試論屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)

孫家興 肖剛 劉毅 高智 梁谷平

中國建筑第五工程局有限公司 湖南 長沙 410000

1 屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)分析

屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)在實際應(yīng)用中，對構(gòu)件的成型質(zhì)量有極大的輔助作用，而且，施工效率高，具有支、拆靈活等特性[1]，大跨度懸挑構(gòu)件的模板支撐穩(wěn)定性是關(guān)鍵，在實際應(yīng)用中，避免出現(xiàn)落地架不均勻沉降所導(dǎo)致的架體失衡問題，在大跨度挑檐板的次下層，利用工字鋼懸挑架為支撐體系，保證支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及剛度等參數(shù)[2]。屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的應(yīng)用，確定定位，搭設(shè)滿堂架，對梁板模板進行施工控制，結(jié)合模板的高度、長度等，對支撐橫架的水平牽引進行控制，與此同時，立柱的間距要均勻，滿足屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的應(yīng)用需求。結(jié)合屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的先進性、成本合理性、過程安全性，對鋼平臺的臨時結(jié)構(gòu)進行測算，選擇整體結(jié)構(gòu)的懸挑與模板架的支撐體系，并利用橫梁布設(shè)，避免工字鋼出現(xiàn)移動的情況。

2 屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的工藝流程

2.1 技術(shù)難點分析

結(jié)合屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工設(shè)計要求，在確定支模方案中，則需要從高程指標(biāo)的角度進行分析，并對懸挑結(jié)構(gòu)的懸挑長度進行計算，避免出現(xiàn)懸挑結(jié)構(gòu)支撐穩(wěn)定性不足的情況出現(xiàn)[3]。梁截面對應(yīng)的尺寸為300×400mm，主龍骨所采用的鋼管型號確定，所以，屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計以大型支模為核心，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)確定，對支撐空間以及保證安全性等方面有積極作用。布置后的懸挑結(jié)構(gòu)平面，以直角三角形為主，面積為100㎡，在對結(jié)構(gòu)平面進行布設(shè)與優(yōu)化中，可對懸挑結(jié)構(gòu)高度以及支撐結(jié)構(gòu)等方面進行優(yōu)化，對實現(xiàn)屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)水平提升方面有積極作用。屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)難點分析，則需要對材料選擇、模板架施工等方面進行分析，如果出現(xiàn)工字梁位移的情況，則屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的應(yīng)用也會受到直接的影響。結(jié)合懸挑混凝土構(gòu)件模板的設(shè)計要求，搭設(shè)滿堂支架以及剪刀撐，在支立桿階段，應(yīng)該在鋼管底部嚴格按照工程設(shè)計進行定位，從而滿足屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工的質(zhì)量要求。

2.2 施工流程分析

屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)在實際應(yīng)用中，明確工字鋼布置的高度，并建立反拉保護，安裝常規(guī)懸挑外架施工預(yù)埋。為進一步減少懸挑鋼的受力情況，可以架設(shè)橫向的工字鋼，因此，工字鋼在布置的過程中，需要對懸挑鋼架的主體結(jié)構(gòu)、支撐架施工過程等方面進行優(yōu)化，提高屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的實際應(yīng)用效果。為保證屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的應(yīng)用，可以通過BIM建模的方式，對工字鋼排布以及懸挑架等方面進行設(shè)計與模擬，通過施工技術(shù)的應(yīng)用模擬，可保證施工的穩(wěn)定性，在確定連墻件以及懸挑架結(jié)構(gòu)后，通過BIM模擬，提高懸挑施工水平。屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的應(yīng)用流程如下：

結(jié)合工程的實際需求，計算支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及承載力，結(jié)合計算數(shù)據(jù)，預(yù)埋挑梁以及預(yù)埋環(huán)，設(shè)置懸挑工字鋼，在工字鋼上搭設(shè)支撐架體，設(shè)置連墻件以及鋼絲繩卸載裝置。對架體進行加固，在加固過程中，利用水平桿與剪刀撐保持架體的穩(wěn)定性以及力學(xué)性能。完成加固處理后，對架體進行驗收，并支設(shè)懸挑構(gòu)件的模板。

