大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)施工技術(shù)

郝兵兵

(北京建工集團(tuán)山西建設(shè)有限公司，山西 太原 030000)

隨著城市化進(jìn)程的加速，城市中的公共空間越來(lái)越少，人們的休閑需求越來(lái)越高。而大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)的出現(xiàn)，為城市中的休閑活動(dòng)提供了新的場(chǎng)所。然而，這種平臺(tái)的施工技術(shù)也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，需要充分考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。因此，結(jié)合具體工程實(shí)例，深入分析大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)的施工技術(shù)。

1 大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)施工技術(shù)

1.1 材料的選用和加工

(1)鋼筋的選用和加工。懸挑平臺(tái)的鋼筋需要具有足夠的強(qiáng)度和抗拉性能，以支撐平臺(tái)的重量和承受外部荷載。一般情況下，選用高強(qiáng)度鋼筋作為主筋，以保證平臺(tái)的穩(wěn)定性和安全性[1]。在加工方面，鋼筋的長(zhǎng)度和直徑需要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行裁剪和彎曲，以達(dá)到理想的形狀和尺寸。

(2)混凝土的選用和配合比。混凝土是懸挑平臺(tái)的主要構(gòu)造材料，其選用和配合比直接影響平臺(tái)的強(qiáng)度和耐久性。一般情況下，選用高強(qiáng)度混凝土作為主要材料，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定配合比。同時(shí)，在施工過(guò)程中需要注意混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)，以確保混凝土的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

(3)模板的選用和安裝。模板是懸挑平臺(tái)施工過(guò)程中必不可少的工具，其選用和安裝直接影響平臺(tái)的外觀和精度。一般情況下，選用高質(zhì)量的鋼模板或木模板，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝和調(diào)整。同時(shí)，在模板的使用過(guò)程中需要注意模板的密封性和支撐力，以確保平臺(tái)的精度和外觀質(zhì)量[2-3]。

1.2 施工環(huán)境和安全措施

大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)是一項(xiàng)高難度的工程，對(duì)施工環(huán)境和安全措施要求非常高。在施工過(guò)程中，必須充分考慮周圍環(huán)境的影響，同時(shí)采取一系列安全措施，以確保工人的安全和工程的順利進(jìn)行[4]。

2 大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)施工技術(shù)

2.1 工程概況

山西省太原市小店區(qū)恒八酒店，該工程在10層采用了大跨度的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合了鋼筋混凝土懸挑技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的長(zhǎng)跨度、大荷載和高強(qiáng)度，同時(shí)也保證了平臺(tái)的美觀性和穩(wěn)定性。主要目的是為了提供一個(gè)舒適、安全、穩(wěn)定的休閑平臺(tái)，供人們休閑娛樂(lè)和觀賞周圍美景使用。為了降低酒店建設(shè)成本，一方面，工程部門考慮在建筑高度方面進(jìn)行調(diào)整，將樓層高度適當(dāng)降低；另一方面，在地下一層和地上18層的建筑結(jié)構(gòu)中，采用輕質(zhì)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)，如輕鋼結(jié)構(gòu)或預(yù)制混凝土板。此外，對(duì)于懸挑休閑平臺(tái)的設(shè)計(jì)，采用更輕的挑梁和封口梁，同時(shí)適當(dāng)減少板厚，在保證建筑結(jié)構(gòu)安全的前提下，降低建筑成本，提高建筑效益。

2.2 大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)施工技術(shù)的具體應(yīng)用

2.2.1 上拉式支承結(jié)構(gòu)

(1)施工要點(diǎn)：1)基礎(chǔ)施工：基礎(chǔ)是支撐平臺(tái)的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足平臺(tái)的承載能力要求。在施工過(guò)程中，必須要進(jìn)行地基處理，以確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和承載能力。同時(shí)，還需要進(jìn)行鋼筋混凝土澆筑和加固等工作；2)支撐結(jié)構(gòu)施工：上拉式支撐結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土梁和柱的組合形式，梁和柱之間通過(guò)鋼筋連接。在施工過(guò)程中，需要對(duì)梁和柱進(jìn)行精確的測(cè)量和定位，確保結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。同時(shí)，還需要進(jìn)行鋼筋混凝土澆筑和加固等工作；3)吊裝安裝：在支撐結(jié)構(gòu)施工完成后，需要將平臺(tái)吊裝到支撐結(jié)構(gòu)上。在吊裝過(guò)程中，需要使用專業(yè)的吊裝設(shè)備和工具，同時(shí)還需要對(duì)平臺(tái)的重心、平衡點(diǎn)等進(jìn)行精確的計(jì)算和安排；4)安全管理：在施工過(guò)程中，必須要注意安全管理，確保施工人員的人身安全和設(shè)備安全。同時(shí)，還需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的規(guī)劃和布局，防止施工過(guò)程中的誤操作和發(fā)生事故。

