一 前言

某工程是集辦公、金融、商貿(mào)、娛樂、餐飲為一體的綜合建筑群，由中心主樓（23層）和四個配樓（18層）組成，總建筑面積25萬平方米，最大檐高99.262m，結構為框架剪力墻結構，主樓中庭天井從二十三層頂及其上部水箱間部分結構（共3層）由下部的長方形空間（圖1中BEGH范圍）收縮為圓弧型。二十三層頂懸挑結構為轉換層，轉換梁（LBE、LAC、LDF）承擔上部兩層結構的荷載，由于懸挑跨度、面積和重量均較大，因此模板支撐體系的設計是一個關鍵問題。

二 支撐設計難點

（一）施工高度大：23層頂板標高為84.500m，下部挑空，凈高為84.550m。

（二）結構自重大：3根轉換大梁斜交布置，其中LBE為0.8×1.2×26.1m，LAC=LDF為0.8×1.0×10m，同時還有數(shù)道懸挑梁、板與轉換梁及弧型梁（0.3×0.75m）相交。整個懸挑結構自重（含模板支撐及施工荷載）達490t，合每平方米2.42t。

（三）懸挑梁板面積大、跨度大：懸挑面積達203m2，懸挑最大長度達7m（見圖1）。

三 支撐方案的論證及選擇

根據(jù)結構懸挑的復雜情況和模板支撐所承受的荷載，經(jīng)過多次討論，提出了多種方案，并對每種方案進行了認真的計算和比較，最后確定了較優(yōu)方案，情況如下：

（一）滿堂紅腳手架支撐方案分析

整體懸挑結構采用滿堂紅架管落地支撐，由于地下室頂板系按普通結構樓板進行設計，故地下三層結構均需進行支頂，滿堂紅架管支撐高度為84.5+16.4m=100.9m，需租賃架管及扣件約350t，50名架子工施工約需一個月，架管及用工量較大，總費用約40.1萬元，工期較長。

（二）鋼桁架方案分析

在22層樓面上沿LAC、LDF下方設置鋼桁架，承受轉換層的自重及施工荷載，鋼桁架最大跨度達16m，經(jīng)計算桁架上、下弦桿須采用32#工字鋼，腹桿須用90×56×8mm角鋼，桁架高度為2.5m，最大桁架重達3.5t，型鋼總用量達90t，焊接工作量很大，總費用約30萬元，同時工期較長，安裝困難。

（三）斜撐懸挑鋼平臺方案分析

于22層中廳四周結構樓板向外懸挑鋼梁搭設承重平臺，在下面的樓層上用工字鋼做斜撐，為減小斜撐承載力，防止斜撐失穩(wěn)，斜撐與樓板的夾角應不小于60°角，并須穿過兩層樓板，斜撐須用32#工字鋼，長度達到18m，自重較大，安裝及拆除難度大，費用約需20萬元。

（四）斜拉懸挑鋼平臺方案分析

由于結構懸挑最長、面積最大處位于中庭兩個角部（見圖1），此部位是考慮模板支撐的重要部位，故在每個角部從20層樓面挑出六道25#雙槽鋼作為平臺主梁，主梁的一端支撐在20層結構上，懸挑端用雙根90×56×8角鋼與上部結構柱上抱箍斜拉焊接，形成受力主骨架，在結構懸挑的主梁上鋪設18#工字鋼作為次梁。在其它部位每1200mm左右布設一道16#槽鋼作為主梁，主梁懸挑端與上層梁板拉接。這樣在整個結構挑出部分的下部形成一個承力鋼架。在鋼架梁上搭設鋼管支撐架支撐模板（見圖2、圖3）。

該方案的主要優(yōu)點在于：

1、充分利用結構構件作為受力支撐點，受力可靠，并簡化附加構件。

2、以受拉桿件作為主要受力構件，構件截面小，節(jié)省費用。

3、節(jié)省鋼材：包括鋼管支撐架在內(nèi)共需鋼材35t，最大構件重量僅0.23t，制作安裝方便，總費用約需12萬元。

基于該方案在技術上和經(jīng)濟上的優(yōu)越性，故決定其為實施方案。

四 方案難點解決方法

（一）斜拉桿對主梁產(chǎn)生的水平推力

根據(jù)計算，斜拉桿對主梁產(chǎn)生最大水平推力達25t，為防止主梁向內(nèi)錯動，在結構邊梁處采用16#槽鋼焊接形成限位架，因本工程結構邊梁外側尚存在一段挑板，為避免挑板承受荷載過大造成局部破壞，限位架的設計應充分考慮此問題，將限位架設計成相互垂直的雙三角形，由挑板與邊梁共同受力，具體做法(見圖4、5)。

（二）主梁與拉桿平面外可能產(chǎn)生的側向擺動

拉桿沿縱向受拉因其受拉能力較強，一般不會產(chǎn)生大的變形，但因其側向剛度非常小，即使存在很小的側向受力，也無法限制鋼平臺的側向位移，如因施工荷載或支撐架荷載的偏心都會造成支撐鋼平臺的側擺，故將支撐鋼平臺所有次梁與主梁進行焊接，使整個平臺形成整體，主次梁在20層結構樓板上用地錨進行固定，同時自20～22層將鋼平臺上的模板支撐架每層用兩道鋼管進行抱柱拉結，次梁另一端靠近剪力墻部位頂在 K 軸剪力墻上，為避免對剪力墻造成局部破壞，次梁端頭用20mm厚鋼板作為墊板。

（三）水平拉力可能使框架柱失穩(wěn)

