高空大跨悬挑屋面板施工技术研究

孟维亮

摘  要：屋面系统在建筑的美观度呈现效果中存有重要影响，其作为外部围护系统的重要一环，需要获得来自于建设方的关注。针对现有造型独特的建筑，需要调整常规屋面施工方法，形成与建筑造型相对照的屋面结构。本文借助某造型特殊的建筑工程，介绍如何实现高空大跨悬挑式屋面板的基本施工诉求。以此来研究运用安全的屋面板作业方法。

关键词：高空大跨;悬挑屋面板;施工技术

屋面板可对屋面荷载进行承担，一般被设置到屋顶区域，构成材料多为金属材料，如合金与铝镁锰等材料。虽然常规屋面板施工应用技术已经发展至成熟，施工单位能够流畅地完成屋面板部分的任务，但是当施工条件发生改变之后，屋面板施工难度也将增加。如在建设跨度较大的建筑系统时，现场作业环境极具复杂化与危险性元素，随着人们对于建筑造型提出更丰富的要求，这高空悬挑型建筑越来越多，必须解决屋面建设问题。

1 工程概况

本工程为地下2层，地上17层，地上建筑面积19.3万m2，结构形式为钢筋混凝土框架一剪力墙结构。其中科研行政楼共17层，建筑总高度70.1m，屋面层（标高70.1m），存在悬挑梁板结构，板厚120mm，跨度约8m，区域面积为30m2，该区域1层～17层无结构梁板。

2 施工技术难点

本建筑具有相对较高的悬挑高度，具体在17层的位置开始形成悬挑系统，标高数值为66.25m，屋面层的实际标高为70.1m，因此可知该建筑结构属于高空悬挑型，在17层上设置的梁板也运用了局部悬挑式結构。如果使用过去的高支模施工方案，不仅会消耗较多的施工建设资金，同时也无法做出安全层面的保障。悬挑跨度也比较大，对悬挑结构进行测量之后，发现轴线间距设为8.4m，区域面积在30m2左右，使用外脚手架与悬挑式工字钢进行施工，操作性比较差，同样也存有不可控的隐患因素。悬挑式构件被设计成弧形，本身质量要求严苛，加工制备耗时长，构件的质量稳定性难以得到保障。屋面板系统的外边也被直接设计成弧形，在施工期间，必须定位模板，加固不易实现，考虑到建设的是屋面结构，其具有一定的防水诉求，因此必须要给作业人员搭设出可用的操作平台。

3 屋面板施工方案

3.1 选定施工方案

该区域若按传统方案搭设高支模施工不经济更不安全，结合该工程难点，根据现场实际情况及以往施工经验，选择方案如下。在该区域17层梁板上（标高66.25m）搭设9m长18号工宇钢制作的门架，间距1.5m;在门架上周定14号工字钢作为模板支架的立杆着力点，间距1.2m;再向上搭设盘扣式脚手架作为梁模板支撑体系，立杆间距1.2m×1.2m，步距1.5m;模板体系主楞采用钢管，次楞采用50mm×100mm方木，面板采用16mm厚木胶板，完成该处梁板施工。为防止最外侧工宇钢门架外翻或者侧滑，在17层结构上预埋压环固定门架两端。

3.2 施工流程剖析

留置屋面预埋件，制备施工所需的门式钢构架系统，在相应的位置进行定位与测量工作，稳定地完成钢构架架设工作，对水平工字钢进行固定以及焊接处理，铺设数量充足的脚手板，最后处理外脚手架与模板体系施工任务。

3.3 形成门式钢架系统

该区域门架式单跨构架采用9m的18号工字钢，下方焊接14号工字钢斜撑，焊缝高度6mm，长度10cm，确保门架节点稳定;斜撑的梁侧工字钢与结构梁之间预留约5cm空隙，待吊装固定后用木楔塞紧;最外沿18号工字钢两端预埋埋件焊接固定，防止侧滑。待单榀构架吊装固定到位后，各构架之间采用14号工宇钢点焊连接，形成整体的型钢构架;然后再在14号工字钢翼缘上焊接短钢筋或者采用底托固定立杆形成模板支架体系;四周按要求搭设外架防护，挂密目网，型钢构架上铺设硬防护，形成施工操作平台。

