高空大跨懸挑工字鋼組合式桁架梁鋼管搭設支模施工技術

黃曉霞 季衛星

1、南通新華建筑集團有限公司 江蘇 通州 226300

2、江蘇通創現代建筑產業技術研究院有限公司 江蘇 通州 226300

1.工程概況

某工程，建筑面積16663.41m2，框架結構，由1-20F主樓和4F裙房組成公寓樓，主樓最大建筑高度99.45m，標準層層高4.75m，設2F地下室。

工程外架1-5F采用落地式腳手架，局部落地超高部分，采用雙立桿外架進行加固處理搭設，6F以上采用傳統式16#工字鋼懸挑腳手架，每隔4層為一挑，每挑最大高度為10步，計10步×1.8m=18.0m；根據設計要求，在11F樓面北山墻標高47.5m處，G軸/1-4軸，外山墻外側懸挑3.6m一間辦公用房，外挑高度一直至20F，根據傳統式外架懸挑搭設高度設計，懸挑層與辦公用房結構懸挑層支模架體層為同一層，給結構施工大大增加難度。

2.工程特點與施工難點

組合式桁架懸挑梁的特點是：規模大，結構高，從11F開始到20F；最大高度達99.45m。

外架采用傳統式懸挑腳手架及組合式桁架懸挑工字鋼支模架體，目前國家尚無行業技術標準，屬新技術、新工藝項目。

3.方案選型對比分析

由于組合式懸挑支模架體在懸挑高度為44.75m處起進行搭設，若從地下室頂板上落地搭設滿堂腳手架作支模體系，施工難度較大，不利于地下室結構頂板的施工，且搭設支模架體高度比較高，費工、費料，不經濟，根據兩方案的比較，故采用組合式懸挑工字鋼支模架體作為樓層外挑支模搭設體系。

4.材料準備及檢驗

4.1 材料準備

主要材料：16#、20a工字鋼梁構件；Φ48×3.0鋼管；各類扣件；木方、模板。檢測應急工具：扭力扳手（0-300N·m）2把；線錘（0.25kg）5只；安全帶（雙背）10支；無線對講機4只；鋼卷尺5-50m若干把。

4.2 材料質量驗收管理

本工程采用扣件式鋼管作搭設支撐體系，鋼管規格為Φ48×3.0mm，組合式型鋼懸挑鋼桁架梁主梁為20a#工字鋼構件，型鋼次梁及斜撐為16#工字鋼構件，現場組合焊接加工制作作為桁架架體，采用塔吊吊至樓層進行拼裝焊接，形成支模架體龍骨。

鋼管扣件按標準要求和規定，組織相關人員進行現場檢驗，并隨機抽樣，經有資質的檢測單位檢測合格方可使用。

5.施工工藝流程與施工方法

5.1 懸挑工字鋼組合桁架梁架體搭設支模體系的工藝流程

閱讀施工圖紙，熟悉砼結構情況→閱讀腳手架搭設施工方案，明確具體做法→技術人員對操作班組進行交底并簽名→按方案要求設置預埋U型螺栓→預埋U型螺栓的樓面砼養護→型鋼懸挑梁加工制作→型鋼懸挑梁安裝→操作人員按方案和操作規程進行搭設→腳手架搭設二步完畢后班組自檢→項目部組織質安人員進行驗收，監理單位相關人員參加驗收。

5.2 施工方法與構造要求：本工程的懸挑腳手架立桿、水平桿、剪刀撐將采用扣件式鋼管。

5.2.1 縱向水平桿、橫向水平桿、腳手板

（1）縱向水平桿、橫向水平桿、腳手板的構造應符合規范規定要求。

（2）主節點處必須設置一根橫向水平桿，用直角扣件扣接，且嚴禁拆除。

5.2.2 立桿

（1）每根鋼管立桿必須套焊在懸挑鋼梁上的鋼筋頭上。

（2）腳手架必須設縱、橫向掃地桿。縱向掃地桿應采用直角扣件固定在距鋼管底端不大于200mm處的立桿上，橫向掃地桿應采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

（3）腳手架立桿的對接、搭接應符合相關規定。

（4）腳手架立桿頂端欄桿應高出女兒墻上端1m，應高出檐口上端1.5m。

5.2.3 連墻件

（1）腳手架連墻件設置的位置、數量應按專項施工方案確定，還應符合最大搭設高度的規定。

（2）連墻件的布置應符合下列規定：應靠近主節點設置，偏離主節點的距離不應大于300mm，連墻件必須采用可承受拉力和壓力的構造。本工程采用剛性連墻件與建筑物連接。

5.2.4 工字鋼組合式桁架梁與混凝土墻體結構連接節點圖（如圖1）及工字鋼組合式桁架梁現場施工圖（如圖2）。

圖1 連接節點圖（尺寸線標注：mm）（自繪） 圖2 工字鋼組合式桁架梁現場施工（自攝）

5.2.5 工字鋼懸挑梁桁架結構

（1）桁架結構設計

主梁外挑長度為4900mm，內壓長度為7100mm，采用12m長20a#工字鋼，主梁間距為1500mm；型鋼樓層后壓環采用20U型環，設置5道，第一道離懸挑端100mm，尾端壓2道，離型鋼尾部200mm，間距200mm，中部平均設置2道；次梁采用6m長16#工字鋼，間距866mm一道，設置7道；次梁與主梁交叉處全采用電焊滿焊，轉角處各采用斜向一道工字鋼主梁，采用16#工字鋼作附框連接整體；主梁下面采用16#工字鋼作斜撐，設置2道斜撐，角度為45°，內斜撐長度為3m，外斜撐長度為6m；由于斜撐長度比較長，為了防止斜撐撓度大，另在2道斜撐的中部設置16#型鋼三角斜撐，形成組合桁架整體，桁架斜撐的端部采用混凝土墻板內上下各預埋2塊300mm×300mm預埋件，桁架梁與預埋件作焊接處理。