在大跨度懸挑板的次下層頂板施工中，預(yù)埋鋼筋環(huán)，混凝土的強度達到項目建設(shè)要求后，鋪設(shè)16號工字鋼，工字鋼在實際應(yīng)用是沿著建筑物周邊線性進行布置，設(shè)置的間距為1.2m。在懸挑的工字鋼上搭設(shè)腳手架，立桿縱距為1.2m，橫距地設(shè)置為1.2m，步距地設(shè)置為1.5m。在有梁的位置，立桿縱距為0.6m，懸挑的搞對為8.45m。通過18mm鋼絲繩與次下層的上層梁連接在一起。完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后，對模板與支架搭設(shè)參數(shù)等進行設(shè)置與分析，并通過懸挑支撐系統(tǒng)的搭設(shè)，滿足屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)施工的支撐要求。

3 屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的實踐應(yīng)用

3.1 工程概述

為研究屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的實際應(yīng)用，以酒店建筑項目為研究對象。所選研究對象的建筑物高度為25m，地上樓層為六層，每戶的頂層都安裝懸挑屋面板，懸挑的長度為2550mm，屋面板混凝土等級為C30，建筑結(jié)構(gòu)的安全登記為二級，抗震設(shè)防烈度為8度，抗震等級為2級。

3.2 挑檐內(nèi)架懸挑設(shè)計方案

大跨度屋面挑檐內(nèi)家支撐體系是利用工字鋼進行懸挑，懸挑的主梁為16#工字鋼，間距為1.2m錨固端的長度為3m，懸挑的長度為3m，次梁則是利用14#工字鋼，間距為1m，挑檐內(nèi)架的橫距為1m，縱距為1.2m，步距為1.8m，屋面最外側(cè)次梁為搭設(shè)防護外架，內(nèi)三側(cè)為屋面模板內(nèi)架搭設(shè)。在實際搭設(shè)的過程中，結(jié)合懸挑支撐架體系的結(jié)構(gòu)，需要先進行放線定位，并固定懸挑主梁以及次梁，安裝架體底部安全平網(wǎng)、層板，具體的設(shè)計流程如下：

3.2.1 放線定位：頂層結(jié)構(gòu)底板混凝土澆筑之前，可根據(jù)挑檐內(nèi)架懸挑的設(shè)計方案，確定主梁位置，放線確定固定主梁尾部的二道錨環(huán)的位置，第一道的錨環(huán)位置是距離結(jié)構(gòu)邊的0.3m位置，第二道是在錨環(huán)與第一道之間的2.5m位置。在進行放線定位的過程中，需要保證放線定位數(shù)據(jù)的有效性以及準(zhǔn)確性。

3.2.2 錨環(huán)安裝，結(jié)合錨環(huán)定位以及安裝需求，對錨環(huán)與樓板主筋進行牢固焊接，避免出現(xiàn)澆搗樓板混凝土在實際使用中出現(xiàn)位移的情況。

3.2.3 懸挑主梁的固定，在利用工字鋼進行設(shè)計中，將工字鋼嵌入到錨環(huán)內(nèi)，并利用C18鋼筋焊接在工字鋼的兩端，避免施工過程中出現(xiàn)主梁工字鋼移動的情況出現(xiàn)。

3.2.4 架設(shè)次梁：結(jié)合工程項目的施工要求，對次梁進行定位設(shè)計，在主梁工字鋼上架設(shè)次梁，次梁與主梁的接觸部位滿焊，避免在施工過程中出現(xiàn)次梁工字鋼移動的情況。在次梁上焊接長度150～200mm的C18的鋼筋，設(shè)定的間距為1200mm，將立桿套座其上，以此保證立桿的穩(wěn)定性。

3.2.5 安裝架體底部安全平網(wǎng)、層板，內(nèi)外架在進行安裝之前，在底部鋪設(shè)密目安全網(wǎng)一道，并鋪設(shè)15mm層板，保證實際施工的安全性。

3.2.6 搭設(shè)懸挑內(nèi)架，挑檐位置利用扣件式鋼管腳手架作為支撐體系，內(nèi)架采用φ48.2×3.6鋼管，橫距為1.0m，縱距為1.2m，步距為1.8m，模板利用15mm厚的多層膠合板，板底模是利用50×100mm間距在300mm以內(nèi)的方木作為通常背楞，鋼管為懸挑的主龍骨，根據(jù)立桿的間距對其進行布置，支撐體系則可以通過可調(diào)節(jié)頂托，沿梁跨方向每6m布置剪刀支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置地面與掃地桿相連接。

