高空大跨懸挑屋面板施工技術(shù)研究

孟維亮

摘? 要：屋面系統(tǒng)在建筑的美觀度呈現(xiàn)效果中存有重要影響，其作為外部圍護(hù)系統(tǒng)的重要一環(huán)，需要獲得來自于建設(shè)方的關(guān)注。針對現(xiàn)有造型獨(dú)特的建筑，需要調(diào)整常規(guī)屋面施工方法，形成與建筑造型相對照的屋面結(jié)構(gòu)。本文借助某造型特殊的建筑工程，介紹如何實(shí)現(xiàn)高空大跨懸挑式屋面板的基本施工訴求。以此來研究運(yùn)用安全的屋面板作業(yè)方法。

關(guān)鍵詞：高空大跨;懸挑屋面板;施工技術(shù)

屋面板可對屋面荷載進(jìn)行承擔(dān)，一般被設(shè)置到屋頂區(qū)域，構(gòu)成材料多為金屬材料，如合金與鋁鎂錳等材料。雖然常規(guī)屋面板施工應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)發(fā)展至成熟，施工單位能夠流暢地完成屋面板部分的任務(wù)，但是當(dāng)施工條件發(fā)生改變之后，屋面板施工難度也將增加。如在建設(shè)跨度較大的建筑系統(tǒng)時(shí)，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境極具復(fù)雜化與危險(xiǎn)性元素，隨著人們對于建筑造型提出更豐富的要求，這高空懸挑型建筑越來越多，必須解決屋面建設(shè)問題。

1 工程概況

本工程為地下2層，地上17層，地上建筑面積19.3萬m2，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。其中科研行政樓共17層，建筑總高度70.1m，屋面層（標(biāo)高70.1m），存在懸挑梁板結(jié)構(gòu)，板厚120mm，跨度約8m，區(qū)域面積為30m2，該區(qū)域1層～17層無結(jié)構(gòu)梁板。

2 施工技術(shù)難點(diǎn)

本建筑具有相對較高的懸挑高度，具體在17層的位置開始形成懸挑系統(tǒng)，標(biāo)高數(shù)值為66.25m，屋面層的實(shí)際標(biāo)高為70.1m，因此可知該建筑結(jié)構(gòu)屬于高空懸挑型，在17層上設(shè)置的梁板也運(yùn)用了局部懸挑式結(jié)構(gòu)。如果使用過去的高支模施工方案，不僅會消耗較多的施工建設(shè)資金，同時(shí)也無法做出安全層面的保障。懸挑跨度也比較大，對懸挑結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量之后，發(fā)現(xiàn)軸線間距設(shè)為8.4m，區(qū)域面積在30m2左右，使用外腳手架與懸挑式工字鋼進(jìn)行施工，操作性比較差，同樣也存有不可控的隱患因素。懸挑式構(gòu)件被設(shè)計(jì)成弧形，本身質(zhì)量要求嚴(yán)苛，加工制備耗時(shí)長，構(gòu)件的質(zhì)量穩(wěn)定性難以得到保障。屋面板系統(tǒng)的外邊也被直接設(shè)計(jì)成弧形，在施工期間，必須定位模板，加固不易實(shí)現(xiàn)，考慮到建設(shè)的是屋面結(jié)構(gòu)，其具有一定的防水訴求，因此必須要給作業(yè)人員搭設(shè)出可用的操作平臺。

3 屋面板施工方案

3.1 選定施工方案

該區(qū)域若按傳統(tǒng)方案搭設(shè)高支模施工不經(jīng)濟(jì)更不安全，結(jié)合該工程難點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及以往施工經(jīng)驗(yàn)，選擇方案如下。在該區(qū)域17層梁板上（標(biāo)高66.25m）搭設(shè)9m長18號工宇鋼制作的門架，間距1.5m;在門架上周定14號工字鋼作為模板支架的立桿著力點(diǎn)，間距1.2m;再向上搭設(shè)盤扣式腳手架作為梁模板支撐體系，立桿間距1.2m×1.2m，步距1.5m;模板體系主楞采用鋼管，次楞采用50mm×100mm方木，面板采用16mm厚木膠板，完成該處梁板施工。為防止最外側(cè)工宇鋼門架外翻或者側(cè)滑，在17層結(jié)構(gòu)上預(yù)埋壓環(huán)固定門架兩端。

3.2 施工流程剖析

留置屋面預(yù)埋件，制備施工所需的門式鋼構(gòu)架系統(tǒng)，在相應(yīng)的位置進(jìn)行定位與測量工作，穩(wěn)定地完成鋼構(gòu)架架設(shè)工作，對水平工字鋼進(jìn)行固定以及焊接處理，鋪設(shè)數(shù)量充足的腳手板，最后處理外腳手架與模板體系施工任務(wù)。

3.3 形成門式鋼架系統(tǒng)

該區(qū)域門架式單跨構(gòu)架采用9m的18號工字鋼，下方焊接14號工字鋼斜撐，焊縫高度6mm，長度10cm，確保門架節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定;斜撐的梁側(cè)工字鋼與結(jié)構(gòu)梁之間預(yù)留約5cm空隙，待吊裝固定后用木楔塞緊;最外沿18號工字鋼兩端預(yù)埋埋件焊接固定，防止側(cè)滑。待單榀構(gòu)架吊裝固定到位后，各構(gòu)架之間采用14號工宇鋼點(diǎn)焊連接，形成整體的型鋼構(gòu)架;然后再在14號工字鋼翼緣上焊接短鋼筋或者采用底托固定立桿形成模板支架體系;四周按要求搭設(shè)外架防護(hù)，掛密目網(wǎng)，型鋼構(gòu)架上鋪設(shè)硬防護(hù)，形成施工操作平臺。