（2）多排桁架梁構造要求

①多排桁架梁下部采用一道16#工字鋼通長連接一個整體，增加受力后穩定性；

②為了防止懸挑工字鋼主梁懸挑的根部經受壓后抗剪扭曲變形，在20a#型鋼主梁下端靠近墻體端部上口焊接一段L100×8mm、長L=50mm角鋼托架作為受力點；

③16#斜撐端部與墻體內預埋件須采用四邊圍焊，焊縫高度8mm，焊縫須飽滿，無夾渣；

④型鋼主梁與樓層必須采用直徑20U型壓型環，壓型環底部加2Φ18 L=1500mm構造加強筋，防止受力后造成樓面板面開裂現象；

⑤20U型壓型環鋼梁上部采用L63×6mm角鋼或6mm厚鋼板做蓋板，工字型鋼上部與壓板之間嚴禁有間隙，如產生間隙應采用鋼板墊實處理，螺帽采用雙螺帽。

6. 模板工程體系

6.1 結構支模架梁板搭設參數

框架梁：主要截面2 0 0×7 0 0 m m，3 0 0×7 0 0 m m，200×800mm，250×1200mm，以250×1200mm為計算截面，搭設高度4.75m，采用扣件式鋼管模板支架，梁底采用雙扣件與立桿連接，梁底方木2根40×90mm，梁側方木40×90mm，木方平行梁軸線布置，@300，50×50mm@300，對拉螺栓1Φ14，當梁高小于500mm時，對拉螺栓取消。立桿橫距800mm，梁底無承重立桿，立桿縱距1000mm，梁底小橫桿Ф48×3.0mm@370，立桿步距1800mm。

樓板：主要板厚120mm，計算板厚120mm，搭設高度4.75m，采用扣件式鋼管支模架+頂托，托梁采用雙鋼管，鋼管壁厚不小于3.0mm，板底木方40×90mm@300，立桿橫距800mm，立桿縱距1000mm，立桿步距1800mm。

剪刀撐：支架四邊滿布豎向剪刀撐，中間每隔四排立桿設置一道縱、橫向豎向剪刀撐，由底至頂連續設置。從頂向下，每兩步設置一道水平剪刀撐。掃地桿：離地面200mm高，縱、橫向連續設置。鋼管類型：Ф48×3.0（壁厚不少于3.0mm）。

6.2 施工部署

（1）做好材料、施工機械進場的驗收工作，合格后方可使用；

（2）定專人配模；

（3）成立QC小組，對模板設計的安全性、可行性和經濟性進行攻關。

（4）方案制定后，須對專業班組和管理人員進行設計交底，保證按方案有效實施；

6.3 模板材料的選擇：模板材料選用15mm厚915mm×1830mm模板作為結構構件的模板；方木采用40mm×90mm方木，梁底橫桿采用Ф48mm×3.0mm鋼管。

6.4 模板安拆操作工藝

6.4.1 模板安裝前準備工作：安裝模板前需做一系列的準備工作。

6.4.2 模板支設和拆除：按常規的支設和拆除。

6.4.3 模板及其支撐總要求

（1）保證結構和構件各部分形狀尺寸，相互位置的正確；

（2）具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，能可靠地承受施工中所產生的荷載；

（3）構造簡單，裝板方便，并便于鋼筋的綁扎、安裝，澆筑混凝土等要求；

（4）模板支架沿支架四邊滿布豎向剪刀撐，中間每隔四排立桿設一道縱、橫向豎向剪刀撐，由底至頂連續設置，提高模板剛度和穩定性；

（5）支撐立桿應設墊板，模板支架必須設置縱、橫向掃地桿。縱向掃地桿應采用直角扣件固定在距底坐上皮不大于200mm的立桿上，橫向掃地桿亦應采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。立桿的縱橫距離不得大于1200mm。

（6）立桿接長除頂步可采用搭接外，其余各步接頭必須采用對接扣件連接，對接搭接應符合規范的要求。

（7）水平桿接長采用對接扣件連接，對接應符合規范的要求。每步的縱、橫向水平桿應雙向拉通。

（8）模板接縫嚴密不漏漿。

7.結語

44.75 m高空大跨懸挑工字鋼組合式桁架梁高支模的施工，預埋件位置的準確性十分重要，特別是在44.75m高空處澆筑混凝土時，安全防護和生產不容忽視，經監測模板體系無下沉現象，樓面整體平穩，支撐體系符合要求，節約了成本，經濟效益顯著！