浅谈高层建筑大悬挑结构模板支撑架施工技术

鲁鹏旭

（中电建建筑集团有限公司，北京 100120）

0 引言

随着社会经济的快速发展，人们对建筑的要求在不断变化，尤其是建筑外观。近几年来，大中城市高层建筑鳞次栉比，外观造型独特，设计时建筑高处多采用大悬挑结构[1]。高层建筑大悬挑结构的复杂程度较高，建设时工人须高空作业，施工安全是第一要务。在进行该类建筑施工时，通常会采用盘扣架斜撑体系用于结构模板施工支撑[2]，外挑结构越长，该支撑体系的应用安全性将越低。

相对而言，分悬挑支模架或者悬挑性刚模型平台和钢管脚手架组成的悬挑支撑平台，在较长外挑结构的施工过程中，具有较好的应用效果[3]，可作为较高、较长外挑结构的施工支撑平台，确保外挑结构建筑的施工安全[4-6]。本文以某地区的大悬挑结构建筑为例，针对高层建筑大悬挑结构模板支撑架施工技术展开相关研究，并分析其应用效果。

1 大悬挑结构模板支撑架施工特点

1.1 大悬挑结构概况

某地区的高层大悬挑结构建筑总楼层数为17层，总建筑面积为150862m2，建筑的下部分为5层裙房，上部分为3栋主楼，主楼建筑总高度为71.4m，外围的围护结构周长为105.1m。该建筑的屋面结构复杂程度较高，四周均采用大悬挑结构设计，悬挑结构板的悬挑长度分别为1.5m和2.5m，其厚度为1.2m，悬挑结构板和地下室顶板之间的距离为78.6m。悬挑结构板节点的结构示意图如图1所示。

图1 悬挑结构板节点的结构示意图

1.2 大悬挑结构模板支撑架施工特点

（1）该建筑的悬挑结构的悬挑长度较长，斜角以及悬挑结构载荷自重也相对较大。

（2）悬挑结构位置距离地面较高，整个施工支撑架的搭设均属于高空作业，危险性较高。

（3）悬挑结构呈现不规则形状，支撑架的设计、安装和拆除施工的复杂程度较高。

2 大悬挑结构模板支撑架施工技术

2.1 模板支撑架施工技术原理

由于该建筑外挑结构板较高，并且均位于围护结构的外侧，普通的盘扣架斜撑体系很难满足该外挑结构的施工需求，施工风险较大[7]。因此，该项目采用分悬挑支模架作为支撑架，完成其外挑结构的施工。

该悬挑支撑架采用悬挑脚手架的施工方式，将工字钢安装在下一层的楼板处，并且完成下撑槽钢的焊接，以此组成基础的三角支撑架。与此同时，结合上部结构和施工时的载荷情况，对该三脚架的受力情况进行分析，并判断支撑杆体系的承载力，依据分析结果对支撑架的细节部分进行优化调整[8]，保证支模架和工字钢的完美结合，形成完整度支撑架体系。其结构如图2所示。

图2 悬挑结构模板支撑架结构示意图

2.2 模板支撑架施工流程和技术要点

悬挑结构模板支撑架的施工，有着严格的施工技术流程（如图3所示），并以水平和垂直两个方向为主，完成模板支撑架的施工。

图3 模板支撑架的施工技术流程

2.2.1 水平方向施工技术要点

（1）该方向的支撑架需和垂直方向的支撑架同时搭建；

（2）在一个跨越范围内，支撑架的转角位置、端部和间段处均采用一步一铺设的方式完成；

（3）在单层中设置水平架需采用连续的方式完成；

（4）模板和搭钩之间需呈现锁住状态；

（5）如果支撑架转角位置的距离小于一个跨距，则增加连墙件，主要采用钢管和扣件完成。

2.2.2 垂直方向施工技术要点

（1）模板支撑架的支撑杆在施工过程中，均采用交叉支撑，并且每一个交叉点均需采用销锁进行加固处理；

（2）施工时交叉支撑和模板铺设需同时完成；

（3）每一个销锁位置均需通过锁臂和连接棒进行处理，且连接棒直径不可大于支撑杆内径的2mm；

（4）模板支撑架安装时，支撑杆的自由度不能大于4m；

（5）模板支撑架的搭建高度逐渐增加，模板的搭建方向应随着层数的变化逐渐改变；

（6）对支撑架的水平度和垂直度进行校验。

3 大悬挑结构模板支撑架施工效果分析

依据上述施工要点完成建筑高处大悬挑结构模板支撑架的施工后，需要分析该支撑架对于建筑高处大悬挑结构的支撑效果。在测试过程中采用的测试设备包含静态应变扫描仪，其精度为1µε，其范围在0～10000µε之间；位移计，其精度为0.01mm，其检测范围在0～30mm之间。

3.1 位移变化测量分析

获取建筑高处大悬挑结构在施工进度为30%、50%以及100%三个情况下，模板支撑架的位移变化结果，该位移能够反映支撑架的挠度位移，以此衡量支撑架施工后的应用安全性，其测量结果如表1所示。该结果仅随机呈现不同跨度位置的10个检测点的测试结果，应用标准为位移结果低于±2mm。

表1 模板支撑架的位移变化结果（单位：mm）

从表1的测试结果可知：在不同的跨度位置下，每个检测点在施工进度为30%、50%以及100%三个情况下的位移变化结果，均显著低于应用标准，最大位移结果为1.550mm，最小位移结果为-0.069mm。因此，本文采用的建筑高处大悬挑结构模板支撑架施工效果较好，能够保证悬挑结构的施工安全。

3.2 应力变化测试分析

为进一步分析该项目建筑高处大悬挑结构模板支撑架施工效果，随机选择10个检测点的静态应力测试结果，通过该数据分析模板支撑架的承载力，结果如表2所示。

表2 模板支撑架的承载力测试结果（单位：MPa）

从表2的测试结果可知：采用本文的模板支撑架施工技术进行施工时，在均匀载荷和不均匀载荷两种使用工况下，支撑架的应力变化幅度较小；均在允许的90～-102MPa和103～-106MPa之间，满足支撑架的应用标准。因此，该项目采用的支撑架施工技术应用效果较好，能够保证支撑架承载力的稳定性，没有显著的应力波动变化。

4 结束语

应用大悬挑结构的建筑逐渐增多，该类建筑在施工过程中面临极大的安全挑战，主要是由于悬挑结构具有不规则、高度高、悬挑长度较长等特点，而且还需要在高空完成作业。因此，确保大悬挑结构施工的安全性尤为重要。为保证案例项目结构的安全施工，本文研究了建筑高处大悬挑结构模板支撑架的施工技术，并对施工技术的应用效果进行分析，判断其是否满足悬挑结构建筑施工的安全需求。研究内容和方法可为高空大悬挑结构建筑施工安全工作提供借鉴。