新型超長組合式型鋼懸挑架支撐體系分析

黃輝期

（福建六建集團有限公司，福建 福州 350014）

0 引言

隨著社會的發展與經濟水平的提高，人們對于建筑工程的品質要求越來越高，從原來茅草房形式的第一代建筑到如今庭院房形式的第四代建筑，建筑形式越來越多樣化，間隔式的凸房設計理念也在逐步推廣，使得懸挑外架的懸挑長度不斷加長，也給施工安全及質量控制增加了難度。超長型鋼懸挑架支撐體系的施工，傳統做法多采用焊接下接角撐形式[4]，以保證支撐體系受力及穩定性，但這樣做靈活性差，材料基本一次消耗、周轉次數低，施工安裝拆卸均不方便、危險性較大，空中作業、施工質量難以有效保證。本文以萬科瑧都薈花園工程凸房建筑為依托，研制開發新型超長組合式型鋼懸挑架支撐體系用以施工，并對其結構設計、施工工藝及質量控制要點進行分析。

1 工程概況

萬科瑧都薈花園工程總建筑面積86736.53m2，其中上部建筑面積約61215.67m2，凸房形式主要為1#～9#樓商品房，凸房懸挑長度為3.1m，為間隔式魔方立面，建筑實景見圖1。1#、2#、3#、5#、8#、9#層高為16層，地下室為1層，最高高度為48.00m；抗震設防烈度為7度；設計使用年限為50年。

圖1 凸房建筑現場實景圖

為解決凸房給施工外架搭設帶來的困難，設計采用超長型鋼懸挑架，分別在6層及12層懸挑，共兩挑，南側為懸挑3.1m凸房所在位置，為大懸挑，最大懸挑長度達4.5m；北側東西兩端為懸挑長度為1.8m的間隔陽臺所在位置，懸挑長度為3.2m。

2 超長組合式型鋼懸挑腳手架組成及特點

2.1 支撐體系組成

本工程采用的新型超長組合式型鋼懸挑支撐體系由連接節點系統及支撐桿件系統組成[5]；其中連接節點系統分為上連接節點（見圖2）、桿件連接節點及下連接節點三部分，支撐桿件系統由斜支撐桿件及斜拉副桿等組成（見圖3）。

圖2 上連接節點斷面圖

圖3 支撐體系剖面示意圖

2.1.1 上連接節點

（1）水平懸挑工字鋼梁：采用16#工字型鋼，作為懸挑支撐架基礎[1]；

（2）抱箍體系水平限位板：采用規格尺寸為88mm×150mm×12mm限位鋼板；

（3）抱箍件：采用4根M22×L230mm連接螺栓與2塊200mm×250mm×12mm螺栓板抱箍鋼板及耳板與耳板加強板組成的抱箍件用于下撐體系與水平工字鋼的特制連接件；

（4）連接銷釘及開口銷：采用規格為M35的銷釘及開口銷用于下撐桿與上抱箍件耳板連接。

2.1.2 桿件連接節點

（1）側向連接耳板與耳板加強板：采用夾板型耳板及規格為70mm×70mm×12mm加強板（見圖4）用于斜撐桿與斜拉副桿連接；

圖4 桿件連接節點示意圖

（2）連接銷釘及開口銷：采用規格為M35的銷釘及開口銷用于斜拉副桿與耳板連接。

2.1.3 下連接節點

（1）預埋板：采用200mm×300mm×12mm的預埋板（見圖5），作為下撐體系與混凝土結構的連接；

圖5 下連接節點示意圖

（2）連接耳板與耳板加強板：采用耳板及規格為70mm×70mm×12mm加強板用于斜撐桿與預埋板連接；

（3）連接銷釘及開口銷：采用規格為M35的銷釘及開口銷用于斜撐桿與預埋板耳板連接。

2.1.4 支撐桿件及加強板

（1）支撐桿件：采用50mm×100mm×5mm方鋼管（見圖6），作為支撐體系的支撐桿件；

圖6 支撐桿件及加強板示意圖及現場實景

（2）支撐桿件加強板：采用規格為90mm×100mm×12mm及100mm×100mm×12mm加強板用于支撐桿端部與耳板銷釘連接位置加強。

2.2 支撐體系的特點

2.2.1 靈活性高，周轉次數多

與傳統的焊接連接形式不同，新型支撐采用的是鉸接形式，靈活性大大提高且在一定限度內可以適用不同懸挑長度及不同層高的支撐體系，大幅提高支撐體系的周轉次數。

2.2.2 安裝質量高，安全性能好

支撐體系節點采用抱箍、銷釘等連接形式，大幅降低節點施工難度，減少高空作業工序，大大提高施工安全性；支撐體系改為銷、扣連接，減少焊接等與工人施工技術水平緊密相關的施工工藝，降低了施工質量對工人技術水平的依賴，提高了施工質量的可靠性。

2.2.3 安裝拆卸便捷，施工效率高，有效節約勞動力

該支撐體系形式類似于裝配式概念，配件均為工廠加工，現場僅進行拼接安裝，減少了割、焊等作業，簡化了施工工序，減少了現場高空施工作業難度，大大減輕了施工操作人員的工作強度，大幅提高施工工效。同理，拆卸也十分便捷。

