吊拉鋼桁架結合平臺在超高超長懸掛結構中的應用

摘要：建筑設計隨著時代的發展越來越復雜化，很多建筑為了在設計時為追求造型和吸引眼光，摒棄了傳統的設計風格，而是采用了更為復雜的結構形式。此項目在結構南北兩側面為不規則立面，采用外懸挑吊柱結構，最大懸挑長度為13.2米，寬度為27米，離地高度74米。為解決施工質量及保證施工安全，采用鋼桁架懸挑平臺組合作為支撐架體，既保證了設計要求的吊掛受力體系和逆作法施工要求，也保證了現場施工的安全和質量

關鍵詞：鋼桁架組合;超高超長懸挑吊掛掛結構;施工技術

一、工程概況

美麗之冠珠海橫琴梧桐樹大廈項目，位于珠海市橫琴島國家級開發區。

工程外造型為梧桐樹形狀。項目總建筑面積173459㎡，建筑總高度188.8米。地下4層地上40層，地上建筑面積為104493㎡，主要功能為商業、辦公樓、七星級酒店，主體結構型式為框剪-懸挑桁架結構，標準層高為4.4m。

二、超高懸挑吊掛結構工況

梧桐樹大廈結構在14-20層外側設計了懸挑長度較大的懸挑結構，在外側立面形成了多層次大懸挑的砼體系。14-20層設有新型高空懸吊結構，最大懸挑長度為13.2m。

14層～18層懸挑結構為吊掛結構，在14-18層中間設置支承斜柱，截面為0.9m×0.9m。吊掛結構的吊柱為鋼骨混凝土柱，截面為0.9m×0.6m，19層、20層懸挑結構為常規結構，柱截面為0.9m×0.6m;懸挑結構板厚0.12m，梁截面為0.6m×0.7m、0.4m×0.7m。

三、懸挑結構施工難點

（1）本項目外側的懸挑結構為多層次大懸挑混凝土結構，16層懸挑結構樓面標高為74，屬于危險性較大的高空支模。

（2）14-20層懸挑結構的最大懸挑長度為13.2m，屬于高空超大懸挑結構支模。

（3）多層次大懸挑結構的每個分段均包含了多層結構，模板支架設計需滿足多層結構施工的要求，且具有足夠的安全度。

（4）外側懸挑結構的受力體系為吊掛結構，制定懸挑結構模板支撐方案時需考慮到結構受力體系的特殊性，采取順序施工留設受力體系轉換接口或采用逆序施工方法，確保吊掛結構主受力體系的成型。

四、懸挑區域梁板高支模的總體方案

4.1"模板支撐體系設計思路

（1）針對本項目的多層次大懸挑鋼筋混凝土結構，若采用從地下室頂板上搭設滿堂支撐架的支撐體系，不僅需要大量的模板支撐架，還需對地下室頂板進行復核驗算，如不滿足則需加固，經濟性差。另由于架體高度超高，即使設置連墻件、剪刀撐等構造措施，其在頂部荷載作用下仍易發生整體失穩，支撐體系受力性能差。

（2）基于上述考慮，綜合比較分析采用多層次高空吊拉型鋼桁架支承平臺的支模方案，既能減小支撐體系的搭設高度，又能滿足大懸挑的施工要求。

（2）14-20層的高空吊拉型鋼平臺方案：在12-13層間設置懸挑長度為13.8m的型鋼支承平臺。主承力桁架采用矩形雙拼鋼桁架，錨固于內側混凝土柱上，桁架高度為3.35m，弦桿根部均采用0.6m×0.6m的埋件。主承力鋼桁架間設置聯系桁架，外側設置矩形懸挑桁架。同時，在14層和15層設置吊拉鋼索，對型鋼桁架平臺進行二次吊拉，吊拉索采用1860級2-5Ф15.24鋼絞線。

（5）高空吊拉型鋼平臺在其錨固和吊拉點的混凝土強度均應達到100%的設計強度后安裝，但應在施工至相應樓層時，根據鋼桁架預埋件位置、吊拉索波紋管留孔位置進行預埋施工。

