高空悬挑混凝土构架高支模系统设计与施工.pdf

第 4 1 卷第 8期 2 0 1 0年 8月 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o 7 01 V0 1 41 No 8 Au g2 01 0 高空 悬挑混凝土构架高支模系统设计与施工 舒文超 ，蔡 春 ，奚惠兴 ( 百仙控股集 团有限公 司， 2 0 0 4 3 3 ， 上海 ) 摘要 ： 某酒店式公寓在顶层沿建 筑物四周设计有外挑混凝土构架 ， 通过设计屋面 悬挑构架支撑体系 、 验算 主体结构 、 制订施工方案 ， 采用小型吊装机械配合塔式起重机进行高空悬挑构架施 工， 优化设计起重机行走路线 和吊装作业点 保证了悬挑构架施工和主体结构安全 ， 有效地解决了工效和施工安全等问题 。 关键词 ：高空悬挑构架设计 ； 结构验算 ； 吊装 中图分类号 ： T U 7 5 5 2 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 0) 0 8 - 0 7 0 1 - 0 3 DESI GN AND CoNSTRUCTI oN oF HI GH S UPPoRT FoRM STRUT S YSTEM FOR CANTJ VER CARCASS HI GH ABOVE THE GRoUND SHU W e n c h ao，CAI Ch un，Xl Hu i - x i n g ( B a i x i a n H o l d i n g G r o u p C o ，L t d ，2 0 0 4 3 3 ，S h a n g h a i ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Ov e r h u n g c o n c r e t e s t r u c t u r e we r e a r o u n d t h e t o p o f a h o t e l s t y l e d a p a r t me n t s ，t h o u g h d e s i g n t h e h i g h s u p p o f o r m s t rut s y s t e m for c a n t i l e v e r c a r c a s s h i g h a b o v e t h e g r o u n d ，c h e c k t h e ma i n s t rue t i o n a n d ma k e t h e c o n s t ruc t i o n me t h o d T h e s a f e t y o f t h e ma i n s t ruc t i o n i s e n s u r e d ，t h e p r o b l e ms， s u c h a s wo r k e f f i c i e n c y a n d c o n s t ruc t i o n s a f e t y e t c ， a r e r e s o l v e d b y mi x i n g s ma l l c r a n e wi t h h o i s t t o we r a l s o Ke y wo r d s ：d e s i g n o f c an t i l e v e r c a r c a s s h i g h a b o v e t h e g r o u n d ；c h e c k s t ruc t i o n ；s u s p e n d i n s t a l l a t i o n 公共建筑屋顶上的构架梁 、板常采用高空大悬挑 的手法来达 到空旷、 通透 、 视野开阔的建筑效果 ， 而跨 度大、 高度高 、 施工荷载大、 施工难度高等是该类高空 大悬挑 结构高支模的施工特点 。 