抱柱箍固定于22層柱子上，經(jīng)設計復核計算后同意，柱箍位于梁柱節(jié)點下部，其距離不超過柱截面短邊的0.8倍，防止結構柱失穩(wěn)。同時防止對框架柱產(chǎn)生局部沖切，抱柱箍必須與框架柱四面接觸使其整體受力。另外，在斜拉桿下面靠砼柱邊用兩根工字鋼支頂柱箍，以防柱箍下滑（見圖6）。

五 施工工藝及施工重點控制點

（一）施工工藝

結構施工留預埋件→鋼梁、拉桿、柱上抱箍加工→放線定位→施工操作平臺搭設→柱上抱箍安裝→平臺主梁安裝就位→用拉桿將主梁與柱上抱箍固定→平臺次梁安裝就位→平臺鋪板→鋼管架子搭設→模板工程施工→施工過程監(jiān)控→模板架子及支撐平臺拆除

（二）施工重點控制點

1、主梁制作及安裝

主梁為支撐平臺的主要構件，采用2根25#槽鋼形成型，槽鋼間每1m一個塞100×270×15mm鋼板與槽鋼上下翼緣邊滿焊進行連接形成整體，在鋼梁懸挑端部兩道槽鋼間采用15mm厚鋼板焊接斜拉桿連接板，連接板與槽鋼上下翼緣邊滿焊（見圖4）。

2、抱柱箍制作

抱柱箍采用15mm厚鋼板焊接而成，固定于22層柱子上部，并用鋼板加勁肋加固形成整體，因本工程懸挑最大部位位于角部，主梁的設置與抱柱箍成45°角，抱柱箍制作時拉接板必需與拉桿在同一個水平面上，即抱柱箍與拉接板成45°角，為保證柱子的均勻承受荷載，抱柱箍采用內(nèi)襯板緊貼框架柱，拉接板與內(nèi)襯板間通過加強肋焊接形成整體傳力結構（見圖6）。

3、斜拉桿制作

為減小支撐主梁的撓度，斜拉桿須在主梁的懸挑端頭及中間共設置兩道，同時，為滿足斜拉桿與上部結構的固定，同時盡量降低拉力所產(chǎn)生的對邊梁結構的水平推力，斜拉桿與水平主梁的角度需控制在45°以上。斜拉桿采用雙根90×56×8角鋼形成 型，角鋼中間用50×110×15mm的鋼板連接形成整體（每1m一個），角鋼上端與上抱柱箍拉接板進行焊接，下端與主梁懸挑端拉接板進行焊接，角部6根主梁拉接板與角鋼拉桿焊縫長300mm，其余部位焊縫長170mm（見圖3）。斜拉桿得制作過程中如有需通過焊接加長的部位，必須保證焊接不能造成拉桿的扭曲變形，同時拉桿與主梁及抱柱箍的連接也應控制斜拉桿必須與兩端拉接板形成同一個平面，同時拉桿必須繃緊不得有變形。

4、平臺安裝

支撐平臺施工前先進行上抱柱箍的安裝，上抱柱箍在施工現(xiàn)場焊接好后整體吊裝至操作面，在操作面上用四個倒鏈吊住抱柱箍就位，調(diào)整好抱柱箍的位置后進行焊接固定，支撐平臺主挑梁采用塔吊進行吊裝，吊裝過程中用倒鏈配合主挑梁的就位，并用倒鏈將主鋼梁進行臨時固定，主梁支撐在結構梁上的端部墊鋼板使挑出端上翹5cm，以防因拉桿承重下垂，主挑梁就位后將拉桿與鋼梁端頭拉接板和上抱箍拉結板進行焊接固定，固定過程中應確保拉桿順直無彎曲、扭翹現(xiàn)象。為保證鋼平臺的穩(wěn)定性，在主梁間加水平支撐。主梁安裝好后進行次梁的安裝，次梁按位置線吊裝，并同主梁間進行焊接，焊縫長度不小于5cm。鋼平臺安裝完成經(jīng)檢查合格后，在平臺上搭設鋼管支撐架，高14m，立桿間距根據(jù)受力情況排列支撐在次梁上，水平桿每樓層三道，與周邊結構拉接，保證鋼管架穩(wěn)定可靠。

5、施工過程中的監(jiān)測

在平臺搭設完成后，在監(jiān)測鋼平臺的端頭及跨中部位設置監(jiān)測點，測定初始數(shù)據(jù)，在模板支撐體系完成后再進行測定數(shù)據(jù)，在混凝土澆筑過程中設置2臺水準儀隨時監(jiān)測沉降量的變化，如接近臨界值時應立即停止施工采取措施。

6、支撐體系的拆除

支撐體系拆除過程中按照“先搭后拆、后搭先拆”的原則，模板拆除必須在混凝土強度達到100%時才可拆除，先拆除模板及支撐架，再拆除支承平臺，支撐平臺拆除時先拆除次梁，然后用倒鏈臨時拉接懸挑主梁，再拆除拉桿，然后拆除主梁及抱柱箍。

六 結論

支撐平臺從制作到安裝完成共用12天，自安裝完后開始觀測，至上部三層結構施工完畢后，平臺主梁懸挑端最大下垂4.3mm，小于計算允許范圍，支撐架、拉桿、抱柱箍及結構梁板均未發(fā)現(xiàn)任何變形，通過本工程的實踐，證明了斜拉式鋼支撐平臺方案的優(yōu)越性，既保證了工程質量，又保證了安全施工，尤其是受力可靠，拆裝方便，節(jié)約施工時間，費用上小于其它方案，節(jié)約資金約15萬元，達到了預期的施工效果。