建筑悬挑结构悬挑支撑架施工工艺

建筑悬挑结构悬挑支撑架施工工艺

白小刚

上海建工一建集团有限公司 610000

【摘要】随着现代建筑设计理念的不断更新，建筑物的外立面越来越复杂，出现了许多难以采用普通施工工艺修建的悬挑结构，这促进了国内建筑行业从业者对悬挑结构施工技术的进一步研究。怎样进行悬挑结构施工才能在保证其安全质量的同时花费更少的资源和工期是重中之重。本论文涉及一种悬挑结构悬挑支撑架施工工艺。该施工工艺速度快，占用的人力物力较少，在保证施工安全质量的同时节约了成本，值得推广。

【关键词】悬挑结构；悬挑支撑架；质量安全；降低成本

0.引言

目前，公知的建筑物悬挑结构的支模架一般采用高支模的方式从底到顶进行满堂架搭设。满堂架支撑架的搭设为超过一定规模的危大工程，不仅需要专家论证，而且高度较高，发生倾覆的风险大，同时钢管模板周效率低转，增加施工成本。为了克服这些问题，我们决定探索采用悬挑支撑架的施工工艺来解决悬挑结构的施工难题。

1.工程概况

高新西区中小学及幼儿园建设工程，中学楼栋地上6F，地下1F，建筑高度23.9m，主体采用框架结构。

本工程中学楼栋5、6层板面（标高分别为21.25m、25.85m），北侧存在悬挑结构，长25.2m，外挑3.25m，5层板面离地高度26.95m，悬挑板边梁尺寸为250×600，径向悬挑梁为变截面梁500×900/600，板厚120mm。

2、工程现状分析

1、方案一：高支模。从底部搭设高支模架体至5层。缺点：易发生倾覆，材料无法高效周转等。

（1）5F悬挑结构投影位置正位于基坑支护边坡上，边坡需进行回填土，以保证高支模架体基础有足够的空间进行搭设。回填土上搭设支模架承受荷载，不利于结构安全。

（2）架体高度达到26.95m，且高宽比远大于3:1，安全风险大。

（3）大量周转材料周转效率低，施工成本增加。

2、方案二：用钢结构代替钢筋混凝土结构。缺点：造价高，后期需维护；优点：施工便捷，安全性较高。

由于业主考虑到投资成本及使用过程中钢结构的防锈措施等，拒绝采用钢结构代替钢筋混凝土结构。

3、方案三：在4F楼板安装工字钢，搭设悬挑支模架。缺点：工字钢安装质量要求高；优点：安全可靠，降低成本。

（1）悬挑结构最大梁截面达500×900，梁高且大，支撑架承载要求高。

（2）工字钢安装质量直接关系承载安全，对工字钢安装质量要求高。

经综合分析考虑，决定采用悬挑支撑架来解决悬挑结构施工难题。

3、建筑悬挑结构悬挑支撑架施工工艺

3.1、技术方案

悬挑支撑架由预埋钢板、斜撑、U型锚环、工字钢、支模架构件等组成。4-5F顶板结构悬挑，采用在3F楼板预埋斜撑固定钢板，4F楼板施工时安装U型锚环，浇筑完成后安装悬挑工字钢，并从3F焊接工字钢做斜撑，5F楼板板施工时在工字钢上搭设支模架。

3.2、施工流程

斜撑固定钢板预埋→U型环预埋→铺设工字钢（并用螺栓紧固）→斜撑焊接→定位→安装钢管限位钢筋头→搭设防护架→搭设支模架→梁板模板安装。

3.3、施工工艺

（1）在斜撑工字钢下端预埋钢板，尺寸为300*150*8，斜撑型钢采用20b#工字钢，工字钢间距均为900mm，施工时进行焊接连接。待悬挑工字钢安装后立即安装斜撑，采用焊接固定。

（2）待结构板混凝土强度达到一定要求时，进行悬挑型钢的安装。悬挑型钢采用20b#工字钢，间距为900mm，工字钢上按立杆间距设置横向悬挑型钢，根部采用两道ø20U型锚固螺栓，端部采用一道ø20U型锚固螺栓，悬挑工字钢与斜撑工字钢焊接连接。

（3）4F楼板工字钢长10米，外伸4.25米，悬挑架体立杆纵向间距为从4层楼板边缘间隔200mm设置第一道立杆，其后排架立杆间距依次为650mm，横向间距750mm，最外侧的立杆位于边梁外侧200mm，在最外侧立杆外100mm搭设双排防护架，高度为超出结构1.2m。工字钢上焊接50mm高Ф25限位钢筋，排架立杆套在限位钢筋上，悬挑支模架水平杆与室内支模架连接成整体，以提高悬挑支撑系统的整体稳定性。在支撑架底层水平杆上增加格栅杆并满铺脚手板，在双排脚手架外侧满挂一层绿色密目网。

