高空懸挑混凝土連廊模架設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

1、高空懸挑混凝土連廊模架設(shè)計(jì)與施工技術(shù)中鐵四局機(jī)關(guān)南區(qū)新建住宅樓項(xiàng)目經(jīng)理部 甘芮鍇 李仁松前言隨著國民經(jīng)濟(jì)不斷飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在日新日異地向前推進(jìn)。房屋建筑隨著時代前進(jìn)的步伐在不斷前進(jìn)和發(fā)展的同時，也給我們建筑施工技術(shù)提出了一些新的課題，需要我們進(jìn)行探索和解決。在施工中，我們將會遇見越來越多需要在高空中進(jìn)行懸挑混凝土結(jié)構(gòu)施工的建筑。在10m以上的高空，面對懸挑長度超過2m的混凝土懸挑結(jié)構(gòu)，如何合理安全的支設(shè)起模板支撐系統(tǒng)將成為我們在施工過程中面臨的首要問題。在對高空懸挑混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行模架安裝施工時，我們會采用以下的幾種常見的施工方法：、利用原有的外腳手架，對其進(jìn)行加固處理后作為懸挑混凝土結(jié)構(gòu)

2、模板的支撐系統(tǒng)使用。、將鋼管拋撐搭設(shè)而成的桁架作為模板安裝的支撐基礎(chǔ)。、利用懸挑槽鋼搭設(shè)鋼梁來充當(dāng)模板支撐系統(tǒng)的支撐基礎(chǔ)。無論選用哪種方法進(jìn)行高空懸挑混凝土模架施工，都應(yīng)首先考慮確保建筑物構(gòu)件的安全和施工人員的安全，這是建筑施工技術(shù)的第一要務(wù)。針對高空懸挑混凝土結(jié)構(gòu)的施工除了要考慮模板支撐系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，更為重要的是考慮支撐基礎(chǔ)的承載能力。再就是從經(jīng)濟(jì)和施工方便的角度，在選定的施工方案中，應(yīng)具有施工速度快，性能穩(wěn)定，操作方便，用料節(jié)省等特點(diǎn)，具有廣泛的推廣使用價值?，F(xiàn)以在建項(xiàng)目中鐵四局機(jī)關(guān)南區(qū)新建住宅樓工程中的懸挑消防連廊的施工作為案例來討論總結(jié)。在案例中，我們結(jié)合方法和方法中的優(yōu)缺

3、點(diǎn)，在使用槽鋼鋼梁作為支撐基礎(chǔ)的同時，在槽鋼懸挑端部采用鋼管拋撐。拋撐和鋼梁一同形成了一個穩(wěn)定的桁架結(jié)構(gòu)，克服了懸挑鋼梁端部變形過大的缺點(diǎn)，同時由于槽鋼自身的強(qiáng)度大于鋼管，該體系所能承受的最大荷載將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于方法中的體系所能承受的最大荷載。工程概況 1、中鐵四局機(jī)關(guān)南區(qū)新建住宅樓工程由54#樓、55#樓A座、B座及56#樓組成?？偨ㄖ娣e約62647.93m2,短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。其中在建的54#樓、55#樓A座及56#樓分別在樓層標(biāo)高+25.60、+34.30、+43.00設(shè)計(jì)有懸挑消防連廊。連廊伸出外墻2.2m，長20.1m。 圖一：連廊結(jié)構(gòu)平面圖2、+34.30、+43.00處連廊施工過程中，

4、模板支撐系統(tǒng)將直接安設(shè)在外挑鋼梁上。支模高度為19.57m，模板支撐系統(tǒng)為高大模板系統(tǒng)3、+25.60處連廊離地面為26.78m，通過施工的安全、經(jīng)濟(jì)和施工方便各個角度考慮。決定在+23.16處，選用6m長20a槽鋼，設(shè)置外挑鋼梁。編制依據(jù)1、中鐵四局機(jī)關(guān)南區(qū)新建住宅樓工程施工圖紙2、建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)程（JGJ130-2001） 3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范大全4、直縫電焊管（GB/T13793）5、碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T700）6、建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)（JGJ59-99）高支撐架模板設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)（1）6軸到20軸區(qū)域模板支架搭設(shè)高度為19.57米，橫向間距最大為1.5米；縱距為1

