懸挑鋼平臺結合大截面型鋼施作高支模技術

韓曉星

（上海建工七建集團有限公司，上海200050）

近年來，高層住宅設計為了突出單體建筑個性或滿足區域整體規劃要求，往往在外檐、屋頂等部位設計有不同造型的混凝土花架梁、立體格柵結構或鋼構件造型等；由此衍生出諸如高空大型鋼構件吊裝、高空懸空鋼筋混凝土結構模架支設、屋面凸出部外檐裝飾裝修高空作業等土建及裝飾裝修施工難題，不僅施工工藝本身技術難度高，而且涉及大量高空作業，防墜落安全管控要求同樣很高［1～5］。

本文研究一種懸挑鋼平臺結合大截面型鋼托梁形式，解決高空懸空鋼筋混凝土結構土建作業難題。

1 工程概況

某項目由高層住宅、洋房、商業及地下車庫組成，總建筑面積91 659.38m2，包括4 棟17～27 層高層住宅，6 棟7 層洋房及整體地下一層車庫。高層屋頂部位兩處電梯間之間設計有3 道鋼筋混凝土梁與吊柱組成的懸空混凝土結構架體，在此基礎上外檐加設穿孔鋁板及涂料外檐裝飾。見圖1和表1。

圖1 懸空混凝土結構

表1 懸空混凝土結構設計參數

2 施工工藝

2.1 工藝原理

采用型鋼懸挑多排鋼管腳手架與大截面擱置鋼梁托架+模板排架組合體系，前者功能僅為施工操作平臺，后者承擔懸空混凝土結構自重及全部施工荷載。

型鋼懸挑多排鋼管腳手架中懸挑主梁為20#工字鋼，單根橫向間距1.5 m，采用不少于四道U形螺栓進行預埋及固定，主梁下加設型鋼斜撐及系桿與工字鋼及樓層預埋件焊接；懸挑主梁上縱向平鋪型鋼連梁，通過焊接形式固定于工字鋼上；連梁上施作鋼管多排腳手架。大截面擱置鋼梁托架+鋼斜撐作為懸空大截面梁模板排架受力基礎，型鋼托架設置于梁中間位置，兩端擱置于兩端剪力墻預留凹槽中，由塔吊吊裝到位固定牢固后進行預留凹槽塞縫（同時兩端加焊20號工字鋼斜撐），待強度達到要求后，開始施作大截面懸空梁結構。見圖2。

圖2 工藝系統

懸空梁高支模兩側立桿，除滿足多排腳手架自身施工荷載要求外，還需要配合高支模支撐排架受力，故計算懸挑主梁安全性時，需考慮二者受力疊加對于懸挑主梁施加荷載，見圖3。

圖3 高支模兩側立桿受力

2.2 工藝流程

以27 層單體為例。第一步：依次施作主體結構25、26層結構混凝土，其中在25層走廊結構板邊緣水平間距1.5 m 放置預埋件，作為懸挑型鋼下部斜撐焊接點。見圖4。

圖4 第一步

第二步：在24～26層（共計3層）已完工過廊懸挑鋼梁投影范圍內支設鋼管加強支撐架，確保過廊結構安全。見圖5。

圖5 第二步

第三步：單件懸挑主梁、斜撐及系桿于地面加工焊接完成后，由塔吊按設計距離及尺寸要求吊裝就位于26層頂板，斜撐下端與預埋件焊接牢固，連梁及鋼絲網片鋪設，形成穩定型鋼懸挑操作平臺。同時，27層主體結構不間斷連續施工。見圖6。

圖6 第三步

第四步：操作平臺上搭設27層腳手架及臨邊防護架，施作27層主體結構，含電梯井剪力墻，第一道梁頂標高留設水平施工縫，依據設計預留凹槽及第一道梁凹槽。見圖7。

圖7 第四步

第五步：凹槽模板拆除后，大截面型鋼托架吊裝就位、找平并安裝固定，使用高一強度等級細石混凝土澆筑密實凹槽。見圖8。

圖8 第五步

第六步：大截面型鋼托架鋼管基礎底座安裝，第一道600 mm×400 mm 梁底模及側模支設，鋼筋綁扎，混凝土澆筑。見圖9。

圖9 第六步

第七步：平臺上繼續搭設腳手架，待第一道梁混凝土強度達到設計要求時，施作電梯井剪力墻、第二道600 mm×400 mm 梁及吊柱，架體加設安全防護措施，包括斜拉鋼絲繩及鋼管硬拉結。見圖10。