高空作业安全 、 结构 施工质量 、 技术先进 、 经济合理等是施 工中须解决 的 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 5 1 2 作 者简介 ： 舒 文超( 1 9 6 5 一 ) ， 男 ， 湖 南岳 阳人 ， 高 级工程 师 ， 总工程 师 ， 博 士 ，主要研究方 向为结构 动力稳定与振动 ， e m a i l ： s h u w e n c h a o s i n a 问题 。 本文针对某酒店式公寓屋顶混凝土悬挑构架 ， 设计 高大模板支撑体系 ，根据现场实际情况提出悬挑支撑 杆件的吊装方案 ， 验算屋面梁板体系 ， 以达到保质 、 安 全、 快速的目标 。 1工 程 概 况 昆山市某酒店式公寓地 上2 8 层 、 地下1 层 。 建筑面 积4 5 0 4 3 n l 2 ， 框 架一 简体结构 ， 在屋面标高9 9 2 0 0 m处 ， 构件现场吊装l l 埋件、 吊环、 吊索预埋 临时吊桥安装 承重索安装 中央环筒 吊装 1监测 支撑平 台 是 I 。 l 一 简易桁架 吊装 铺方木 、 安装桁架侧向支 撑、 平 台上铺钉九夹板 对承重索施加预紧力 使支撑平台预起拱 支模平台搭设完成 图 6 支撑体系安装工艺流程图 支模技术的新发展， 在实际工程中得到成功应用。 但现 有的模板支撑也有不足之处 ，最大的问题是桁架支撑 体系作为临时结构只使用一次 ， 不能做到重复利用。 这 使得支撑体系的施工成本比较高 。利用桁架支撑体 系 的优势， 可以开发工具式桁架支撑体系， 通过预制拼装 搭设模板支撑平 台， 既可提高施工效率， 也可提高支撑 的经济性 ， 这是以后桁架式模板支撑体系发展的方向。 参考文献 1 曹 勇 ， 武雷 预应 力钢桁架在 高支模 中的应用 J 建筑技术 开发 ， 2 0 0 9 ， 3 6 ( 1 ) ： 2 8 2 9 2 J G J 1 6 2 - 2 0 0 8 ， 建筑施工模板安全技术规 范 S 3 张 良杰 建筑业1 0 项新技术) ( 2 0 o 9 版 ) 模板及脚 手架技术 J 建筑 技术 。 2 0 1 0， 4 1 ( 1 ) ： 6 - 9 4 孙谨 ， 翟金永 深圳会议 展览 中心高支模 施工技术 J 建筑技 术 ， 2 0 0 5 ， 3 6 ( 1 1 ) ： 8 1 4 8 1 5 5 祝志明 ， 余远健 ， 丁常青 高空 悬托 ( 连体 ) 结构模板 支架施 工技 术 J 建筑技术 ， 2 0 0 6 ， 3 7 ( 8 ) ： 5 7 5 5 7 7 7 O 2 建筑技术 第4 1 卷第 8期 沿建筑物四周设有高4 9 n l 、 外挑3 0 m、 内宽1 9 IT I 、 板厚 0 3 0 4 i n 的混凝土构架。 2 施工难点及解决方案 2 1 施工难点 在该建筑物的东侧黄浦江路方 向有1 1 0 k V的架空 电缆 ， 距建筑物2 4 IT I ， 东南角有高压桁架塔 ， 因此在布 置Q T Z 一 8 0 塔式起重机时 ， 采取限位3 5 m的措施 ， 只能覆 盖屋面2 3 区域 ， 为减轻工人劳动强度， 保证工期及施工 安全 ， 其余1 3 区域的悬挑支撑及斜撑杆件吊装拟采用 L X Q L Y 3 0 C 型轮胎式汽车起 重机( 自重3 1 5 t ， 吊重3 t ， 作业半径5 m ) ， 须对屋面梁板体系进行结构验算。 2 2 解 决方 案 建筑物东侧有2 台人货梯 ，北侧有1 台Q T Z 一 8 0 塔 式起重机及四周有Z L 9 3 附着式升降脚 手架 ，建 筑物 外墙距塔 式起重机最近处2 5 i n，先施工混凝 土悬挑 板整体部分 ，待塔式起 重机拆卸后再施 工混凝 土悬 挑板漏空部分 ； 施 工完2 8 层屋面后 ， 将附着式升降脚 手架降至2 7 层楼面 ，人货梯降至附着式升降脚手架 的下方 ，以此消 除对屋面悬挑构架支撑架搭设及结 构施工的影响。 3 悬挑 高支撑 架和悬挑构 架计算 3 1 屋 面悬 挑板 支撑体 系支撑 形式 ( 1 )悬挑梁及三角撑采用 2 8 b ， 间距1 7 0 0 mm， 悬挑 梁上铺设4 1 2 6 ， 间距8 5 0 mm， 作为模板支撑基梁。 ( 2 )模板支架搭设高度H= 4 9 m， 立杆纵距b - - 0 8 5 I n ， 横距l = 0 8 5 m， 步距 1 5 0 m， 采用0 4 8 x 3 2 5 钢管( 图1 o 钢 图 1 悬挑支架搭设示意 3 2 高支撑体 系计算 3 2 1 立杆 的稳 定性 计算【 l 】 0- = = 1 1 2 2 9 N mm = 2 0 5 N m m ， 满足要求。 a 3 2 2悬挑 板抗倾 覆验 算【2 ( 1 )当钢筋已绑扎、 混凝土未浇筑时 。 支撑系统抗 倾覆处于最不利状态。考虑安装偏差荷载 、 安全荷载、 风荷载 、诱发荷载下产生 的倾覆弯矩： = = 8 0 8 k N m 。 ( 2 )按结构重量作用下的力与力作用距离的乘积 计算抗倾覆弯矩 ： Mr = 1 3 1 4 k N mMo ， 抗倾覆满足要求。 3 2 3 三角支撑架计算( 阳角处) ( 1 ) 横 梁 强 如= + 譬 = 13 9 0 N llunW 【1 = 以 2 1 5 N mm ， 满足要求。 ( 2 )横 梁 整 体 稳 定 性 验 算 ： = = 2 1 3 8 N I mm 。 = 2 1 5 N m m 2 , 满足要求。 ( 3 )横 梁 悬挑 端 挠 度 ： = = 5 0 3 m m 】 = 9 8 3 m m， 满 足要 求 。 ( 4 )压杆 稳定 性验 算 ： 0-= = 1 4 8 1 2 N ， mm 2 = A 2 1 5 N m m ， 满足 要 求 。 ( 5 )挑梁与斜撑连接处焊接计算 ： 焊缝计算长度 w = 歹 - 8 0 6 m m 。 实 际 焊 缝长 度， j 梁 横向( 垂 直 水 平 力方向) 每边6 0 m m， 共计1 2 0 m m。 ( 6 )横梁 - 1 2 6 连系杆内力计算( 槽 口水平 ) ： 强 度o - = 7 1 5 5 N m m2 = 2 1 5 N mm 2 ；整体稳定0- = 1 0 8 8 7 N m m 力 = 2 1 5 N mm 2 ；挠度v = 1 1 2 mm【 】 = 1 5 0 = 1 1 mm。以 上3 项均 满足 要求 。 3 3 3 t 轮胎式汽车起重机行走及 吊装作业验算 3 3 1 行 走验 算 ( 1 )吊装作业期间屋面板受力分配原则。 在2 7 层 模板支撑体系不拆除的前提下 ， 轮胎式起重机沿屋面 主梁WK L 9 0 2， WK L 9 0 7 ， WK L 9 1 1 行走 ，在K Z 4 附近进 行吊装作业( 图2 ) ， 此时屋面板 自重 由2 7 层模板 支撑 体 系承担 ， 屋面梁板承担起重机作业荷载。 ( 2 )梁极限弯矩。以截面最小的4 5 0 m mx 5 0 0 mm 主梁 、 考虑两跨连续梁进行验算 ， 受压 、 受拉区配筋均 为 2 2 ， A = 1 5 2 0 m m 。 6 ， 2 ) A。 旷 ) = 21 7 8k N i n。 ( 3 )轮胎 式起 重机行走 产生弯矩。M= 0 2 0 3 P + 2 0 1 0年 8月 舒文超 。 等 ： 高空悬挑混凝土构架高支模 系统设计与施工 _ _ _ -L ! 二 W K J9I )2 一 一 一 _ ： 走 重考 L 邑 各 襄 -_ I 一 h - _ l 。H 吊装 位置 WKI ,9 0 2 0 厂 6 f 1 I ( 1 I l ( 、 一 ) r 。 、 、 图2 汽车起重机行走路线 、 悬挑槽钢示意 挑 钢 0 0 7 q 2 = 1 3 8 3 k N m2 1 7 8 k N m， 满足要求。 ( 4 )梁裂缝宽度验算。 = ( 1 9 c + 0 o 8 a ) = 5 s p 0 1 9 m m = 0 2 m m， 满 足要 求 。 3 3 2 吊装 作业验 算 ( 1 )梁承载力验算 。吊装作业时 ，梁弯矩 吊 装 = 1 2 8 4 k N m梁极 限弯矩 2 1 7 8 k N m， 满足要 求 。 ( 2 )梁裂缝宽度验算。 一= 0 1 5 mm 】 = 0 2 m m， 满足 要求 。 ( 3 )屋面板承载力验算( 板厚1 3 0 m m， 1 2 1 5 0 双 向双排配筋) ， 吊装作业时 ， 板弯矩眠= 6 9 k N m板极 限弯矩 豇 = 2 2 7 k N m， 满 足要 求 。 ( 4 )屋面板裂缝宽度验算。 I】【= 0 1 1 mm 】 = 0 2 m m， 满 足要 求 。 4 施工方法和采取措施 4 1 悬挑 梁及 斜撑 的 吊装 和拆 除 ( 1 )悬挑梁及斜撑在地面加工成整体后 。 用塔式 起 重机 吊至屋面 。 ( 2 )采用L XQ L Y 3 0 C 型轮胎式汽车起 重机 ( 自重 3 1 5 t ， 吊重3 t ， 作业半径5 m) 进行悬挑梁及斜撑安装。 ( 3 )用塔式起重机将轮胎式起重机吊至屋面。 ( 4 )轮胎式起重机按规定的行走道路及位置移动 和 吊装作 业 ，沿 屋 面 主梁 WK L 9 0 2 ， WK L 9 0 7 WK L 9 1 1 行 走 ， 在 K Z 4 附近 进行 吊装作 业 。 ( 5 )吊装就位后 ， 将悬挑梁及斜撑焊接固定 。 ( 6 )屋面构架成型 ， 按常规拆除模板及其支撑体 系后 ，先将悬挑梁及斜撑用绳索与屋面构架柱和1 2 0 m m厚混凝土墙拉牢 ，再消除斜撑底部与楼板预埋件 的连接、 悬挑梁与锚环之 间的木楔 ， 然后逐步将 悬挑 梁及 斜 撑拉 回楼 面 内 ， 也 可 再 利 用轮 胎 式起 重机 进行 拆卸 作业 。 4 2 抗倾 覆措 施 由于该模板体系在标高9 9 2 0 0 m位置 ， 抗 风、 抗倾 覆是安全预防控制的重点 ， 特采取如下措施。 ( 1 )脚手架搭设顺序 。 先搭设内侧施工脚手架 ， 再 搭设模板支撑体系 ， 最后搭设外侧施工脚手架 。 注意及 时用斜撑分别与楼面拉牢。 ( 2 )隔离不同的支架系统。内外侧施工脚手架须 与模板支撑体系隔开 ，不能有任何连接 ；模板支撑体 系、 悬挑梁及斜撑须与整体爬升脚手架完全隔开。 ( 3 )保证模板支撑体系的整体稳定。 内外悬挑板、 梁、柱等结构的模板支撑体系须按方案设计要求一次 成型 ， 每隔5 r f l 设置竖向剪刀撑 ， 以保证整体稳定 ， 结构 安全可靠。 ( 4 )按高大模板 支撑 系统特殊要求设置加强层 。 水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔1 0 1 5 IT I 设置 ， 四周和 中部每隔1 0 1 5 I T I 设竖向斜杆 ， 使其形成具有较 大刚度和变形约束的空间结构层 ； 顶部和底部( 扫地杆 的设置层) 须设水平加强层。 4 3监控 方 案 ( 1 )混凝土浇筑采用由中部向两边扩展的浇筑方 式 ， 确保模板支架施工过程中均衡受载。 ( 2 )严格控制实际施工荷载不超过设计荷载 ， 对 出现 的超过最大荷载要有相应的控制措施 。 ( 3 )混凝土浇筑过程中， 派专人全过程检查支架支 承工作情况， 发现有下沉、 松动和变形情况须立即解决。 5 结 语 在屋面上标注好行走路线及吊装作业点后 ，用塔 式起 重机将L X Q L Y 3 0 C 型轮胎 式汽车起重机 吊至屋 面 ， 在 1 个吊装点安装5 6 个悬挑梁及斜撑 ， 共用时2d ， 铺纵向 1 2 6 槽钢 、 封底板 、 安装模板支撑系统 、 满挂密 目安全 网用I ,- j 6d ， 立模 、 绑扎钢筋 、 浇筑混凝土用时4 d ， 拆除模板 、 悬挑梁及斜撑用时7 d 。汽车起重机作业 、 混凝土浇筑及悬挑架拆除期间 ，派专人在顶层楼面及 悬挑支架内检查模板支撑体系和支承情况，保持上下 通讯畅通 ，整个施工期间无松动和变形等不利情况发 生， 顺利完成了悬挑构架施工任务。 通 过验 算 主体 结构 、 设计 悬挑 架和 制订 施 工方 案 。 采用小型吊装机械配合塔式起重机进行高空悬挑构架 施工 ， 既保证 了主体结构安全 ， 减轻工人劳动强度 ， 也 有效地解决了工效和施工安全等问题。 参 考文 献 1 J G J 1 3 0 - 2 0 0 1 ， 建筑施工扣件 式钢管脚 手架安全技术规范 S 2 D C 4 T J 0 8 - 0 1 6 - 2 0 0 4 ， 钢管扣件水平模板的支撑系统安全技术规程f S 1