5、.1米；步距1.2米；（2） 梁基本尺寸為：梁XTL截面 200mm×400500mm，梁BZL截面200mm×400mm。板厚為8cm2、構(gòu)造措施 （1）立桿采用對接方式，相鄰立桿的接頭位置應(yīng)錯開布置在不同的布距內(nèi)，錯開距離500，且與相近的橫桿的距離不宜大于步距的三分之一。（2）橫桿采用對接方式，上下橫桿的接長位置應(yīng)錯開布置在不同的立桿縱距內(nèi)，錯開距離500且避開跨中，且與相近的立桿的距離不宜大于縱距的三分之一。（3）剪刀撐設(shè)置在內(nèi)外排立桿處。剪刀撐應(yīng)聯(lián)系3-4根立桿，斜桿與水平面的夾角為45°60°。 （4）連墻件可按二步三跨設(shè)置，采用單桿適長的橫

6、向平桿緊貼結(jié)構(gòu)中預(yù)埋的鋼管使用雙扣件連接。（5）支撐設(shè)置通長掃地桿用直角扣件與立桿相固定。（6）所有扣件均使用雙扣件的形式連接。3、結(jié)構(gòu)布置（1）整個支撐架搭設(shè)高度為19.57m。（2）采用的鋼管類型為48×3.5。（3）沿支架四周外立面滿設(shè)剪刀撐，中間在13軸處設(shè)置一道剪刀撐。詳見圖：圖2：剪刀撐平面布置圖模板支撐架立桿布置：圖3：模板支撐架立桿平面圖板模板支撐節(jié)點(diǎn)詳圖圖4：板模板支撐架立面圖梁模板支撐節(jié)點(diǎn)詳圖圖5：BZL模板支撐大樣圖6：XTL模板支撐大樣以上模板支撐體系經(jīng)PKPM施工設(shè)計(jì)軟件對其進(jìn)行支撐體系進(jìn)行空間有限元分析，其體系是安全可靠的，在這里就不再對其計(jì)算過程進(jìn)行贅述

7、。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以得知，由于整個支撐系統(tǒng)立桿布置和上部荷載的分布并不均勻，所以每根立桿的傳遞的豎向荷載也不相同。經(jīng)過分析大致可以分為2類立桿：、靠XTL梁梁邊的立桿；、不靠XTL梁梁邊的立桿。從安全的角度考慮，取上述2類立桿中傳遞豎向荷載的最大值來進(jìn)行下面鋼梁設(shè)計(jì)的驗(yàn)算。鋼梁設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)參數(shù)（1）+25.60處連廊離地面為26.78m，通過施工的安全、經(jīng)濟(jì)和施工方便各個方面的考慮。決定在+23.16處，選用6m長20a槽鋼，設(shè)置14道鋼梁。（2） 根據(jù)高大模板計(jì)算中所進(jìn)行的受力分析，可以得知：由于模板支撐架立桿的間距并不平均，所以每根立桿所傳遞的豎向作用力也不一致，從施工安全考慮，選取最不利的

8、荷載來進(jìn)行計(jì)算： 、圖3中，不靠XTL梁梁邊的立桿由外向內(nèi)，立桿傳遞的豎向荷載設(shè)計(jì)值依次為： P1=3.97KN，P2=12.37KN,P3=9.32KN，P4=6.88KN、圖3中，不靠XTL梁梁邊的立桿由外向內(nèi)，立桿傳遞的豎向荷載設(shè)計(jì)值依次為： P1=4.223KN，P2=11.14KN,P3=10.48KN,P4=7.02KN2、構(gòu)造措施 （1）主梁錨固端預(yù)埋三道拉環(huán)，其縱向間距1.0m。拉環(huán)必須壓在樓板下層鋼筋下面，并確保兩側(cè)30以上搭接長度。此外，在預(yù)埋拉環(huán)處，樓板配筋須增設(shè)414加強(qiáng)筋。拉環(huán)構(gòu)造見圖所示。 圖7：拉環(huán)大樣（2）槽鋼具體布置見下圖： 圖8：槽鋼平面布置圖 （3）從8層

9、引上鋼管拋撐（8層施工時埋設(shè)好預(yù)埋件，每根槽鋼上連接2根鋼管拋撐），與9層的槽鋼連接，組成骨架體系。從而將原本的懸挑體系變?yōu)橛刹垆摵弯摴芙M成的桁架體系。主梁的受力計(jì)算也由懸挑梁受力改變?yōu)槠胀?跨連續(xù)梁受力計(jì)算。從而減少了鋼梁所產(chǎn)生的擾度，增強(qiáng)了鋼梁的整體穩(wěn)定性。圖9：8層拋撐設(shè)置3、 鋼梁驗(yàn)算次梁驗(yàn)算根據(jù)圖8中反映的槽鋼布置情況可以得知，68軸處的次梁上的槽鋼受荷載最大，取其進(jìn)行研究。（1）、計(jì)算簡圖： 圖9：次梁計(jì)算簡圖（2）、荷載計(jì)算： P2=12.37KN, P1=11.14KN(3)、內(nèi)力計(jì)算圖10：次梁彎矩分配圖最大彎矩Mmax截面應(yīng)力=M/W=17820000/17800000=1