3.4 模板施工

模板施工的內(nèi)容相對比較簡單，樓層滿堂架與模板架體需保持一致性，支撐系統(tǒng)為盤扣式腳手架，在局部位置使用鋼管扣件達(dá)到加強(qiáng)目標(biāo)。根據(jù)排版圖提示的信息，在施工現(xiàn)場開展定點(diǎn)立桿工作，精準(zhǔn)把控橫縱距離，將底座設(shè)置到立桿的底部區(qū)域，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)工字鋼邊緣處的加固工作，根據(jù)模數(shù)來改變立桿的實(shí)際高度，將橫向水平桿與縱向水平桿當(dāng)做掃地桿應(yīng)用，其與工字鋼的距離需控制到550mm以內(nèi)。設(shè)置支架系統(tǒng)時(shí)，選用的參數(shù)參考滿堂架，將斜拉桿設(shè)置到外側(cè)立桿處，并連接滿堂架，使模板保持極高的穩(wěn)定性。

3.5 拆除型鋼構(gòu)架

待屋面懸挑板模板體系和外架拆除后，首先將塔吊鋼絲繩綁扎在上部準(zhǔn)備拆除的14號工字鋼上，采用割刀（氧割）將其與下部門式型鋼構(gòu)架焊接處斷開，切割點(diǎn)選擇在離原焊接點(diǎn)100mm處，避開在門架型鋼上進(jìn)行切割，以免其受熱產(chǎn)生物理變化導(dǎo)致材質(zhì)發(fā)生改變，影響整體構(gòu)架穩(wěn)定性;然后塔吊將聯(lián)梁逐個(gè)吊下，待14號工字鋼拆除完畢后拆除18號門式型鋼構(gòu)架：首先在所有次構(gòu)件已全部拆除完畢的鋼挑梁的合適位置綁扎好吊卸的鋼絲繩，然后緩緩提起鋼絲繩，使塔吊處于工作狀態(tài)，避免晃動(dòng)，再切割壓環(huán)使其能自由移動(dòng)即可準(zhǔn)備吊卸，吊卸鋼構(gòu)件需緩緩落下，保證構(gòu)件平穩(wěn)、安全著地。同樣的方法依序從外向內(nèi)拆除工字鋼。

3.6 主要施工事項(xiàng)

本次屋面板施工活動(dòng)中，關(guān)注以下幾個(gè)重點(diǎn)施工事項(xiàng)，考慮到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)屬于高空跨度大懸挑式復(fù)雜結(jié)構(gòu)，制作門式構(gòu)架的任務(wù)極為關(guān)鍵，甚至關(guān)聯(lián)著屋面板施工成敗，管理人員還要集中精力應(yīng)對支撐模板支撐體系，穩(wěn)定安裝模板，最初的技術(shù)交底在本工程中同樣不能缺失。使用門式鋼構(gòu)架輔助屋面板作業(yè)工作，盡管操作性增強(qiáng)，但是仍舊具有較高的危險(xiǎn)程度，參與操作的工作人員必須持有資格證件，作業(yè)期間始終佩戴安全帶等安全裝置，塔吊信號工需具有豐富的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，將斜拉索安裝到施工構(gòu)架上，有專門的工作人員負(fù)責(zé)調(diào)整事宜，確保拆除與安裝的工作都能夠以安全的方式實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控鋼平臺出現(xiàn)的變形情況，不可突然施加較大的荷載，否則平臺變形的概率也將增大。規(guī)避上下交叉作業(yè)活動(dòng)與高空中的拋物行為。

通過本工程將門式型鋼構(gòu)架與盤扣支撐體系工藝相結(jié)合，成功解決了高層高空大跨懸挑結(jié)構(gòu)快速簡便的施工難題，既滿足了結(jié)構(gòu)荷載和施工操作要求，又加快了施工進(jìn)度，降低施工成本;另外，通過施工過程的嚴(yán)格組織與實(shí)施，確保了工程質(zhì)量和施工安全，為工程創(chuàng)造了無形的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，同時(shí)也為今后類似高層大跨懸挑結(jié)構(gòu)的支撐體系設(shè)計(jì)與施工提供了借鑒與參考。

4 結(jié)束語

本文針對工程中的特殊屋面板施工要求，研究了新的工藝手段，主要將支撐體系與門式鋼構(gòu)架搭設(shè)工藝結(jié)合，以此來簡化作業(yè)過程，使屋面板施工活動(dòng)也能夠保持極強(qiáng)的便捷性，同時(shí)達(dá)到了結(jié)構(gòu)荷載承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)，操作施工過程也并不復(fù)雜，施工節(jié)奏加快的同時(shí)，并未將屋面板的整體施工成本增加，符合工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)原則。對這種高空大跨度施工條件進(jìn)行深入理解，進(jìn)而開發(fā)出更多可用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法，支持我國建筑造型更新活動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

[1]俞新，倉曉博.高空大跨懸挑屋面板施工技術(shù)研究[J].山西建筑，2017（29）.

[2]任建華[1].高空大跨度懸挑鋼筋混凝土構(gòu)架施工技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材，2015（13）：85-85.

[3]鄒鑫，孫春娥.高空大跨度懸挑梁結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].建筑施工，2016（11）.