三角形支撐螺栓偏心連接的懸挑結構板施工

盧 娜 黃瑞迎 邱國興

廣西建工集團第一建筑工程有限責任公司 廣西 南寧 530001

1 工程概況

廣西靈山縣婦幼保健院搬遷項目住院大樓工程在11層南北面開始外挑1.8～3.0 m，結構頂面標高為41.07 m。懸挑的主梁跨度達3.00 m，懸挑梁截面尺寸為250 mm×600/400 mm、300 mm×800/400 mm，板厚100 mm。

2 工藝原理

1）充分利用原有結構條件，在高空外懸挑結構的下一層，安裝斜撐式支撐體系，即采用工字鋼為水平橫梁并與斜撐槽鋼支桿形成三角穩定體系，斜撐式支撐體系作為支模架搭設平臺。在平臺上搭設支模架、鋪設模板，進行高空外懸挑混凝土結構板施工。

2）采用Midas有限元分析軟件進行懸挑支模架整體受力分析，驗算支撐結構的穩定性。根據有限元計算結果進行支撐結構的優化設計。

3）通過對斜撐式支撐體系進行深化設計，在確定槽鋼的開孔位置及切角角度后進行預制加工。

4）通過對三角穩定體系連接節點的設計，解決了高空外懸挑混凝土結構支模架搭設平臺的施工難題。

3 施工過程控制要點

3.1 工藝流程

施工準備→工字鋼挑梁、斜撐槽鋼、預埋件預制加工→預埋件安裝→工字鋼挑梁定位→斜撐桿端分別與下一層預埋鋼板、挑梁連接→安裝工字鋼挑梁上的18#工字鋼連梁→焊接φ25 mm鋼筋頭→立桿彈線布置→水平桿拉線搭設、剪刀撐搭設→架體檢查→公司安技部門驗收→鋼筋、模板、混凝土施工→架體拆除

3.2 工字鋼挑梁、斜撐槽鋼、預埋件預制加工

1）根據施工方案中懸挑工字鋼挑梁懸挑段長度與樓層高度，按1∶1比例對斜撐槽鋼進行放樣，確定槽鋼長度、開孔位置與切角角度，并預留出收縮量、切割加工的余量。

2）根據放樣確定的數據，在施工現場加工區進行槽鋼的切割，槽鋼的切割應采用鋸切，防止變形。

3）為了保證斜撐式支撐體系的整體穩定性，槽鋼上采用2根40 cm短鋼管焊接并與支撐體系水平桿扣件連接。

4）將提前做好的三角鋼板與預埋鋼板滿焊，焊縫高度6 mm；采用HPB300的φ20 mm鋼筋制作U形箍。

5）由于工字鋼挑梁與斜撐槽鋼采用的是螺栓連接，需在工字鋼底部距端部1 m處焊接厚12 mm三角開孔鋼板。為了保證斜撐式支撐體系的整體穩定性，在工字鋼底部焊接40 cm短鋼管[1]。

3.3 預埋件安裝

1）預埋鋼板安裝。在挑梁的下一層結構梁板混凝土澆筑前，在邊梁位置預埋尺寸為200 mm×200 mm× 8 mm的鋼板，鋼板面與樓面標高一致。

2）懸挑工字鋼挑梁U形箍預埋。根據施工方案中工字鋼平面布置圖，在懸挑層板鋼筋綁扎前，進行工字鋼挑梁U形箍預埋。U型箍采用φ20 mm圓鋼，共設置3道，第1道為定位箍，在離建筑物外包100 mm處設置；第3道箍距工字鋼末端200 mm，第2道箍距第3道箍200 mm，當第3道受力箍破壞后（預埋不當、受外力破壞等），第2道受力箍受力作業。在主體結構施工時，預埋U形箍，底部用2根長1.5 m的φ18 mm螺紋鋼進行固定（轉角處預埋時在面筋下U形箍兩側設置4φ14 mm鋼筋），兩端錨入梁內。

3.4 工字鋼挑梁定位

根據預埋的U形箍位置，在樓面上設置工字鋼挑梁，挑梁制作應采用18#工字鋼，與建筑結構連接應采用水平支承于建筑梁板結構上的形式。挑梁定位時的外伸長度，以滿足作業人員在外架上對槽鋼與挑梁進行螺栓連接為準。待挑梁與斜撐槽鋼連接完成后，再把挑梁外伸固定。挑梁固定時，固定物應有足夠的強度和密實性，外挑鋼梁U形箍兩側應采用正反兩向木楔塊楔緊，防止鋼梁滑脫。

3.5 斜撐槽鋼連接

1）斜撐槽鋼與挑梁連接。槽鋼與挑梁在外腳手架作業范圍內采用φ14 mm高強螺栓連接。

2）斜撐槽鋼與預埋鋼板連接。待斜撐槽鋼與挑梁連接好后，把挑梁往外伸，外伸長度滿足方案要求，擰緊U形箍螺母，U形箍兩側應采用正反兩向木楔塊楔緊。斜撐槽鋼與預埋鋼板采用φ14 mm高強螺栓連接。10#槽鋼斜撐分別與預埋件、工字鋼挑梁采用高強螺栓連接（圖1、圖2）。