10、.2N/mm2<f=205 N/mm2槽鋼的計(jì)算強(qiáng)度小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205 N/mm2,滿足要求!最大擾度為6.12mm<3600/250=14.4mm,滿足要求！主梁計(jì)算選取最不利的情況進(jìn)行計(jì)算（1）、計(jì)算簡圖：圖11，主梁計(jì)算簡圖（2）荷載計(jì)算P1=10.4KN,P2=28.47KN,P3=25.62KN,P4=17.48KN (3)內(nèi)力計(jì)算圖12：彎矩分配圖圖13：剪力分配圖最大彎矩Mmax截面應(yīng)力=M/W=20200000/17800000=1.3N/mm2<f=205 N/mm2槽鋼的計(jì)算強(qiáng)度小于強(qiáng)度設(shè)計(jì)值205 N/mm2,滿足要求!最大擾度為3mm<2500

11、/250=10mm,滿足要求！ 拋撐處受到的支座反力為F=42.93KN拋撐強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算（1）、計(jì)算簡圖 圖14、拋撐受力簡圖（2）、內(nèi)力計(jì)算 則：F=42.93KN，由=F/sin51=55.23KN 查表的48鋼管A=4.86cm2，i=1.57cm4因每根槽鋼有2根鋼管拋撐，故N=27.62KN，i=3.14cm穩(wěn)定性驗(yàn)算：=L/i=4000/31.4=127<=150強(qiáng)度驗(yàn)算：由長細(xì)比=L/i=4000/31.4=127.4，查表可得=0.364N/(A)=156N/mm<215 N/mm, 滿足要求！高空懸挑混凝土連廊模架的施工要求 1、材料及主要機(jī)具： （1）采用膠合

12、板和50×100的木方。 （2）支撐系統(tǒng)：各種規(guī)格的鋼管、扣件、蝴蝶卡、橫桿、可調(diào)底座、頂托。 （3）錘子、打眼電鉆、活動扳手、手鋸、壓刨、鋼卷尺、線墜、撬棒、吊裝索具、白線等。2、材料技術(shù)要求：（1）扣件機(jī)械性能應(yīng)符合GB978-67可鍛鑄鐵分類及技術(shù)條件的規(guī)定；（2）鑄鐵不得有裂紋、氣孔及其他缺陷，并將外部毛刺清除。（3）扣件與鋼管的貼面必須嚴(yán)格整形，保證與鋼管扣緊時接觸良好；（4）扣件夾緊鋼管時，開口處的最小距離應(yīng)不小于5；（5）腳手板確保材質(zhì)符合規(guī)定，不允許變形和缺陷。（6）配件質(zhì)量檢驗(yàn)要符合相關(guān)要求。（7）扣件表面應(yīng)進(jìn)行防銹處理；3、支架搭設(shè)要求 （1）腳手架一次搭設(shè)不應(yīng)超

13、過相鄰連墻件以上二步，必須配合相鄰結(jié)構(gòu)進(jìn)度施工。 （2）縱向水平桿應(yīng)設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)且長度不小于3跨，采用對接方式。 （3）主節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置一根橫向水平桿，采用直角扣件扣接。非主節(jié)點(diǎn)處應(yīng)根據(jù)支承腳手板需要間距設(shè)置，不應(yīng)大于縱距1/2。 （4）掃地桿搭設(shè)采用直角扣件固定。當(dāng)立桿基礎(chǔ)不在同一高度上必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨后，再與立桿固定。 （5）采用剛性連接連墻件，必須采用既可承受拉力又可承受壓力的構(gòu)造形式。連墻桿應(yīng)當(dāng)水平設(shè)置，當(dāng)不具備水平設(shè)置條件時，可以下斜連接。 （6）剪刀撐必須在外側(cè)立面的兩端各設(shè)置一道剪刀撐。并從底至頂連續(xù)設(shè)置，中間間距不大于12米?；炷翝仓┕み^程中的注意事項(xiàng)

