屋顶超长悬挑混凝土结构施工技术

陈建明

（福建裕龙建筑工程有限公司）

屋顶超长悬挑混凝土结构施工技术

陈建明

（福建裕龙建筑工程有限公司）

建筑业的飞速发展，带动了高层建筑不断增多，随着人们对建筑使用和品位要求的提高，对建筑屋面的作用和观感要求也越来越高。许多建筑在屋面顶端采用高、大、长悬挑混凝土结构，使屋面上方形成具有通透、立体感强的观感效果，从而提高了建筑立面的整体艺术效果。

对涉及超高超长悬挑混凝土屋面结构，悬挑脚手架得到了很多施工企业的使用。和普通落地式脚手架相比，悬挑脚手架具有节约工期、安全可靠、成本低、就地取材等优点，悬挑脚手架在施工前必须设计专项的施工方案。设计的悬挑脚手架的方案合理完整且安全可靠，才能让施工人员正确的安装、搭建与制作，这样才能保证工程的安全性，进而保证工期按期完成。

1　工程简介

福州某医院病房大楼工程由南楼、北楼及医院街三部分组成。病房大楼工程属一类高层医疗建筑，建筑耐火等级一级。大楼东西长约149m、南北宽约127m，地下两层，地上分三个部分组成：北楼18层、檐高84.45m，南楼13层、檐高55.90m，医院街12层，檐高52.10m；总建筑面积约15万m2，建成后将成为福建省建筑面积最大，智能化程度最高的病房大楼群。

图1

2　方案选择

本工程南楼9层以上悬挑混凝土结构距离地面高度42m，模板支撑若采用满堂脚手架，架体本身性和单支立杆稳定性很难保证，并且作为模板的受力支撑结构架体，加固量大，危险性大。占用项目东侧道路场地，影响其他施工。因此选定悬挑脚手架作为支撑结构。9层300×900混凝土梁相对7层最大悬挑出5.97m，600×900混凝土梁相对7层最大悬挑出3.7m。采用在7层布置工字钢钢梁悬臂结合在八层设拉点拉钢丝绳的施工方案。利用已完结构作为钢梁的支撑及钢丝绳的吊点，通过钢丝绳吊钢梁形成稳定承载平台。在钢丝绳和钢梁共同作用下实现超长悬挑结构中的现浇梁、板模板的搭设工作。

对钢梁及钢丝绳内力及变形计算假设：600×900梁施工荷载为大梁模板支撑脚手架立杆的轴心压力设计值，取N=32.581kN。悬挑水平钢梁采用18号工字钢，建筑物外悬挑段长度4.00m，建筑物内锚固段长度3.30m。悬挑水平钢梁上面的联梁采用16号工字钢，相邻悬挑钢梁之间的联梁上最多布置1根立杆。悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物7.10m（等效距离3.50m）。拉杆采用钢丝绳。

300×900梁施工荷载为梁模板支撑脚手架立杆的轴心压力设计值，N=8.734kN。悬挑水平钢梁采用16号工字钢，建筑物外悬挑段长度6.50m，建筑物内锚固段长度2.50m。悬挑水平钢梁上面的联梁采用16号工字钢，相邻悬挑钢梁之间的联梁上最多布置1根立杆。悬挑水平钢梁采用拉杆与建筑物拉结，最外面支点距离建筑物9.60m（等效距离6.00m）。拉杆采用钢丝绳。

通过PKPM施工软件进行受力计算符合要求；施工计算后选材如表1所示。

表1　

确定具体施工方案，锚环设3道，第一道位于边梁中间，第二道距第一道1200-1600，第三道距第二道200；型钢梁在立杆位置焊φ25钢筋定位；型钢梁在锚环处左、右、上三面采用木楔双向对塞紧密；采用钢管架，U托丝杆露出长度≤300，立柱最上端自由高度≤650；型钢梁安装须在楼板混凝土强度达到75%以上方可进行；钢丝绳设2道，第一道距钢梁外端500mm处拉结，拉结处要采取焊钢筋卡等防滑措施；第二道钢丝绳距第一道1500mm；悬挑钢梁下部（七层楼面范围）采用钢管搭设支撑平台，立杆间距900×900、步距1200，架子立杆顶部采用U型支托+100×100方木，立杆下部垫50厚木垫板。