圖10 第七步

第八步：繼續搭設腳手架，施作第三道600 mm×1 000 mm 大梁及吊柱并施作剩余電梯井剪力墻至設計結構頂標高。見圖11。

圖11 第八步

第九步：按照模板及排架支撐→大截面型鋼托架→多排腳手架→連梁及腳手板→懸挑主梁的順序拆除架體及模板支撐。

2.3 操作要點

1）擱置型鋼凹槽底部均埋置10 mm厚鋼墊板，保護凹槽處剪力墻結構不受破壞。

2）當預留凹槽造成剪力墻水平鋼筋切斷時，處理措施如下：水平分布筋需切斷三道，待型鋼擱置定位牢固后，水平筋接頭按規范要求焊接于型鋼腹板兩側或穿孔搭接焊處理。

3）錨固埋件。主梁錨固端與樓板通過預埋在樓層混凝土中的φ25 mmU 形螺栓錨環固定，錨環距外墻面400 mm，另外在每根工字鋼里端至少加設3只φ 25 mmU形螺栓錨環作為保險扣。

4）樓層內鋼管反撐。懸挑型鋼主梁錨固段范圍二次搭設鋼管排架反撐，頂緊上層樓板，鋼管排架對型鋼錨固段形成有效下壓連接，形成附加頂撐措施，抵抗錨固段翹曲作用力；另在主梁擱置范圍下至少3層結構連廊內搭設鋼管排架頂撐樓板，防止結構破壞。

5）高空人工焊接。需要高空人工焊接的點位為型鋼托梁小斜撐下端與剪力墻預埋件焊接點及施工平臺大斜撐下端與剪力墻預埋件焊接點。前者工人在操作平臺中焊接，無需其他輔助措施；后者搭設簡易鋼管操作欄，工人在操作欄中完成焊接作業。

6）鋼構件拆除

（1）懸挑主梁+斜撐拆除。待其他所有構件拆除清理完畢后拆除懸挑主梁，首先人工割斷下端焊接點，主梁再采用分段切割、塔吊吊運至地面的工藝處理。

（2）大截面型鋼托架拆除。人工先行將主梁由中間向四周氧氣切割成若干小段（長度≤1 m），依次塔吊吊運清理，最后一段沿剪力墻根部切割吊運，留存于剪力墻內型鋼切割面打磨平整，涂刷防銹漆，防止鋼材腐蝕。

鋼梁下搭設鋼管支托架，使切割各段的工字鋼置于支托架上，支托架沿鋼梁長度通長搭設，高1.7 m、橫向寬1.2 m、立桿縱橫向間距0.6 m，按規范要求設掃地桿、水平桿及剪刀撐，保證架體穩固。

2.4 安全控制措施

2.4.1 設計階段安全性計算

本工法涵蓋懸挑鋼平臺子系統、大截面型鋼托梁子系統及平臺架體與模板架體組合子系統，高空作業高支模系統自身危險性較大，同時鋼構件吊裝、混凝土主體結構安全等同樣需要引起重視，勢必需要大量安全性計算。設計安全性計算涉及懸挑鋼平臺材料和施工參數，大截面型鋼托梁系統，平臺架體與模板架體組合系統，已完工混凝土結構，鋼構件吊裝能力；均滿足安全性要求。

2.4.2 高支模變形監測

1）監測項目包括：底模下大截面鋼梁托架中點沉降變形及位移；懸挑鋼平臺主梁20#工字鋼端點撓度沉降變形及位移。

2）測點布設：大截面鋼梁托架監測點布置于鋼梁1/2跨腹板位置，加焊短鋼管作為固定監測點；每個平臺取兩邊梁及中間梁作為20#工字鋼監測對象，布點于鋼梁端點外防護網內側。

3）監測頻率：大截面鋼梁托架擱置定位固定完成后，第一道梁模板支設前測量一次，記錄此值并以此值為初始值，第一道混凝土梁土建開工后，每天測量3次（8 h/次），直至第三道混凝土梁混凝土澆筑及養護完成結束監測；20#工字鋼平臺搭設完成后，鋼管腳手架搭設前測量一次，記錄此值并以此值為初始值，腳手架開始搭設后，每天測量3次（8 h/次），直至腳手架拆除后結束監測。

4）變形監測預警值見表2。

表2 變形監測 mm

5）監測結果。懸空梁跨中底模板最大撓度為2.5 mm，滿足安全性要求。

3 結論

本工藝不僅具有可操作性強、施工效率高的特點，而且在高空作業安全化施工水平方面達到極高標準；采用的主要材料包括各型號型鋼及常規腳手鋼管，均為可回收材料，通過外租等形式能夠大大降低成本投入，經濟效果顯著。

本工藝適用于大截面懸空鋼筋混凝土梁、梁柱組合構件乃至高空懸挑連廊、高空梁板組合結構等模板排架搭設，尤其在高支模工程中效果顯著。□■