3.4 模板施工

模板施工的内容相对比较简单，楼层满堂架与模板架体需保持一致性，支撑系统为盘扣式脚手架，在局部位置使用钢管扣件达到加强目标。根据排版图提示的信息，在施工现场开展定点立杆工作，精准把控横纵距离，将底座设置到立杆的底部区域，同时也能实现工字钢边缘处的加固工作，根据模数来改变立杆的实际高度，将横向水平杆与纵向水平杆当做扫地杆应用，其与工字钢的距离需控制到550mm以内。设置支架系统时，选用的参数参考满堂架，将斜拉杆设置到外侧立杆处，并连接满堂架，使模板保持极高的稳定性。

3.5 拆除型钢构架

待屋面悬挑板模板体系和外架拆除后，首先将塔吊钢丝绳绑扎在上部准备拆除的14号工字钢上，采用割刀（氧割）将其与下部门式型钢构架焊接处断开，切割点选择在离原焊接点100mm处，避开在门架型钢上进行切割，以免其受热产生物理变化导致材质发生改变，影响整体构架稳定性;然后塔吊将联梁逐个吊下，待14号工字钢拆除完毕后拆除18号门式型钢构架：首先在所有次构件已全部拆除完毕的钢挑梁的合适位置绑扎好吊卸的钢丝绳，然后缓缓提起钢丝绳，使塔吊处于工作状态，避免晃动，再切割压环使其能自由移动即可准备吊卸，吊卸钢构件需缓缓落下，保证构件平稳、安全着地。同样的方法依序从外向内拆除工字钢。

3.6 主要施工事项

本次屋面板施工活动中，关注以下几个重点施工事项，考虑到结构系统属于高空跨度大悬挑式复杂结构，制作门式构架的任务极为关键，甚至关联着屋面板施工成败，管理人员还要集中精力应对支撑模板支撑体系，稳定安装模板，最初的技术交底在本工程中同样不能缺失。使用门式钢构架辅助屋面板作业工作，尽管操作性增强，但是仍旧具有较高的危险程度，参与操作的工作人员必须持有资格证件，作业期间始终佩戴安全带等安全装置，塔吊信号工需具有丰富的作业经验，将斜拉索安装到施工构架上，有专门的工作人员负责调整事宜，确保拆除与安装的工作都能够以安全的方式实现。监控钢平台出现的变形情况，不可突然施加较大的荷载，否则平台变形的概率也将增大。规避上下交叉作业活动与高空中的抛物行为。

通过本工程将门式型钢构架与盘扣支撑体系工艺相结合，成功解决了高层高空大跨悬挑结构快速简便的施工难题，既满足了结构荷载和施工操作要求，又加快了施工进度，降低施工成本;另外，通过施工过程的严格组织与实施，确保了工程质量和施工安全，为工程创造了无形的经济效益和社会效益，同时也为今后类似高层大跨悬挑结构的支撑体系设计与施工提供了借鉴与参考。

4 结束语

本文针对工程中的特殊屋面板施工要求，研究了新的工艺手段，主要将支撑体系与门式钢构架搭设工艺结合，以此来简化作业过程，使屋面板施工活动也能够保持极强的便捷性，同时达到了结构荷载承担标准，操作施工过程也并不复杂，施工节奏加快的同时，并未将屋面板的整体施工成本增加，符合工程建设经济原则。对这种高空大跨度施工条件进行深入理解，进而开发出更多可用的围护结构施工方法，支持我国建筑造型更新活动。

参考文献

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[3]邹鑫，孙春娥.高空大跨度悬挑梁结构施工技术[J].建筑施工，2016（11）.