3.4、悬挑支模架拆除

砼强度达到100%拆模令审批通过后方可进行拆模，将工字钢上的支撑架全部拆除后进行工字钢拆除，拆除时使用塔吊上的钢丝绳系牢工字钢的两端，着力点必须对称，将焊接部位割除后将工字钢吊至安全地带。拆除过程中安全员全程旁站监督指挥。

3.5、支撑系统验算

（1）支撑系统承载力荷载验算

取5F工字钢悬挑系统承载力进行计算，工字钢长10米，外伸4.25米，悬挑架体立杆径向间距为从4F底板边缘间隔200mm设置第一道立杆，其后排架立杆间距依次为650，横向间距750mm，最外侧的立杆位于边梁250×600梁外侧200mm，在最外侧立杆外100mm设双排防护架，工字钢悬挑端下层采用20b#工字钢焊接做斜撑。取柱间两侧的工字钢进行主梁稳定性验算，该部位工字钢用于支撑悬挑径向变截面梁500×900/600、边梁250×600、悬挑板120mm及相应的支模架、防护架。

经分析悬挑工字钢的受力主要为结构材料重量、外脚手架及施工荷载。经计算立杆垂直压力模型如下图：

立杆垂直压力模型图

支撑系统承载力通过专业安全计算软件进行验算，结构安全验算通过。

（2）工字钢抗倾覆验算

工字钢在4F进行悬挑施工，4F10m长工字钢悬挑4.25m，建筑物内的工字钢长5.75m，最内侧锚固为2道直径为20的U型锚固螺栓，在主体结构边缘设置1道直径为20的U型锚固螺栓作为限位。同时将主体结构内部脚手架搭设在工字钢上，这样室内5.75米的工字钢受力远大于悬挑部件的荷载，无需进行抗倾覆验算。

4、现场施工管理要点

4.1、悬挑支模架质量控制

（1）工字钢、模板、钢管等材料需严格按照规范要求验收合格方可进场。

（2）工字钢布置严格按照方案进行布置。

（3）斜撑工字钢两端的焊缝应饱满没有残缺。

（4）所有锚固螺栓与工字钢之间增设钢垫板。

（5）模板排架系统质量控制严格遵守相关规范要求。

4.2、支模架实时监控

在悬挑支模架施工过程及上部结构施工期间，安排专职安全员对悬挑支模架进行实时监控。一旦支模架变形超过一定范围，须立即停止使用并撤离相关人员。待对悬挑支模架重新进行校正并通过验收后方可再次投入使用。

4.3、施工前需多次交底

建筑悬挑结构悬挑支撑架开工前，技术负责人要将有关于现场悬挑结构的工程概况、悬挑支撑系统的主要施工流程、安全技术措施等情况向全体管理人员进行一级技术交底。预埋件预埋、工字钢安装及焊接、支模架搭设等分项工程施工前，相应的管理人员要向班组进行二级技术交底。

4.4、严格按照方案及规范实施

悬挑支撑架施工应遵从方案、技术交底及规范指引，不得随意更改施工流程。每一道工序完成后必须验收通过后方可进入下道工序。

5、技术效果及经济效益分析

（1）悬挑支撑架涉及预埋件安装，悬挑工字钢的布置、斜撑工字钢安装及焊接以及支模架的搭设。此新型支模架系统虽然操作比较复杂，但相比于高支模系统，搭设速度更快、更为安全，周转材料使用率更高降低成本，较高支模搭设节省成本50%-60%。

（2）高支模架搭设过高安全风险非常大。使用悬挑支撑安全可靠度更高，降低项目安全风险隐患。

（3）适用于较高的悬挑结构、现场工况不便于搭设高支模满堂架，或现场周转材料紧缺、施工工期紧的工程。

6、结语

建筑悬挑结构悬挑支撑架施工工艺虽然在一定程度上比较复杂，且安装操作的要求高，但从现场实施情况来看，操作风险能控制在合理的范围内，现场施工质量能够得到保证，并且能够降低周转材料的占用，从而降低成本，值得在类似工程中进一步推广，有较好的社会实用价值。

参考文献

[1]姜志强.悬挑型钢支模架结构设计与施工研究[D].浙江工业大学2011；

[2] 王华军，钱艺柏.高空大悬挑混凝土结构模架设计与搭设[A].工程技术2015（06）：40-42；

[3] 王进.悬挑型钢支模架在高空悬臂结构施工中的应用[A].工程质量2018.36（04）。

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