高层建筑悬挑外架及高支模架应用

2015-04-17金立平

建材与装饰 2015年41期

关键词：挑梁模架支模

金立平

（歌山建设集团有限公司　311300）

高层建筑悬挑外架及高支模架应用

金立平

（歌山建设集团有限公司311300）

悬挑高支模技术在高层建筑中应用越来越广泛，该技术具有施工简便、节约成本、缩短工期等诸多优点，完善悬挑高支模体系有着重要的现实意义。本文基于悬挑高支模体系，分别对悬挑外架和高支模架的相关设计进行分析，并结合实际工程，对悬挑外架和高支模架在高层建筑中的应用进行探讨，以期能够为悬挑高支模技术方案的选择和具体施工提供一定的指导。

悬挑外架；高支模架；高层建筑；工程应用

近年来，高层建筑施工越来越频繁，这种高层趋势也使悬挑高支模技术得以广泛应用，该技术由悬挑外架和高支模架两部分组成，前者起架灵活、造型新颖，可上下同时施工，后者是一种超高、大跨结构模板支架，二者现已经是高层建筑施工必用的装备。鉴于悬挑高支模体系综合运用了悬挑外架和高支模架两项技术，相关施工方案的选择尤为重要，有必要编制专项施工方案，达到安全、适用的施工要求。

1　悬挑高支模体系设计

1.1悬挑外架结构设计

悬挑外架的关键在于其结构，保证悬挑外架结构的强度和稳定性，才能将自身的荷载传递给建筑结构。在高层建筑施工中，当主体结构需立即施工且结构工程±0.000以下无法及时回填土，四周设计裙房但脚手架难以直接支撑到地面以及搭设高度已经超过设计规范时，此时需要应用悬挑外架[1]。工地常规选用挑梁式悬挑外架，即为固定在结构上的型钢悬挑梁，由工字钢或槽钢组成，综合考虑搭设高度和型钢挑梁长度等因素，选用单挑梁式、斜拉挑梁式或下撑挑梁式悬挑脚手架。其相关设计应满足以下要求：搭设高度控制在20m以下，型钢的选择必须经过严格的计算确定，连接构造设计必须满足相关规范要求，型钢挑梁和埋件之间通过焊接方式或螺栓连接；当挑梁水平立于建筑梁板结构上时，固定端长度应不小于悬挑段长度的1.25倍。

1.2高支模架结构设计

高支模架工程是指高度超过8m，或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kN/m2，或集中线荷载大于20kN/m。在设计高支模架结构时，首先要对其进行力学分析，由于高支模架立杆较长，随着杆层数的增多，架体竖向刚度也会增大，而此时水平方向的刚度却未发生明显变化，横竖向杆件又由扣件连接在一起，在这种情况下，竖杆会发生一定程度的侧移，即体现为竖杆的应力变化，根据此力学模型，可将整个架体的空间三维形式转化为平面形式。简化成多节点连续压杆[2]。在结构设计中，应注意以下要点：为减小偏心作用，模板荷载作用点应尽量靠近立杆，最好是在立杆之上；强度和稳定性要计算保证；立杆基础受载后，其沉降应控制在10mm以内，若基底为楼板时，则应视需要设置支撑；节点构造、斜杆以及加强性杆件的设计，必须符合相关规范要求。以支设立杆为例，地基必须保证平整坚实，垫层混凝土强度应超过C20、厚度应大于10cm；当立杆落在楼板面上时，必须在板面下给予可靠的支顶措施；立杆步距通常不大于1.5m，杆下设置垫板或底座。

2　悬挑高支模技术在高层建筑中应用

以某住楼工程为例，该建筑由两栋28层住宅楼和共有负2层地下室组成，主体为框架剪力墙结构，总建筑面积61240m2（地上52536m2，地下室8704m2），建筑高度为87.5m，地下室顶板梁跨度为9.4m，集中线荷载大于20kN/m。本工程采用悬挑高支模体系，现对悬挑外架和高支模架的应用情况介绍如下：

2.1悬挑外架的应用

悬挑外架结构的型钢选用Q235钢，以16号工字钢为主悬挑梁，屈服强度f≥235N/mm2；选用φ48×3.5mm钢管，壁厚≥3mm，均符合《脚手架安全技术规范》中的相关规定，且产品均具有质量合格证和检验报告；脚手板规格为3m长×0.25m宽×50mm厚，质量不超过30kg。在高层外装饰施工中，1～4层采用落地式双排扣件式脚手架，5层以上选用悬挑式双排扣件式脚手架，分四段搭设，起始标高分别为15.5m、33.50m、51.50m和69.50m，分段搭设高度控制在6层，即不超过20m。构造要求：挑梁锚固段用2个U形钢筋拉环固定牢固，并在挑梁外端架设φ20钢丝绳拉接预埋钢筋吊环，在其上面设置花篮螺杆以便于拉紧和放松，为防止工字钢梁出现移动情况，应进行焊接固定，然后才能搭设脚手架；同时还要重视验算环节，其中立杆的最大纵距、横距和步距分别控制在1.5m、0.8m和1.8m，连墙件的设置以计算为准，内排架与墙间距不大于0.3m，重点对悬挑外架整体结构的安全性进行验算，包括立杆的稳定性、吊环的稳定性、连墙件自身强度和连接强度、悬挑钢梁的抗弯强度和挠度以及锚固段与预埋U形钢筋拉环的强度等内容，确保悬挑外架达到设计要求[3]。

在搭设悬挑外架前，应按照施工方案和相关规范要求，对操作班组、现场管理人员和施工作业人员进行技术交底；按照方案及规范要求对悬挑外架构造进行检查和验收，包括型钢、钢管、扣件等内容，禁用不合格产品；根据平面布置图进行放线和搭设，确保支撑悬挑外架楼层梁板的强度达到100%，搭设过程中，严禁在无人指挥情况下作业；为保证悬挑架的稳定性，其外侧全立面应自下而上连续设置剪刀撑，设置宽度在6m以上，斜杆与地面倾角应控制在45～60°内；立杆底部下端以6m和3m杆为主，二者交错设置，其顶层为搭接方式，其余各层均为对接方式[4]。在搭设过程中，要做好安全管理工作，组建安全管理领导小组对整个工作进行统一管理，严把质量关，并制定合理、有效的补救方案，及时对出现的问题进行整改补救。

2.2高支模架的应用

地下室顶板施工采用的是高支模架技术，在上述工程中，高支模位于地下一层至一层下沉庭园处（层高达10.2m）和地下室顶板室内外高差处大梁处（梁截面尺寸500×2350，板厚250mm）。该工程采用的是满堂钢管顶托式支撑架，设在C35钢筋混凝土地下室楼板上，厚度为250mm，强度达到要求后开始搭设。高支模架选用915×1830×18（mm）胶合板，φ48×3.5mm钢管立柱，板底立杆横纵间距为900×900mm，梁侧立杆横纵间距为900×450mm，梁底中间设置双立杆φ450；水平拉杆竖向间距在1.5m以内，离地高度200mm，水平、垂直剪力撑按构造要求设置到位。对高支模架的稳定性和安全性进行验算，包括立杆的稳定性、扣件抗滑移以及模板面板的抗弯强度和抗剪强度等内容，确保高支模架达到设计要求，同时采取必要的混凝土浇捣安全措施，在浇注过程中对整个系统进行观测，制定应急预案，做好加固工作[5]。