超長懸挑操作平臺斜撐加固方案比選與施工控制要點分析

劉春燕

（山西一建集團有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

在房屋建筑工程中，為了達到較好的立面效果，會存在超長懸挑構件。而對于懸挑構件的模架支撐系統施工，因高空作業而存在諸多困難和風險因素。對于高空懸挑現澆混凝土結構施工通常會考慮支設斜撐。而如何選擇斜撐形式，并確定一種相對合理、結構安全又能滿足經濟性要求的加固方法，是本文探討的重點。

1 工程概況

山西太原市一高層框架工程為地下1層、地上9層現澆鋼筋混凝土框剪結構。該建筑物7-9層頂板向外懸挑，7層和9層懸挑長度2.95m；8層頂板懸挑長度3.90m。該部位的結構施工作業面距地30m，被定性為危險性較大的分部分項工程，給施工質量與安全保障帶來挑戰。

采用傳統的落地式滿堂腳手架較為費時、費工，而且懸挑板正下方為車庫頂板，對樓板的承載力還需進行驗算，而且落地架的穩定性有待進一步考量。該工程在前期策劃階段就擬在7層搭設懸挑操作平臺斜撐加固體系，懸挑平臺示意圖如圖1所示。

圖1 懸挑部位立面示意圖

2 方案比選

2.1 方案簡介

就如何解決懸挑平臺的整體穩定性，減少斜撐的擺動幅度，控制斜撐三維方向的變形，施工團隊討論了4個方案進行比較，以選擇最佳施工方案，確保施工安全。

（1）方案一：采用桁架式結構加強斜撐整體穩定性。在兩道獨立斜撐之間加設角鋼，用角鋼連接I字型鋼，使兩道獨立斜撐轉化成桁架式結構，再在水平方向進行連接，做成一個立體架構，如圖2所示。

圖2 桁架式結構加強斜撐

（2）方案二：采用鋼管扣件井架式結構加強斜撐穩定性。利用鋼管縱橫向分別連接兩道斜撐，再用鋼管縱向與內部已澆筑混凝土的模架體系拉結為一體（如圖3所示），提高支撐強度，提高抗變形性能，從而保證上部結構施工安全[1]。

（3）方案三：提高斜撐規格。將兩道斜撐更換規格更大的單道斜撐，采用較大規格的型鋼，提高剛度，從而減少變形。比如通過計算將I10更換為18#工字鋼或者20#工字鋼。

（4）方案四：采取輔助措施，減少斜撐受力。在7層頂板上重新下埋件，利用鋼絲繩斜拉上部工字鋼，減小斜撐的支撐力，從而減小斜撐的變形。如圖4所示。

圖4 輔助措施減少斜撐受力

2.2 方案選擇

根據上節羅列的4個方案，從經濟效益、施工難易程度、安全效果、節能與環保和質量控制難易程度等方面對其進行比較，結果見表1。綜合表1方案對比，最后確定第二種方案比較可行。

3 工藝流程與施工難點

3.1 型鋼懸挑操作平臺施工流程

型鋼懸挑操作平臺施工流程見圖5所示。

圖5 型鋼懸挑操作平臺施工流程圖

3.2 施工難點

依據比選確定的方案，決定用鋼管和扣件加固斜撐，并與樓層內模架拉接為一體。由于鋼管與I型鋼截面不同，連接節點不規則，不便于連接緊固，所以針對兩種規格的型材，如何進行節點的連接、固定是施工的難點所在。

4 施工控制要點

4.1 斜撐底部控制在同一平面

控制斜撐底部在同一平面上，要求型鋼上平面標高一致，下部支墊密實，不會產生下撓，滿足安全施工需要，如圖6所示。

圖6 斜撐底部支撐在同一平面高度上

（1）根據現場實際1∶1 放樣，確定兩排斜撐型鋼的長度，分別為：外側6200mm，內側5860mm，將前后兩排斜撐分別固定。從現場情況分析，樓板標高局部相差200mm，并且有外防護架的懸挑型鋼存在，為此采用18#工字鋼通長設置在斜撐底端，將斜撐固定在工字鋼上，使其在同一高度，斜撐傾斜角保持一致，前排45°，后排48°。