圖2 節點1大樣

3.6 18#工字鋼連梁焊接固定

在工字鋼挑梁上安裝18#工字鋼連梁，挑梁與連梁連接處四周滿焊。

3.7 焊接φ25mm鋼筋限位短柱

按支模架縱橫間距在工字鋼梁懸挑段彈線布置立桿位置，在工字鋼梁上對準上翼緣中心線下的腹板焊接φ25 mm定位鋼筋（長度為150 mm），作為立桿的支點，以保證立桿不位移，工字鋼不偏心受力。

3.8 架體搭設、驗收

1）梁模板搭設。支撐立桿采用2φ48 mm×3.5 mm鋼管，沿梁長方向@1 000 mm，2根立桿之間的距離≤1 000 mm，立桿步距為1 500 mm，在承重立柱與梁底水平承重桿處增設防滑扣（即雙扣件）。

2）板模板搭設。支撐立桿采用φ48 mm×3.5 mm鋼管，縱距0.975 m，橫距1.0 m，步距1.5 m，距地面200 mm設掃地桿；板底采用60 mm×80 mm木方@250 mm；模板采用膠合面板，厚18 mm，承重支撐形式為鋼管立桿＋頂托＋鋼管（主楞）＋木方（內楞）。

3）剪刀撐設置。支架在外側周圈設置由下至上的豎直剪刀撐，全高全長全立面設置。剪刀撐桿件的底端與地面頂緊，夾角為60°。

4）抱柱裝置。模板支架在周邊及架體內的柱子上均設置抱柱裝置。布置的間距要求為在封頂位置和緊貼梁底各設一道，往下一個步高位置上各設一道。

5）項目技術負責人組織對模板支架驗收并形成記錄，記錄表應符合要求[2-3]。

3.9 模板、鋼筋、混凝土施工

1）外挑模板支架搭好驗收后、鋼筋綁扎前，需進行荷載試驗，選擇一寬5～6 m的區域上砂包，砂包質量為此區域結構自重乘1.3的安全系數，對支模架進行監測。選定的區域支模架體在施工時搭設為獨立的支撐體系，待荷載試驗完成后再整改。

2）鋼筋綁扎完成及驗收后，進行混凝土澆筑施工，混凝土澆筑由中部向兩邊對稱進行。柱、剪力墻混凝土獨立澆筑至梁底，梁板混凝土為后澆；當墻柱混凝土到達一定的強度等級之后，方可進行梁板混凝土澆筑。澆筑梁柱交接點時，要做好不同強度等級混凝土的節點分料處理措施。在澆筑梁板和剪力墻時，先從兩邊分段澆筑剪力墻，待澆筑到梁板面時保證兩邊同步進行，確保模板支架在施工過程中均衡受載。

3.10 架體拆除

3.1 0.1 拆除流程

清理架體上雜物，做好拆除前的準備工作→拆除模板及支模架體→拆除工字鋼懸挑梁上的18#工字鋼連梁→拆除工字鋼支撐梁與U形箍的楔緊木楔、焊件→拆卸U形箍上的角鋼與螺母→吊離工字鋼梁→拆除斜撐槽鋼→吊離斜撐槽鋼

3.1 0.2 梁板模板

1）模板在混凝土達到強度要求，并經監理單位審查獲得批準后，方能進行拆除（按設計強度等級的百分率計）。

2）模板拆除后要清理和去除模板表面的粘連物及污垢。此外，對拆除的扣件、管撐還應及時進行集中收集與管理。

3.1 0.3 支模架立桿

1）拆除木楞時，在下方臨時搭設防護支架，讓拆楞梁先落于臨時防護支架上。

2）先拆除2層以上的拉桿，拆除最后一道水平拉桿時，應同時拆除立柱。

3）拆除梁下立柱時，先從跨中開始，對稱地向兩端進行，嚴禁采用連梁底板向旁側一片拉倒的拆除方法。

4）作業人員應站在安全處操作，將已拆下零配件及時運到指定地點。

3.1 0.4 懸挑工字鋼

1）支撐工字鋼梁的拆除是拆除的難點，先要在錨環與工字鋼梁楔緊的狀態下，松去木楔、拆卸U形箍上的角鋼和螺母，再將工字鋼梁抬起200～300 mm，使其與斜撐桿分離，最后分段滑移拆除。

2）拆除支撐工字鋼梁前將支模架拆除清理干凈。

3）斜撐桿拆除要在解除上部與工字鋼挑梁的連接后進行，先扶握住上端，再配合下部作業人員共同拆除[4]。

4 結語

本施工技術可以節約材料成本，節能減排，達到環保綠色施工的要求，且能有效縮短施工工期，減少對周邊環境的干擾，有利于文明施工。本技術解決了無法采用落地式高支模情況下的模板安裝難題，把落地式高支模轉化為普通支模，節約施工成本，提高施工效率，具有良好的社會效益。