(2)結(jié)構(gòu)布置：整體支承結(jié)構(gòu)體系使用了鋼材和鋼絲繩等材料構(gòu)建，其主要由型鋼鋼梁、索吊鋼絲繩以及U形卡環(huán)等組成。上端還添加了鋼絲繩吊環(huán)，形成了二跨結(jié)構(gòu)體系，其間距為1.5m。這種結(jié)構(gòu)體系不僅可以支撐休閑平臺(tái)的重量，還可以支撐外腳手架的防護(hù)工作。在使用過(guò)程中，需要注意降低重量，提高安全性，確保人員和設(shè)備的安全。為了在建筑施工中安全可靠地進(jìn)行支承結(jié)構(gòu)體系豎向跨越1個(gè)樓層的工作，項(xiàng)目采取了降重措施，在離地33m，高度(10層)安裝水平型鋼鋼梁，并將索吊角拉纜繩連接到10層高度的水平型鋼鋼梁上。以保證承重能力和安全性。有效地降低支撐結(jié)構(gòu)的重量，進(jìn)而減小工作中的風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)，確保施工過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。

為了降低模板支撐體系的重量，采取了以下措施：1)采用輕型鋼材替代部分重型鋼材，如采用薄壁方管替代工字鋼，減輕支撐體系重量；2)在挑梁和封口梁的設(shè)計(jì)中，盡量減少截面積，從而減輕梁的重量；3)在樓板設(shè)計(jì)中，采用輕質(zhì)混凝土或泡沫混凝土，減輕樓板重量；4)優(yōu)化支撐體系的布置，減少立桿的數(shù)量和步距(h=1.20m)，從而減輕整個(gè)支撐體系的重量。

針對(duì)以上工程的高度和施工荷載，為了確保工人的安全，首先，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置吊籃，將工人和材料一起吊裝上下。這樣可以減輕工人的體力負(fù)擔(dān)，降低工作風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也能提高工作效率。其次，采用輕型腳手架代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼管腳手架。輕型腳手架重量輕，易于搭建和拆卸，同時(shí)也能滿足工程的安全要求。采用輕型腳手架可以減輕施工荷載，降低工作風(fēng)險(xiǎn)。最后，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專人負(fù)責(zé)安全管理，對(duì)工人進(jìn)行安全教育和培訓(xùn)，提高工人的安全意識(shí)和應(yīng)急處置能力，確保工程施工過(guò)程中的安全。同時(shí)，也需要配備必要的安全設(shè)備，如安全帶、安全帽等，確保工人的人身安全。

(3)受力分析：對(duì)角拉索的加載會(huì)降低支撐梁荷載，同時(shí)也會(huì)降低頂梁和支撐支架的加載量，18號(hào)“工”字型鋼板承載力降低。在此過(guò)程中，考慮減輕荷載的同時(shí)，還要確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[5]。具體措施包括：優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少不必要的結(jié)構(gòu)重量；采用輕量化材料，如鋁合金等；對(duì)于外腳手架的荷載，可以采取分層施工的方式，逐層拆除腳手架，減輕荷載；同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理結(jié)構(gòu)缺陷，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

第1工況：從第10層開始，用模架支撐，直至第12層的梁底板。為了保證施工安全及質(zhì)量，需要對(duì)梁的荷載進(jìn)行降重處理。具體措施包括以下4點(diǎn)：1)采用輕型模板及支撐體系，減輕梁的荷載；2)優(yōu)化腳手架布置，縮短懸挑長(zhǎng)度，降低荷載；3)對(duì)梁進(jìn)行分段施工，減少一次性荷載；4)采用高效施工工藝，縮短施工周期，減少荷載持續(xù)時(shí)間。

根據(jù)圖1 可知，支撐系統(tǒng)所承擔(dān)的載荷比較復(fù)雜，其載荷值與吊梁模架的載荷值相差最多可達(dá)到57%。另外，各受力位置間的間距也是不均衡的，最大差距高達(dá)75%。由于這種情況無(wú)法套用查表法，采用力矩分配法來(lái)計(jì)算各桿端的彎矩，通過(guò)測(cè)試，ABC結(jié)點(diǎn)AB桿端彎矩為0，BA分配系數(shù)為0，桿端彎矩為5.737；BC分配系數(shù)0.49，桿端彎矩為-5.737；CB端桿端彎矩為0，具體如表1所示。為確保安全，需要對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行降重處理。

圖1 計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力示意

表1 桿端彎矩

將所有的桿件在節(jié)點(diǎn)處截?cái)啵纬梢缓?jiǎn)支梁，將桿件的端部彎矩作為外載，由平衡條件得到簡(jiǎn)支梁的支承反力；建立了彎矩與剪力方程，并求得每個(gè)桿件上的彎矩與剪力。在此基礎(chǔ)上，把桿端彎矩作為施加在桿端上的外荷載，利用平衡原理得到了簡(jiǎn)支梁的支承反力。然后，構(gòu)建了彎矩和剪力方程，從而得到在每個(gè)桿件上的彎矩和剪力。

