高空超長(zhǎng)懸挑鋼支撐系統(tǒng)技術(shù)的研究

郭佳佳　張洪濤　廖小偉

摘要：隨著城市建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，建筑行業(yè)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們對(duì)建筑要求越來(lái)越多，已經(jīng)不單單局限于滿足基本的生產(chǎn)生活學(xué)習(xí)需求，并且越來(lái)越重視建筑外觀及其居住環(huán)境的相容性。為了更好地滿足人們這一需求，由此產(chǎn)生了懸挑結(jié)構(gòu)這一新型的模板支撐施工技術(shù)。本文結(jié)合筆者工程實(shí)踐，針對(duì)某建筑工程案例中采用高空懸挑結(jié)構(gòu)，對(duì)其模板支撐方案進(jìn)行必選，同時(shí)提出支撐系統(tǒng)的構(gòu)造要求和施工技術(shù)，旨在為以后類似工程提供借鑒作用。

關(guān)鍵詞：高空懸挑;模板支撐架;雙鋼管斜撐

引言：

隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，各類造型繁雜的建筑 結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，其中圓柱筒體結(jié)構(gòu)外設(shè)計(jì)采用懸挑平臺(tái)的建筑結(jié)構(gòu)逐漸增多，該種建筑結(jié)構(gòu)可作為觀 景平臺(tái)使用，也可用于水文、氣象、環(huán)境等的觀測(cè)使用。在圓柱筒體主體結(jié)構(gòu)上，懸挑平臺(tái)結(jié)合了傳統(tǒng) 施工工藝的施工原理及優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種附著式懸挑 鋼結(jié)構(gòu)桁架主次梁支撐系統(tǒng)平臺(tái)作為懸挑結(jié)構(gòu)施 工的模板架體支撐平臺(tái)。從施工力學(xué)角度，該技術(shù) 在施工過程中由于將附加荷載全部傳遞至豎向墻 體，增加了一種承載能力極限狀態(tài)的施工形態(tài)。因 此，保證施工過程中主體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)桁架支撐系統(tǒng)在安裝、使用、拆除時(shí)的安全、穩(wěn)定，使結(jié)構(gòu)由施 工狀態(tài)平穩(wěn)過渡至使用狀態(tài)，是鋼結(jié)構(gòu)懸挑桁架主 次梁支撐系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)與施工控制考慮的主要 問題。

正文：

一、大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1.1 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)簡(jiǎn)介

懸挑鋼結(jié)構(gòu)是建筑的主要結(jié)構(gòu)之一，是以大量型鋼 作為主要施工材料，將其由兩根斜吊受力鋼絲繩以及兩根斜吊保險(xiǎn)鋼絲繩，共同組成梁架，使其成為施工人員的施工平臺(tái)以及 接料平臺(tái)，以此達(dá)到提高施工效率，節(jié)約人力與物力的目的的一種技術(shù)。大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)在使用完成之后，會(huì)被拆除，最終完成 整個(gè)建筑的施工過程。將其運(yùn)用到電廠施工中，能夠達(dá)到提高施工效率與質(zhì)量的目的。大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在承擔(dān)的荷載大這一方面。以電廠建設(shè)為例，施工人員必定面臨著高空作業(yè)的問題，大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工的意義，便在于為施工人員建立一個(gè)安全 穩(wěn)定的高空作業(yè)平臺(tái)，使施工過程能夠更加順利的進(jìn)行，同時(shí)保 證施工安全。大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)不僅需要承受高空作業(yè)人員所帶 來(lái)的荷載，同時(shí)還要承受施工材料的重量，如其穩(wěn)定性達(dá)不到要 求，必定會(huì)導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，影響電廠建設(shè)效率以及施工人 員的安全，因此，在施工過程中，對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及材料的選擇 等，要重點(diǎn)加以重視，以切實(shí)保證施工安全、確保施工順利進(jìn)行 為目的，考慮如何盡可能少的使用鋼材，以避免對(duì)施工成本造成不必要的浪費(fèi)。