3　施工工艺

3.1工序流程

钢梁放线定位→埋设拉环→安装H型钢挑梁→焊接联梁→设置拉索（与钢梁连接）→立杆定位→摆放纵向扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装横向扫地杆，并与立杆扣紧→装第一步纵、横向水平杆并与各立杆扣紧→加设临时斜撑杆，上端与第一步水平杆扣紧（装设与柱连接杆后拆除）→安第n步纵、横向水平杆→安放可调顶托→安放主龙骨→铺设次龙骨→安放梁底模→立梁侧模→加固梁板模→模板支撑架体验收→（绑扎梁板钢筋→验收钢筋）→引测500mm线→隐蔽验收→（混凝土浇筑→过程监测）→拆模。

3.2钢悬挑梁预埋

根据悬挑梁板位置，在施工悬挑钢梁层楼面结构时，在楼层正对脚手架立杆处设置三道φ16/φ20圆钢拉环，第一道距结构外梁边300mm，第二道距第一道1200mm，第三道距第二道200mm且距钢梁末端≥200mm；拉环要压在楼板下层钢筋下面，两侧锚入楼板内＞300mm。板内无上皮筋处应加设附加钢筋，防止板面裂缝。

悬挑梁因其需承受楼板荷载，在模板施工过程中不得拆除，遇剪力墙时，为留置悬挑梁，需在剪力墙处预留出悬挑梁的位置，可采用预留木盒的方法。

将挑梁固定在拉环中，挑梁外伸的长度按照方案设计要求。拉环锚固筋与钢挑梁之间的空隙采用双向大头木楔砸紧，并用钉子钉牢。

3.3安装钢丝绳拉索

钢丝绳拉索穿过H型钢挑梁端部下端，上端与上层结构楼面预埋的φ20圆钢（具体部位按方案设计）拉环相连。钢丝绳通过三个与之相匹配的绳扣固定，三个绳扣间距分别为100mm，通过花篮螺栓或倒链紧固，钢丝绳的固定使用应符合技术规程的要求。

钢丝绳采用紧绳器调紧，模板安装完成后，在梁板钢筋绑扎完成、混凝土浇筑前对所有钢丝绳进行全面检查，对不符合要求的钢丝绳进行调整（如图2～3）。

图2　钢梁预埋平立面布置图

3.4架体、模板搭设及混凝土浇筑

按脚手架支撑模板体系进行架体搭设和模板安装，搭设前在悬挑平台上设置安全平网，防止高空坠物。浇筑混凝土时要由近及远，浇筑过程中每隔10min进行一次最远端的沉降观测，若沉降过大，应查明原因排除安全隐患后方可继续进行浇筑。

3.5注意事项

图3　架体搭设效果3D示意图

外悬挑脚手架安装与拆卸作业前，对具体施工人员包括专职安全员和编制专项施工方案人员进行安全技术交底工作，对详细部位要按节点构造详图施工，操作人员必须严格执行，所有偏差数值必须控制在允许的范围内，不得超载和堆载，及时清理架体上的建筑垃圾和杂物。

悬挑结构完成施工后，先拆除脚手架，拆除时必须按由上而下，先搭后拆的原则，拆除完成后先松木楔，再将型钢移往建筑物内或用吊车吊走。

4　效果检查

本工艺确保了模板受力体系支撑刚度和变形，架体拆除后混凝土结构沉降偏差的绝对值控制在0～5mm，达到了结构长城杯的标准。

应用该工艺施工，比落地式脚手架节省成本70万元，工期提前了28d，保证了南京军区福州总医院病房大楼的工程质量。该技术的突破运用对工程进度有了极大推进作用，创造了良好的社会、经济效益。

[1]中华人民共和国建设部.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]国家住房和城乡建设部.《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3]王亚民.高空大跨度混凝土悬挑结构施工技术[J].建筑施工，2013（12）：1061～1063.

[4]石伟国.高层建筑型钢悬挑脚手架设计计时工技术探讨[J].建筑技术，2012，43（5）：94～95.

TU755

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1673-0038（2015）34-0062-02

2015-7-29