2.2.4 文明施工程度高，現場整潔

所有構配件均為工廠加工生產，現場僅進行拼裝作業，無切割焊接等施工工序，不產生任何二次垃圾及污染，施工環境安全、干凈、整潔。

3 施工工藝流程

新型超長組合式型鋼懸挑支撐體系的施工工藝流程如下：施工前準備→下層預埋板測量放線→下層預埋板安裝→隱蔽驗收→下層混凝土澆筑→型鋼懸挑層測量放線→U型箍預埋→混凝土澆筑→懸挑主梁工字鋼安裝→上抱箍件安裝→下撐支撐桿及副桿安裝→支撐桿與預埋板耳板連接→調整支撐體系到位，受力，螺栓等固定完畢，焊接水平限位板→驗收合格，外架搭設→拆除外架及支撐體系→支撐體系清理、吊運→分類運送到下個工地周轉使用。

4 施工控制要點

4.1 施工前準備

（1）根據設計單位下發的標準層施工圖紙及樓棟外架搭設需求[3]，排布懸挑型鋼平面布置圖，依據型鋼排布圖，形成各超長懸挑型鋼位置剖面施工圖，對每個位置施工圖進行BIM深化設計，形成構配件加工生產圖及下料統計表，將方案報送專家論證，合格后送至廠家進行構配件加工、制作；然后按照設計加工圖紙對所有生產完構件分類并作相應標記。

（2）構件打包轉運到施工現場進行分類堆放，并對進場的構配件進行驗收。構配件運至施工現場后，仔細對照加工圖及下料表檢查施工現場的構配件是否齊全，并全面核對編號。

4.2 下層預埋板測量放線及安裝

根據懸挑型鋼平面布置圖及超長懸挑位置剖面施工圖，利用鋼卷尺放出預埋板件軸線位置。按照設計施工圖紙的要求及確定的軸線位置對預埋板進行預埋安裝。

4.3 型鋼懸挑層測量放線及U型箍預埋安裝

（1）根據懸挑型鋼平面布置圖，利用剛卷尺對型鋼位置進行測量放樣。

（2）按照施工圖紙的要求及確定的型鋼位置對U型箍進行預埋安裝，調整預埋U箍到位后，用固定鋼筋將U型箍與結構鋼筋進行焊接固定；著重要注意U型箍預埋位置應與下層預埋板位置對應，處于同一面上，垂直面位置偏差控制在3～5cm范圍內，以保證后期支撐體系安裝。

4.4 懸挑主梁工字鋼及上抱箍件安裝

（1）依據懸挑型鋼設計施工圖紙的要求及U型箍預埋位置對懸挑型鋼主梁進行排布，并加固鎖緊。

（2）按照型鋼懸挑施工圖中抱箍件位置和上抱箍件加工設計圖紙及各構配件編號，對各個位置抱箍進行組裝安裝，組裝完后不要鎖緊固定抱箍，讓其在主梁型鋼上處于水平移動狀態。

4.5 下撐桿安裝及與預埋板耳板連接固定

（1）按照對應位置型鋼懸挑施工圖及各下撐桿件編號，對支撐桿依次進行組裝安裝并將支撐桿依次與上抱箍節點用銷釘連接到位。

（2）找尋出各下層預埋板的位置，并清理干凈，具備耳板焊接工作面。

（3）調整下撐體系到位，下撐桿下端與預埋板耳板及銷釘固定到位，將固定好的耳板與預埋板間進行焊接固定。

4.6 調整支撐體系到位，鎖緊、焊接水平限位板

（1）對已安裝完成的支撐體系進行調整，達到圖紙要求位置，并頂緊，將螺栓等鎖緊達到受力狀態，過程中宜多次調整，多次頂緊達到最佳受力狀態，如圖7所示。

圖7 支撐體系調整及安裝完成實景

（2）調節固定完畢后，全面檢查整個支撐體系各節點及構件安裝情況，并確認是否與設計圖紙一致。

（3）檢查完成后，焊接水平限位板。

4.7 懸挑型鋼支撐體系驗收及外架搭設

（1）由施工單位、監理專業技術負責人對支撐體系進行驗收。

（2）驗收合格后進行外架施工搭設。

4.8 懸挑型鋼支撐體系拆除及整理歸堆外運周轉

（1）依據支撐體系各構配件施工圖逐一拆除支撐體系，嚴格按照傳力路徑進行逐步拆除。

（2）將拆除完成的構配件吊裝至地面并按照原先的編號及下料表進行清點分類整理，裝運出場至下個工地進行周轉使用。

5 結束語

萬科瑧都薈花園工程應用新型超長組合式型鋼懸挑架支撐體系，大大提高了施工的安全性，也大幅提高了施工效率、縮短施工工期、加快施工進度、節約了勞動力成本，很好地保證了施工質量，為后續施工創造良好的條件；同時新型超長組合式型鋼懸挑架支撐體系構配件為工廠統一加工[6]，節能環保，可周轉使用，回收再利用，滿足國家關于綠色節能施工的要求，為高空超長型鋼懸挑架施工提供了一個新思路，在超長型鋼懸挑架施工安全、工期要求、施工質量及經濟效益方面都具有重要的意義，應用前景廣闊。