.0 m，?48×3.5 mm，钢管重38.4 N/m，A=4.89 cm2，i=1.58 cm。
③槽钢[20：A=32.83 cm2，Wx=191.4cm3，I=1913.7 cm4。
E=2.05×105 N/mm2，自重257.7 N/m。
2）荷载计算
混凝土及钢筋自重：悬挑结构板厚100 mm，梁截面400×800 mm。（取结构中荷载最大的梁进行计算）按1 m计算单元可以取高度800 mm一半400 mm计算。
25.5×0.4×1.0=10.2 kN/m
毛竹片自重：0.35×1.0=0.35 kN/m
钢管及扣件自重：
（38.4×1.0×3.+13.2×2×3+38.4×3.55）×1/0.8=512.4 N/m
=0.512 kN/m
[20槽钢自重：0.258 kN/m。
静荷载：∑P1=11.62 kN/m
活荷载：
施工人员及设备：1.0×1.0=1.0 kN/m
所以槽钢所受荷载：∑P=11.62×1.2+1.0×1.4=15.344 kN/m
上式荷载分荐系数，对静荷载取安全系数1.2，对活荷载取1.4安全系数。
屋面层悬挑槽钢根据A―A剖面可视为三跨连续梁，故计算简图6示意。
查《建筑结构静力计算手册》（中国建筑工业出版社）
得最大弯矩：，最大挠度Wmax=
3）强度计算：
（满足要求）
4）变形计算
（满足要求）
（2）14层方钢管强度计算
10号方管的截面特性：
查《建筑结构静力计算手册》（中国建筑工业出版社）
得RB=VB左+VB右
（满足要求）
（3）悬挑架及屋面结构层模板支撑
①悬挑槽钢施工：[20槽钢的悬挑安装，应先在12、13、14层梁板浇筑时开始预埋U型φ20圆钢螺栓，混凝土达到强度后再安装悬挑[20槽钢。
②10号方钢管支撑安装：立杆方钢管在上层悬挑槽钢安装同时进行焊接安装，立杆方钢管的上下支点均应焊接牢固。
③操作平台的施工：14层外悬挑槽钢搭设好后，由于槽钢的纵横向水平间距800 mm或1000 mm，在槽钢上面直接铺满竹串片脚手板，用钢管栏杆操作架和踢脚围护，外加设密孔安全网封严密，直至屋面女儿墙顶部。
④屋面模板支撑安装：所有支撑在14层外悬挑槽钢上的脚手架立管，均应上顶面焊100 mm长φ25钢筋头，以便于φ48×3.5钢管套于钢管头上进行立柱定位，钢管立柱安装于屋面模板下5～8cm为准，立柱底部以上100 mm处设纵横扫地杆，立柱中部和模板底面设置纵横大横杆，步高为1000 mm为宜，每隔3 m设垂直纵横剪刀撑，使混凝土施工模板支撑形成整体。其操作脚手架，用安全网和竹片进行满铺封堵，形成封闭式的安全屏障，施工人员看不到外面，使人感觉有较强的安
全感。
（4）屋面悬挑梁板混凝土施工
施工顺序：无悬挑结构部分浇筑悬挑结构靠内侧主梁悬挑结构外侧主梁悬挑结构靠内侧的次梁悬挑结构外侧次梁悬挑结构内侧板悬挑结构外侧板悬挑结构达到设计强度后女儿墙结构安装施工。
5 结语
本工程悬挑支撑架搭设及混凝土浇筑施工非常顺利，屋面悬挑梁板混凝土浇筑后的最大下沉挠度为0.76 mm，与理论计算的0.41 mm基本吻合。
（1）本工程悬挑结构12～13层承重悬挑槽钢只作为安全储备，不参与荷载计算，保证了架体的安全。
（2）屋面悬挑梁板混凝土浇筑必须严格按照方案要求的顺序进行。浇筑过程中，设置好操作架体沉降观测点，做好应急预案和准备工作，确保架体安全。
（3）工程针对大悬挑结构和大荷载特点，设计安装了悬挑槽钢结构整体平台，并对平台及外脚手架等较为薄弱安全环节采取了措施，既保证了大悬挑的安全施工，以避免了施工操作过程中发生安全隐患，工程施工顺利完成任务。
参考文献
[1] 江正荣，朱国梁.简明施工手册[M].4版.中国建筑工业出版社，2005.
[2] 中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[M].中国计划出版社，2002.