馬岷成（甘肅第七建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 工程概況

某高層辦公樓工程，總建筑面積53333m2，地下2層，主樓19層，裙樓2層，建筑總高度104.56m。建筑設計在裙樓2層和主樓17、19層有鋼筋混凝土坡屋頂出檐，出檐寬度分別為3600、4500、6000mm，其對應標高為：18.70、81.80、94.250m。

2 施工難點及方案選擇

方案1：搭設雙管立桿落地式腳手架。若搭設落地式腳手架至主樓19層，腳手架高度超過50m，必須采用雙管立桿，需要大量的腳手架材料，搭設時耗費大量人工，鋼管、扣件的周轉使用率會降低很多，腳手架地基基礎處理費用也很大，而且高度過高時危險性也較大。該方案可行性較差。

方案2：采用型鋼懸挑梁搭設支模平臺，但這種做法在建筑物轉角處因多根鋼梁交叉重疊，鋼筋埋環(huán)位置操作困難，而且鋼梁受力后對轉角部位樓板會產(chǎn)生破壞影響。該方案可行性一般。

方案3：采用三角形主鋼架結合縱向鋼桁架搭設懸挑支模平臺，為上部懸挑屋檐的模板體系形成一個穩(wěn)定、牢固的作業(yè)平臺和安全防護。雖然采用鋼平臺方案成本投入較高，但鋼平臺支撐剛性、穩(wěn)定性更好，安全系數(shù)高。不足的是需一次投入較多的材料制作和加工費用。該方案可行性較好。

由于該工程高位大懸挑混凝土屋檐結構跨度大，對模板支撐體系的承載力、剛度和穩(wěn)定性有很高的要求，除了承受很大的施工荷載外，尚需考慮高空環(huán)境下風荷載等因素的影響，施工作業(yè)有很大的風險，因此，我們選擇了方案3，該方案可在確保安全的前提下，既能解決混凝土結構模板支撐體系的穩(wěn)定與受力傳遞問題，又可利用大懸挑鋼平臺進行高位懸挑結構的外裝飾裝修工程施工。

3 鋼平臺設計

3.1 鋼平臺基本結構單元及傳力關系

該工程超高大懸挑混凝土屋檐的支模平臺由三角形懸挑主鋼架、縱向鋼桁架、平臺腳手板三部分構成。為保證系統(tǒng)水平、縱向穩(wěn)定，分別在建筑物大角處及中部，對主鋼架設置剛性水平支撐。其傳力關系為：①屋檐混凝土結構及模板腳手架防護支撐體系施工荷載→②鋼平臺架板→③縱向鋼桁架→④主鋼架→⑤建筑結構。

3.2 鋼平臺設計方案

1）三角形懸挑主鋼架的桿件由2根槽鋼“背靠背”焊接，構成H形組合截面。①主鋼架水平桿件（橫梁）截面為2［22a；②主鋼架斜支撐桿件截面為2［18a；③主鋼架腹桿（零桿）截面為2［16a。主鋼架各桿件之間及兩根槽鋼之間連接板厚度為10mm，設計見圖2、圖3。

2）縱向鋼桁架設計為平行弦式靜定空間桁架

桁架上弦桿由兩個等邊角鋼（2∟70×6mm）構成（Q235）；下弦桿及垂直腹桿均由兩道2Φ22鋼筋（HRB335級）構成；桁架斜桿由兩道2Φ18鋼筋（HRB335級）構成；桁架各桿件之間結點由6mm厚鋼板（Q235）焊接連接成形，見圖4。

圖2 主鋼架結構側立面圖

4）支模平臺外側雙排防護腳手架側向穩(wěn)定拉結設計

支模平臺外側雙排腳手架立桿底部通長設置掃地桿，短橫桿均布扣緊并與平臺邊部專用水平固定點鎖定。架體中部（第二步架底部）采用短橫桿搭設水平桁架支撐，增強架體側向剛度。腳手架側向穩(wěn)定拉結點依托于主鋼架位置（框架柱網(wǎng)）設置，拉結點間距7200～7500mm。