第2工況：針對(duì)第2工況中平臺(tái)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度未達(dá)齡期、模板支撐未拆的情況，為確保施工安全，需要采取降重措施來(lái)減輕荷載。具體措施包括：①延長(zhǎng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到齡期的時(shí)間，等待混凝土充分硬化后再進(jìn)行下一步施工，以減輕混凝土荷載；②在拆除模板支撐之前，加固支撐結(jié)構(gòu)并增加支撐點(diǎn)數(shù)量，以減輕模板支撐的荷載；③采用輕型材料代替部分重型材料，如使用輕型鋼材替代部分重型鋼材，以降低荷載。

(4)驗(yàn)算結(jié)果，18工字鋼在抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和變形等指標(biāo)上均滿足設(shè)計(jì)要求。另外，如20 U型錨桿、22號(hào)斜拉鋼索(中間吊點(diǎn)為2條)、22號(hào)吊圈(2條)等，其安全性也滿足了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以在第1種情況下滿足應(yīng)用要求。在次要荷載作用下，無(wú)論構(gòu)件承受的荷載是一倍，還是整個(gè)構(gòu)件承受的荷載是一倍，其安全性仍然滿足設(shè)計(jì)要求。為確保結(jié)構(gòu)的安全性，建議在設(shè)計(jì)中進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕抵兀赃M(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.2.2 施工要點(diǎn)控制

(1)材料選擇：1)在進(jìn)行鋼筋選擇時(shí)，特別注意鋼筋的直徑和強(qiáng)度等指標(biāo)需要符合要求，并且鋼筋的用量要符合設(shè)計(jì)要求；2)選擇符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的混凝土材料，并在施工前進(jìn)行試驗(yàn)，以確保混凝土的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；3)選擇優(yōu)質(zhì)的鋼材，并經(jīng)過(guò)專業(yè)的加工和焊接處理，保證其與混凝土的粘結(jié)牢固；4)在選擇防水材料時(shí)，根據(jù)平臺(tái)的使用環(huán)境和要求來(lái)進(jìn)行選擇；5)在選擇其他輔助材料時(shí)，根據(jù)其對(duì)平臺(tái)使用壽命和安全性的影響來(lái)進(jìn)行選擇。

(2)施工工藝：1)在施工前，需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制作好預(yù)制構(gòu)件，包括鋼筋和混凝土材料的選擇、加工和制作。預(yù)制構(gòu)件制作嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制作，尺寸和質(zhì)量要達(dá)到要求，以確保施工質(zhì)量；2)在懸挑平臺(tái)主體施工中，先進(jìn)行鋼筋的安裝和固定，然后再進(jìn)行混凝土的澆筑。在澆筑混凝土?xí)r，保證混凝土的均勻性和密實(shí)性，以及保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸龋_保混凝土的強(qiáng)度和耐久性；3)懸挑平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)施工選擇合適的支撐結(jié)構(gòu)材料，如鋼材等。在施工過(guò)程中，保證支撐材料的牢固性和穩(wěn)定性，以確保懸挑平臺(tái)的安全性和穩(wěn)定性；4)懸挑平臺(tái)表面進(jìn)行防水、防腐等處理，以確保平臺(tái)的耐久性和美觀度。在進(jìn)行表面處理時(shí)，選擇合適的材料和工藝，以確保處理效果和質(zhì)量。

2.3 應(yīng)用結(jié)果

大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)是一個(gè)復(fù)雜且難度高的工程，在施工過(guò)程中需要考慮很多因素，包括施工環(huán)境、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安全措施等。

(1)該平臺(tái)的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)固，能夠承受大量的人員和物品的重量。這主要得益于采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮了不同的荷載情況。同時(shí)，平臺(tái)的懸挑部分也采用了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得整個(gè)平臺(tái)能夠保持平衡和穩(wěn)定。

(2)該懸挑休閑平臺(tái)的外觀非常美觀。平臺(tái)的表面采用了高品質(zhì)的材料，顏色和紋理都非常自然和溫馨。整個(gè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)也非常人性化，考慮了人們?cè)谏厦嫘蓍e的需求，如舒適的座椅、遮陽(yáng)措施等等。這一切都為人們提供了一個(gè)舒適、美麗的休憩場(chǎng)所。

(3)該平臺(tái)的安全措施也非常到位。在施工過(guò)程中，工人們采取了嚴(yán)密的安全措施，確保了工人的安全。同時(shí)，在平臺(tái)的使用過(guò)程中，也設(shè)置了多種安全措施，如護(hù)欄、警示標(biāo)志等，為游客提供了安全保障。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著城市化進(jìn)程的加速和人們生活質(zhì)量的提高，越來(lái)越多的城市公園、廣場(chǎng)、商業(yè)中心等公共場(chǎng)所開始引入懸挑休閑平臺(tái)，以提供更豐富的休閑娛樂(lè)方式和增加城市空間的美感。而大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)作為一種廣泛應(yīng)用的建筑形式，其施工技術(shù)也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)的施工技術(shù)需要充分考慮材料的選用和加工、依據(jù)具體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工、注意施工環(huán)境和安全措施等方面。只有在施工過(guò)程中保持高度的專業(yè)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，才能夠打造出高質(zhì)量、安全可靠的大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺(tái)。