14、 1、在澆筑板梁混凝土?xí)r，應(yīng)按照先里后外，先中間后兩邊的順序進(jìn)行施工。確保滿堂架內(nèi)架比外架先受力，防止傾覆。 2、采用泵送混凝土?xí)r，混凝土不得直接傾倒在懸挑部位的梁板上，應(yīng)將混凝土澆筑在非懸挑部分，再由人工鏟運(yùn)至懸挑部位，以減小泵送混凝土對懸挑部位的沖擊。 3、操作人員不得集中在懸挑部位，要分散施工。由盡量少的人員在懸挑部位操作。 4、在混凝土澆筑過程中，應(yīng)派專人看護(hù)支撐系統(tǒng)，不少于2人，密切注意支撐系統(tǒng)的變化。安全注意事項(xiàng)1、進(jìn)入施工現(xiàn)場人員必須戴好安全帽，高空作業(yè)人員必須佩帶安全帶。2、經(jīng)醫(yī)生檢查認(rèn)為不適宜高空作業(yè)的人員，不得進(jìn)行高空作業(yè)。3、工作前應(yīng)先檢查使用的工具是否牢固，扳手等工具必

15、須用繩鏈系掛在身上，釘子必須放在工具袋內(nèi)，以免掉落傷人。工作時要思想集中，防止釘子扎腳和空中滑落。4、安裝與拆除模板，應(yīng)防止在同一垂直面上交叉作業(yè)。5、高空、復(fù)雜結(jié)構(gòu)模板的安裝與拆除，事先應(yīng)有確保安全的措施。6、遇六級以上的大風(fēng)時，應(yīng)暫停室外的高空作業(yè)。雨后應(yīng)先清掃施工現(xiàn)場，待現(xiàn)場略干不滑時再進(jìn)行作業(yè)。7、抬運(yùn)模板時要互相配合，協(xié)同工作。傳遞模板，工具應(yīng)用運(yùn)輸工具或繩子系牢后升降，不得亂拋。模板裝拆時，上下應(yīng)有人接應(yīng)。8、不得在腳手架上堆放大量的模板等材料。9、支撐、牽杠等不得搭在門窗框和腳手架上。通道中間的斜撐、拉桿等應(yīng)設(shè)在1.8m高以上。10、支模過程中，如需中途停歇，應(yīng)將支撐、搭頭、柱頭

16、等釘牢。拆模間歇時，應(yīng)將已活動的模板、牽杠、支撐等運(yùn)走或妥善堆放，防止因踏空、扶空而墜落。11、模板上有預(yù)留洞者，應(yīng)在安裝后將洞口蓋好，混凝土板上的預(yù)留洞，應(yīng)在模板拆除后即將洞口蓋好。12、拆除模板一般用長撬棒，人不許站在正在拆除的模板上，在拆除樓板模板時，要注意整塊模板掉下，尤其是用定型模板做平臺模板時更要注意，拆模人員要站在門窗洞口外拉支撐，防止模板突然全部掉落傷人。13、高空作業(yè)要搭設(shè)腳手架或操作臺，上、下要使用梯子，不許站立在墻上工作；不準(zhǔn)站在大梁底模上行走。操作人員嚴(yán)禁穿硬底鞋作業(yè)。14、裝拆模板時，作業(yè)人員要站立在安全地點(diǎn)進(jìn)行操作。操作人員要主動避讓吊物，增強(qiáng)自我保護(hù)和相互保護(hù)的安

17、全意識。15、拆模必須一次性拆清，不得留下無撐模板。拆下模板要及時清理，堆放整齊。16、拆除平臺底模時，不得一次將頂撐全部拆除，應(yīng)分批拆下頂撐，然后按順序拆下擱柵、底模，以免發(fā)生模板在自重荷載下一次性大面積脫落。17、在模板垂直運(yùn)輸時，吊點(diǎn)必須符合扎重要求，以防墜傷人。模板頂撐排列必須符合施工荷載要求。拆模時，臨時腳手架必須牢固，不得用拆下的模板作腳手板。腳手板擱置必須牢固平整，不得有空心板，以防踏空墜落。砼板上的預(yù)留孔，應(yīng)作好防護(hù)措施的技術(shù)交底，以免操作人員從孔中墜落。文明施工注意事項(xiàng)1.保持現(xiàn)場的場容場貌，材料分批分類分場堆碼整齊。在模板安裝完畢，澆筑砼前，樓層內(nèi)的垃圾應(yīng)清理干凈。2.在模板拆除完后，廢料、垃圾均應(yīng)及時清理，運(yùn)至