5）鋼平臺外側防護圍欄側向穩(wěn)定拉結設計

沿縱向桁架平均間隔2400～2500mm，在其上弦平面布置橫向水平聯(lián)系桿件2∟75×6 mm，以加強桁架的側向穩(wěn)定性，并提供保持鋼平臺外側防護圍欄側向穩(wěn)定的支承固定點。鋼平臺外側設1.20m高安全圍欄，采用角鋼與鋼板網(wǎng)組成工具式組裝件，便于現(xiàn)場高空安全快捷裝拆。防護架體外圍用密目式安全網(wǎng)全封閉。

圖3 轉角鋼架結構側立面圖

圖4 鋼桁架剖面圖

3）懸挑主鋼架在框架柱兩側對稱設置，縱向鋼桁架安裝固定在主鋼架之上。腳手板采用50mm厚木板與18mm厚膠合板鋪裝固定，見圖5。

圖5 鋼平臺腳手板平面圖

3.3 支模平臺安全驗算

3.3 .1 計算方法

采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，用分項系數(shù)設計表達式進行計算，先以承載能力極限狀態(tài)計算，再以正常使用極限狀態(tài)進行校核。

3.3 .2 計算模型

支模平臺上沿縱向布置的鋼桁架為平行弦式靜定空間桁架，在豎向荷載作用下，不考慮單片桁架之間的聯(lián)系，將其分解為平面簡支桁架進行計算。鋼架設計為下?lián)问饺切舞旒?，為簡化計算，其上下支座按照鉸接分析，實際鋼架結構支座屬于半剛性節(jié)點，其計算結果偏于安全。為簡化計算，將鋼架的鋼梁按照單跨簡支梁計算。鋼架桿件設計為型鋼組合截面，其節(jié)點連接鋼板構造為半剛性節(jié)點。計算時，鋼平臺荷載取值綜合考慮各種不利因素的共同作用，其中風荷載占全部荷載的15%，偏于安全。

3.3 .3 驗算結果

經(jīng)過驗算，支模平臺各組成部分的承載力、實際變形、穩(wěn)定性均能夠滿足《鋼結構設計規(guī)范》的規(guī)定，焊縫強度、鋼架支座、節(jié)點承載力及預埋件受力也能夠滿足要求，證明材料截面選擇能保證鋼平臺的安全使用。

4 鋼平臺制作、安裝及拆除

4.1 鋼平臺構件制作

4.1 .1 制作的基本要求

大懸挑結構支模平臺的鋼構件應先制作完成后再吊裝就位。各構件所用鋼材應符合相關標準的規(guī)定。鋼構件制作應滿足《鋼結構設計規(guī)范》GB 50017中焊縫連接的構造規(guī)定，制作幾何尺寸與焊縫質量驗算應符合《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB 50205的規(guī)定。鋼構件制作完成并經(jīng)驗收合格除銹后，噴涂紅丹防銹漆兩遍。

4.1 .2 構造要求

1）當不同強度的鋼材連接時，可采用與低強度鋼材相適應的焊接材料。

2）桿件與節(jié)點板的連接焊縫宜采用兩面?zhèn)群?，也可用三面圍焊，對角鋼桿件可采用L形圍焊，所有圍焊的轉角處必須連續(xù)施焊。

3）焊接桁架應以桿件形心線為軸線，在節(jié)點處各軸線應交于一點。

4）主鋼梁弦桿與腹桿、腹桿與腹桿之間的間隙不應小于20mm，相鄰角焊縫焊趾間凈距不應小于5mm。

4.2 鋼平臺構件安裝

1)安裝順序：主鋼架→水平支撐→鋼桁架→平臺板→防護欄桿。

2）屋面層框架柱施工時，在框架柱與主鋼架的斜撐桿下端連接部位，框架柱外側預埋鐵件。主鋼架安裝時，斜撐桿下端與框架柱預埋鐵件焊接，水平桿（挑梁）內端與框架柱抱箍連接。見圖6所示。

3）腳手板鋪裝：結構單元鋼桁架每安裝2～3榀，隨即鋪裝腳手板。先在鋼桁架上平行鋪裝50mm厚木墊板（平臺上部懸挑混凝土結構模板支撐架立桿排距支座位置），用雙股12#鍍鋅鋼絲對稱扎牢，再順序鋪裝18mm厚膠合板，膠合板與其下部木墊板用手槍鉆螺絲固定（螺絲直徑300mm，長度不小于35mm）。