（6）設計圖紙要求進行受力轉換及逆作法施工，故"14-18層范圍的懸挑結構采用兩階段施工方法。即第一階段：施工斜柱的樓層面;第二階段：采用逆作法施工斜柱外側的吊掛結構。

4.2支撐體系施工方案及施工步驟

（1）待主體結構封頂，即內側結構主體完成后，進行14-20層懸挑結構施工。

（2）根據設計的高空吊拉型鋼平臺，進行鋼桁架的制作。

（3）當12～15層混凝土強度達到設計強度后，開始進行12-13層間主承力鋼桁架的吊裝，然后進行連系鋼桁架、連系鋼梁和陽臺下懸挑桁架吊裝。

（4）根據吊拉鋼絞線鋼筋的設計位置進行無粘結筋的穿束。

（5）待型鋼平臺安裝完畢且對關鍵節點進行驗收后，根據設計張拉力對預應力筋進行張拉。

（6）預應力張拉完成后，根據模板支架布置圖，進行模板支架的安裝。

（7）14-20層的總體施工順序：

①14層斜柱、15層斜柱內側樓層施工;

②15層斜柱、16層斜柱內側樓層施工;

③待16層樓面混凝土強度滿足設計要求后，施工16層斜柱，17層斜柱內側樓層。

④17層斜柱，18層懸挑結構施工。

⑤待18層混凝土強度滿足設計要求后，施工第19層樓面懸挑結構;

⑥待18層吊掛結構和懸挑陽臺板的混凝土強度滿足受力要求后，落架至17層樓面，施工17層斜柱外側吊掛結構;

⑦待17層吊掛結構和懸挑陽臺板的混凝土強度滿足受力要求后，落架至16層樓面，施工16層斜柱外側吊掛結構;

⑧待16層吊掛結構和懸挑陽臺板的混凝土強度滿足受力要求后，落架至15層樓面，施工15層斜柱外側吊掛結構;

⑨待15層吊掛結構和懸挑陽臺板的混凝土強度滿足受力要求后，落架至14層樓面，施工14層斜柱外側吊掛結構;

⑩施工20層樓面結構可在17層樓面施工時同步進行。

（8）全部完成且強度達到設計要求后方可拆除12-13層間高空吊拉型鋼平臺。

五、施工技術措施

1）編制的專項施工方案充分考慮現場所有的材料資源，易于操作。方案經專家論證合格。

2）嚴格執行所編制的專項方案。

3）桁架施工前對施工員及班組進行細部交底，施工過程中，技術員到現場進行指導施工。

4）預應力筋應根據實測下料，安裝時由其他設備輔助施工，確保其張拉力。

5）為確保支撐架的整體穩定性，桁架平臺上鋼管必須設置縱橫向剪刀撐，且與結構貫通連接并在掃地桿處增設水平剪刀撐以增加整體剛度穩定;

6）進行過程控制，檢查扣件的擰力是否滿足要求，所設置的水平、豎向剪刀撐是否符合方案設計要求。

7）鋼桁架采用塔吊吊裝，須有纜風繩拉結;

8）桁架安裝完成滿鋪腳手板后，在其下拉增設一層小孔密眼安全兜網，有利于減少高支模人員的作業恐懼感。支模系統搭設、拆除和混凝土澆筑期間，無關人員不得進入支模區域，并設專人現場監護;

9）嚴格控制拆模時間，砼強度達到設計要求的100%后方可申請拆模。

結語：

本工程超高超長懸挑支模屬于危險性較大的支模形式型，同時存在逆作法。施工技術復雜，焊接技術要求較高，在吊裝和拆除時要求必須提前預判和論證，人員操作相對困難。但經過施工前的充分討論，篩選、評估方案，遵循“方案先行，方案可行”的原則，樓板已全部施工完畢。桁架吊裝拆除安全、支模體系穩定、砼質量達到預期目標。由于采用了鋼桁架懸挑結合鋼平臺形式，進行投入使用，相比于鋼管高支模支撐架共計節約成本約62萬元。