3.2.7 搭設(shè)懸挑外架：懸挑最外側(cè)外架的縱距為1.2m，步距為1.8m，搭設(shè)高度超出單體挑檐1.8m，在外側(cè)立面的兩端，可以分別設(shè)置一道剪刀撐，并從底部到頂部進行連續(xù)安裝，中間減到支撐架的靜距離在15m以內(nèi)，剪刀撐寬度為外架立桿4跨6m，并以搭設(shè)立桿頂為基準(zhǔn)。剪刀撐斜桿采用搭接的方式，搭接長度1m，利用2個旋轉(zhuǎn)扣件進行固定，扣件邊緣距離斜桿端100mm。剪刀撐斜桿可以利用旋轉(zhuǎn)扣件進行固定，并對橫桿伸出端以及立桿的穩(wěn)定性進行處理，外架連墻件則是利用鋼管預(yù)埋的方式，保證一端與預(yù)埋鋼管用扣件進行連接，另一端則是與立桿或者大橫桿進行連接。安全立網(wǎng)則是采用阻燃密目式安全網(wǎng)進行安裝，連墻件的布置選擇二步三跨，豎向的間距為3.m，水平間距為4.5m，利用扣件進行連接，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角位置，設(shè)置連墻件，并對連接方式進行處理，滿足屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)的實際施工要求。

3.3 連墻件改造

模板支架的搭設(shè)則需要結(jié)合屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架的設(shè)計，按照模板支撐系統(tǒng)設(shè)計方案搭設(shè)，而且，連墻件為腳手架、結(jié)構(gòu)主體之間的撐拉桿、限制腳手架縱向自由變形長度的約束連桿，將其作為承受水平力作用的支撐點。將腳手架與建筑結(jié)構(gòu)的實際施工聯(lián)系到一起，保證腳手架在實際使用安全性及穩(wěn)定性。為避免山墻位置連墻件的合理性，則需要對連墻件進行改造。首先，選擇與主體結(jié)構(gòu)固定的模式，回收利用22mm鋼筋肥料，將其切為35mm，一端進行開牙處理，將其作為連墻桿的固定端，另一端為彎錨錨固。其次，改造連墻桿的過程中，利用鋼管、角鐵焊接在一起，作為連墻桿，并通過螺母進行鎖緊，達到架體與主體結(jié)構(gòu)有效連接的目的。通過計算，連墻件最大拉應(yīng)力為1470N，所以，選擇的角鋼為Q235，厚度為3mm，結(jié)合焊點的強度進行計算，焊縫的長度為5mm，板的厚度為3mm，焊縫允許的拉應(yīng)力為167MPa。

3.4 施工過程管控

為保證屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工的準(zhǔn)確性、安全性以及有效性，對工字鋼排布、外架搭設(shè)等進行全過程跟蹤與檢查，保證既定計劃的落實。樓面混凝土澆筑前掃漿采用攪拌均勻的素水泥漿，用鋼絲刷涂刷均勻；結(jié)構(gòu)板低洼處水泥漿聚集的地方，安排專人進行清理，防止在水泥漿聚集的低洼處因為水泥漿

過多而產(chǎn)生隔離層，造成空鼓開裂。在進行混凝土澆筑的過程中，則需要對屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架的沉降進行監(jiān)控，如果出現(xiàn)屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架下沉的情況，則需要對柱墻、梁板的實際情況進行施工控制，并對施工過程進行管控與優(yōu)化，滿足屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工的操作需求。屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工的支撐架比較高，所以，在樓面砼澆搗前，完成內(nèi)剪力墻混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對剛性連墻件的受力支撐點進行設(shè)置。安裝以及拆卸等環(huán)節(jié)，操作人員需要佩戴安全帶、安全帽等，裝、拆模板可以隨時拆裝與運輸，扣件以及鋼管不能在腳手架上堆放。從施工人員技術(shù)與安全施工意識的角度，強化施工教育以及技術(shù)培訓(xùn)的工作水平，對施工的工行專項交底工作進行完善，并拉警戒線，對各路口、安全通道等派遣專人進行看守，保證屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑的綜合施工水平。

4 結(jié)束語

結(jié)合屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工技術(shù)的應(yīng)用原理，高空懸挑鋼梁為模板支撐架的核心，保證施工設(shè)計準(zhǔn)確性、施工安全性的基礎(chǔ)上，可通過屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工流程，對支撐架的施工過程、注意事項以及安全管控等方面進行完善，提高屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架的懸挑施工水平。此外，為保證屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架的穩(wěn)定性，還需要對屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工的安全管控、員工培訓(xùn)、技術(shù)創(chuàng)新等方面進行綜合管理，保證施工安全的前提下，可對施工技術(shù)進行針對控制，滿足屋面大跨度挑檐結(jié)構(gòu)模板架懸挑施工需求。