（2）通長型鋼下部用方木支墊密實，方木應采用100mm×100mm的截面尺寸，長度不小于500mm。并用木楔楔緊。

4.2 斜撐的加工固定

（1）嚴格控制斜撐型鋼端部的切割角，外側的I型鋼端部為45°，內側的型鋼按48°的切角施工，利用白鐵皮做好樣板后切割。斜撐上角鋼焊接節點應滿焊，焊接牢固[2]。

（2）安裝過程中將I型鋼端部的斜角與通長工字鋼緊密接觸，將翼緣板與通長工字鋼焊接，焊縫高度不小于6mm，焊縫飽滿，固定牢靠，不位移。如圖7所示。

圖7 I型鋼端部的斜角與通長工字鋼焊接固定

（3）通過在標高較低的混凝土樓面上打眼，植入直徑20mm的鋼筋與通長工字鋼焊接固定，利用鋼筋的抗拉強度拉緊工字鋼。

（4）在高度一致的混凝土樓面上打眼植入直徑12mm 的膨脹螺栓，與通長工字鋼焊接固定，利用膨脹螺栓的抗剪強度固定型鋼。植入鋼筋和膨脹螺栓間距均為600mm。

4.3 扣件扣板與斜撐工字鋼的連接

要求扣件、扣板與斜撐工字鋼翼緣板接觸緊密，連接為一體，穩定性好。根據現場情況，討論了3 種方法可供選擇：

（1）在斜撐兩翼緣板上分別焊接通長鋼管，焊縫高度不小于6mm，然后用鋼管垂直于通長鋼管將兩斜撐拉結為一體；

（2）用扣件和鋼管將型鋼斜撐四周加固，同時將兩排斜撐拉結固定為一體；

（3）用扣件將通長鋼管鎖在斜撐兩翼緣板上，利用扣件扣板緊固壓力固定翼緣板，防止左右滑動，再用鋼管拉結翼緣板上的縱向鋼管，使其斜撐成為立體架構體系。

經過分析，鋼管與型鋼焊接，易損傷工字鋼斜撐翼緣板，費工費時，焊接費用高，并且拆除困難，不利于周轉使用型鋼和鋼管。后2種方法現場試驗后，第3種方法較為適用，節省鋼管，省工省時，安拆方便，利于周轉[3-4]。鋼管與型鋼連接固定如圖8所示。

圖8 鋼管與型鋼連接固定

4.4 確定構造形式

經現場調查研究，用兩道連接桿將斜撐與模架體系拉結為一體，有2種連接措施：

措施一：將型鋼斜撐縱向水平加固后，用扣件將鋼管垂直于斜撐鎖在縱向水平管上，然后用旋轉扣件與模板支撐架斜向連接，不少于2個連接點。

措施二：用扣件將平行于模架水平桿的鋼管鎖在兩排斜撐的縱向鋼管上，內側與模架立桿用十字扣垂直連接，不少于2個連接點。

經現場搭設試驗，措施一的斜撐受力較好，但對于與模架的連接及受力均不利，并且搭設不方便。措施二架體搭設方便，與內側模架體系拉結容易，整體性好，與斜撐固定牢靠。所以，選擇了第二種方法搭設。鋼管與內部體系拉結方式如圖9所示。

圖9 鋼管與內部體系拉結方式

5 結束語

本文案例的實踐證明，對于超長結構懸挑斜撐體系支撐施工，通過采用鋼管扣件井架式結構加強斜撐穩定性的方法，可以較好地完成懸挑結構的搭設，其安全性、經濟性都能滿足要求。實際工程施工中，還會遇到不同類型的懸挑支架結構，應根據具體情況進行具體分析，最終采取合適的結構形式及施工措施，以滿足安全施工。