1.2 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工具體應(yīng)用

中央電視臺(tái)總部大樓是大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工的主要代表，總 建筑面積達(dá) 55 萬(wàn) m2，包括一棟主樓與一棟電視文化中心，前者包括地上 52 層，地下 3 層，總高度達(dá) 234m，是國(guó)內(nèi)大型懸挑鋼結(jié) 構(gòu)施工的重點(diǎn)案例之一。除此之外，大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工也可用 于發(fā)電廠的施工過程中，目前技術(shù)水平已經(jīng)相對(duì)成熟，施工效果 相對(duì)較好。

二、大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)與具體施工手段

2.1 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)

大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工面臨的問題主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)與選材以 及建造與檢測(cè)等方面：首先，設(shè)計(jì)與選材問題，是大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工面臨的主要問題。設(shè)計(jì)必須充分考慮結(jié)構(gòu)所需要承受的 荷載，并重視具體施工環(huán)境，從提高參數(shù)精確度的角度出發(fā)，既要保證建筑的使用性與施工的安全性，又要保證建筑外觀的美 感，這就對(duì)大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工提出了更高的要求。[2]施工必須 提高設(shè)計(jì)水平，與此同時(shí)，重視材料的選擇，在確保材料質(zhì)量符合施工要求的基礎(chǔ)上，盡可能的減少材料的使用量，降低施工與 作業(yè)成本，為施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高提供保證。其次，建造與 檢測(cè)問題也必須得到重視，隨著時(shí)間的推移，一部分建筑物本身 的使用性能逐漸喪失，開始面臨著拆除以及更新，因此，必須充分重視建造以及檢測(cè)問題，以使上述問題得到解決。

2.2 大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)具體施工手段

當(dāng)前，大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工方法主要包括無(wú)支撐安裝法以及 整體提升法等。①無(wú)支撐安裝法指的是在不采用其他支撐的前提下，完成大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工的一種方法。該方法要求采用結(jié) 構(gòu)本身的剛度作為支撐的主要來(lái)源，以大型吊裝機(jī)作為主要施 工機(jī)械，采取逐步施工的辦法，使得大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)能夠逐漸形 成。上述方法中，層與層之間的對(duì)接，需要在高空完成，因此必須 重視對(duì)接的緊密性問題。采用無(wú)支撐安裝法施工的優(yōu)勢(shì)在于，能夠充分節(jié)約施工材料，耗時(shí)少，不必卸載，且施工簡(jiǎn)單方面。以我國(guó)的中央電視臺(tái)大樓為例，其所采用的大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工方 法，便屬于無(wú)支撐安裝法。②整體提升法也是大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施 工的主要方法之一，采用整體提升法，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)的 安裝，主要包括四個(gè)步驟：第一步為組裝，第二步為搭設(shè)提升裝 置，第三步為提升過程，第四部，結(jié)構(gòu)安裝。a.組裝需要在懸挑鋼 結(jié)構(gòu)下部的投影面積下完成，具體組裝步驟與大型懸挑鋼結(jié)構(gòu) 施工步驟相同。b.在組裝完成之后，需要在確保其質(zhì)量不存在問 題的基礎(chǔ)上，施工人員需要搭建提升裝置，并確保裝置的可靠 性。c.采用“提升系統(tǒng)”將其提升至相應(yīng)位置。d.在提升至固定位置 之后，保證結(jié)構(gòu)已經(jīng)就位，并實(shí)現(xiàn)安裝。

三、總結(jié)

大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工是建筑施工中的重點(diǎn)，施工在設(shè)計(jì)與選 材以及建造與檢測(cè)方面存在困難，與此同時(shí)，鑒于結(jié)構(gòu)本身具有 重量，因此施工過程較容易發(fā)生位移?？刂坪梦灰茊栴}，準(zhǔn)確設(shè) 計(jì)其預(yù)調(diào)值，是確保施工質(zhì)量達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的主要途徑，對(duì)此，工作人員必須做好全程監(jiān)測(cè)，避免各施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，盡最大 程度的保證施工質(zhì)量與安全。

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