圖6 轉角鋼架節(jié)點詳圖

4）防護欄桿隨平臺結構單元的安裝同步安裝，形成安全防護體系。

安裝完成的鋼平臺見圖6。

圖7 現(xiàn)場安裝完成的鋼平臺

4.3 鋼平臺拆除

在屋檐部分施工驗收完成之后，及時組織懸挑鋼平臺的拆除。拆除過程與安裝過程順序相反，現(xiàn)場塔吊配合完成拆除作業(yè)。

拆除順序：拆除全封閉滿鋪平臺腳手板→拆除50mm厚木板→拆除連接主鋼架的水平支撐→拆除縱向鋼桁架→拆除懸挑主鋼架。

拆除方法：

1）主鋼架正上方懸挑混凝土平臺內設置卷揚機，卷揚機鋼絲繩穿過主鋼架根部節(jié)點處，塔吊鋼絲繩從主鋼架懸挑端節(jié)點處進行提吊。在主鋼架上下節(jié)點與建筑結構全部解除連接之后，卷揚機與塔吊同時起吊下降協(xié)調配合，待其穩(wěn)定平衡后，吊至地面。

2）起吊時，鋼絲繩起重卸扣可穿在鋼架橫梁外端部預留的孔徑ф50mm的預留孔上。

3）主鋼架與建筑物之間的連接鋼板由氣割割除。

4）懸挑主鋼架拆除時，斜撐焊接點要借助懸挑架割除，水平焊接點可在樓層內操作割除。鋼梁懸挑端頭用塔吊提吊，另一端用卷揚機提吊緩緩放至地面。割除主鋼梁斜撐焊點時，利用窗洞口外懸挑腳手架進行。

5 支模平臺的驗收與監(jiān)測

1）鋼平臺安裝完成后，應對照相關規(guī)定以及專項施工方案、設計圖紙進行檢查驗收，合格后方可投入使用。檢查驗收分三階段進行，第一階段在主鋼梁加工制作完成后進行，著重主鋼梁節(jié)點焊縫進行檢查，第二階段在鋼桁架鋪裝安裝完成后進行，第三階段在承載平臺上部模板支撐架體施工完成進行。

2）為了解鋼平臺的變形情況，施工過程中著重對主鋼梁外端的位移進行動態(tài)監(jiān)測。檢測前應確定監(jiān)測的方法、儀器、監(jiān)測頻率和監(jiān)測報警值等，并繪制《監(jiān)測點平面布置圖》。

3）鋼平臺監(jiān)測應在安裝施工過程中、安裝完成后、模板體系搭設完成后分別進行一次；還應定期進行檢測和隨時進行觀察。如發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)有異常，及時查明原因解決處理。

6 實施效果

該工程超高大懸挑施工腳手鋼平臺方案在實施過程中，我們按照既定施工方案實施，達到了預期的目標。在懸挑層結構達到拆模要求前，未發(fā)現(xiàn)任何異常情況，證明安全儲備是足夠的。在經(jīng)濟性方面，該平臺同時解決了腳手架和外挑結構模板的需要，一物兩用。

7 結語

通過對高位大懸挑混凝土結構支模平臺整個施工過程的周密布置與安排，工程最終取得了很好的施工效果。雖然采用該鋼平臺方案成本投入較高，但鋼平臺支撐剛性好、穩(wěn)定性和安全系數(shù)更高，不但保障了生產(chǎn)安全，降低了安全成本，也創(chuàng)造了良好的社會效益。高位大懸挑混凝土結構支模平臺施工技術成功地用于的多項工程中，它的制作、安拆及安全使用，將逐步成為成熟的施工技術，也將給企業(yè)發(fā)展帶來很好的經(jīng)濟及社會價值。

[1]北京鋼鐵設計研究總院.GB50017—2003鋼結構設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

[2]中國建筑科學研究院.JGJ130-2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[3]冶金工業(yè)部建筑研究總院.GB 50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2002.

[4]《建筑結構靜力計算手冊》編寫組.建筑結構靜力計算手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[5]杜榮軍.建筑施工腳手架實用手冊（含垂直運輸設施）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994.

[6]《鋼結構設計手冊》編輯委員會.鋼結構設計手冊[M].3版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.