高空悬挑现浇混凝土桁架结构的模板支撑体系及其施工

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1 工程概况

三亚美丽之冠酒店工程由6 栋产权式酒店、1 栋产权式公寓及1 栋白金五星级酒店、1 栋七星级酒店及地下车库、裙房等建筑物组成，总建筑面积约65.8 万m2，其中地下约32.3 万m2，地上约33.5 万m2，结构形式为桩筏基础、框架-剪力墙结构。为满足建筑设计的要求，采用现浇预应力钢筋混凝土桁架结构，呈阶梯树状错落悬挑。悬挑桁架部分总建筑面积约4.3 万m2，最远端挑出13.5 m，距地面约55 m（图1）。

2 主要技术方法

2.1 脚手架类型选择

（a）结合本工程外立面特点及悬挑桁架承重特点，承重脚手架分为内支模架、外支模架，其中内支模架又分为普通楼层支模架、桁架层支模架、缓冲层支模架，外支模架分为高支模落地架和高空悬挑支模架。

（b）高支模落地架和高空悬挑支模架，分别利用2011品茗计算软件进行辅助设计和计算，充分考虑滨海地区的风荷载因素，按照海南省三亚市30年一遇风荷载核算。高支模支撑架分别对模板面板、模板支撑木方（即次龙骨）、托梁钢管（即主龙骨）、模板支架立杆荷载及稳定性、地基承载力进行计算，计算结果均满足核载和材料自身的强度要求。高空悬挑支模架分别按照单跨外伸梁、斜牛腿钢梁的强度及架体的整体稳定性等进行计算，还对上拉钢丝绳、模板支撑杆件、节点构件等进行计算，其结果符合受力要求（图2）。

2.2 高空悬挑脚手架

2.2.1 高空悬挑脚手架技术要点

悬挑支模架由型钢悬挑梁、下撑型钢牛腿、上拉钢丝绳及架体4 部分组成。由工字钢挑梁和型钢斜牛腿作为主要受力构件，牛腿生根点在悬挑工字钢下层楼板混凝土浇筑前预埋，并在安装牛腿时与牛腿采用焊接方式连接；悬挑工字钢后部锚环在本层楼板混凝土浇筑前预埋，并在安装工字钢挑梁时用木楔紧固；工字钢挑梁和型钢斜牛腿之间采用焊接方式连接，支撑脚手架搭设与中间层结构施工同步，待承重层浇筑混凝土之前将钢丝绳斜拉至悬挑工字钢端部作为安全储备。

图1 典型外立面

图2 悬挑部分结构支模架示意

2.2.2 高空悬挑脚手架变形观测

每栋楼每个悬挑段（或落地段）作为一个监测区域，每个监测区域在阳角必设、中部设置1 个点，观测点采用长120 mm、Φ25 mm短钢筋焊接在工字钢梁上，距离端头1.4 m。目测每天1 次，仪器监测为搭设完毕后第1次，结构顶板混凝土浇注后1 周内每天1 次，1 个月内每周1 次，后续监测为每个月1 次，遇到6级风、大雨天气等恶劣天气临时增加监测次数，监测直到脚手架完全拆除。

监测数据预警值为脚手架顶端水平位移超出10 mm或垂直度变化超出10 mm或基础沉降超过10 mm。

通过过程中的监测，各项综合指标均达标，未出现变形或沉降超出预警值的现象。

2.3 安全合理的脚手架的拆除技术

按照脚手架功能区分为基础层脚手架、普通楼层脚手架、高支模落地架、缓冲楼层脚手架、桁架层脚手架。普通楼层脚手架结构混凝土强度达到100%，即可拆除所有楼层模板体系。桁架层脚手架结构混凝土强度达到100%即可拆除次梁及楼板模板体系，同时保留主梁及斜撑等特殊结构模板体系，待组合桁架内所有构件预应力张拉完毕后方可拆除。缓冲楼层脚手架及悬挑支模架必须待上部桁架层脚手架模板体系全部拆除完毕后，方可拆除，完毕后桁架柱下方必须设置2×2钢管格构架顶紧以便将上部荷载传至下层。高支模落地架必须待上部所有桁架层结构施工完成、预应力张拉结束后方可拆除。基础层脚手架必须待高支模落地架拆除完毕后方能拆除。

3 质量安全控制措施

3.1 质量控制措施

（a）所有材料包括型钢、圆钢、钢丝绳、绳卡、花篮螺栓、钢管、扣件等进场需提供材质证明，并经质检部门验收合格后才能使用。

（b）牛腿埋板及钢梁锚环预埋时需拉线控制其位置及标高，偏差不得大于10 mm；在浇筑混凝土过程中派专人看守，及时调整因混凝土浇筑及振捣产生的位移。

（c）钢梁严格按照方案中要求安装，其位置、顺直度、根部及端部标高、间距等均需控制，钢梁在架体生根处焊接Φ25 mm短钢筋头，避免钢管根部不稳定。

（d）牛腿埋板与牛腿、牛腿与钢梁下部焊接时，焊缝处应提前做好防锈措施，焊缝应饱满，并在焊接后涂刷防锈漆，由质检员逐一检查并做好记录，落实责任人。

（e）钢丝绳卡环按照规范要求设置，并用花篮螺栓拧紧。

（f）钢梁锚固端用木楔或短钢筋焊接，并时常检查其松紧程度。

（g）监测须重点关注脚手架最底层立杆与卸荷点立杆的弯曲变形，脚手架立杆垂直度，大横杆的弯曲变形，监测脚手架连墙是否牢固，监测钢丝绳卸荷点连接情况和吊环变形，钢丝绳是否拉紧，悬挑钢梁与锚固钢筋是否采用硬木塞紧。

（h）悬挑型钢和钢牛腿安装完成后须进行验收，合格后才能搭设满堂脚手架；满堂脚手架搭设完成后须进行验收，合格后才能支设模板及钢筋绑扎。施工过程中要进行检查并留有记录。

3.2 安全控制措施

（a）在现场设有专职安全负责人，专门负责现场安全施工，落实有关安全生产的规章制度，进场前和施工中对安装作业人员进行安全教育。特种作业人员必须经专业培训，并获得操作证才能上岗作业。

（b）电工、电焊工工作时必须穿绝缘鞋。电焊时下方必须有接火斗，防止因火花造成火灾，现场必须配有水桶及灭火器。

（c）型钢利用塔吊进行拆除，下方拉警戒线，严禁人员及车辆出入，安全员盯岗到位。

（d）成立以项目经理为组长的应急预案小组，明确组员职责分工，提前进行应急演练，以确保结构支撑系统的安全。

4 结语

针对三亚美丽之冠酒店工程悬挑桁架结构实施过程中出现的各种情况，在解决实际问题的同时，将总结的新技术、采用的新工艺的技术指标、应用情况、施工要点作了详细的研究。所研究的内容在实际工程中已得到应用，能够很好的解决了工程施工中存在的问题，未出现任何结构质量及结构安全问题，经济效益和社会效益显著，对类似工程具有较高的推广应用前景。