張 強(qiáng)（深圳市恒浩建工程項(xiàng)目管理有限公司，廣東深圳518040）

高層建筑屋面大型懸挑造型鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)探討

張 強(qiáng)（深圳市恒浩建工程項(xiàng)目管理有限公司，廣東深圳518040）

由于受到懸挑長(zhǎng)度與高度等因素的限制，高層建筑懸挑鋼結(jié)構(gòu)屋面施工無(wú)法按照傳統(tǒng)滿堂腳手架搭設(shè)方式進(jìn)行施工，存在的安全風(fēng)險(xiǎn)非常大，質(zhì)量控制難度也很大，成為工程施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。文章主要以工程實(shí)例作為主要背景，對(duì)高層懸挑鋼結(jié)構(gòu)屋面鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)施工工藝及施工技術(shù)進(jìn)行了分析，并提出了屋面懸挑鋼結(jié)構(gòu)施工中需要重點(diǎn)控制的施工工序，希望本文的分析可以為同行業(yè)人士的研究提供一些參考。

高層建筑屋面；大型懸挑造型；鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)

近年來(lái)為了緩解城市人口居住壓力，高層建筑成為慣用設(shè)計(jì)，大大增加了建筑的綜合性，達(dá)到了整合城區(qū)美觀度的總體要求。為此，高層建筑構(gòu)架體系也呈現(xiàn)出一定的復(fù)雜性，大型懸挑鋼構(gòu)架逐漸替代了原有的建筑體型與框架，新穎的構(gòu)架類型為人們帶來(lái)了頗多新穎感，然而也增加了很多施工困難。下面結(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，具體談一談高層建筑屋面大型懸挑型鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)的相關(guān)問(wèn)題。

1 工程概況

某市工人體育館四期工程，其總建筑面積約為80000m2，總建筑高度為168m，地上地下分別為45層、2層，主要功能是客房和酒店，整體結(jié)構(gòu)上部為框架-筒體結(jié)構(gòu)，共需要10根鋼柱，屋面整體形狀呈梯形，四面外挑，其形狀就像一架待起飛的“隱形飛機(jī)”。左右、前后分別懸挑2m、6.75m，建筑主體施工完成以后出現(xiàn)了設(shè)計(jì)變更，將屋面后部拆除，實(shí)際上懸挑成了3m，前部增加到9.75m，四周、底面采用鋼骨架彩色鋁質(zhì)面裝飾層，屋蓋采用壓型鋼板混凝土樓面。

2 工程中的關(guān)鍵點(diǎn)

①懸挑構(gòu)架規(guī)模偏大的情況下，施工時(shí)段內(nèi)施工機(jī)械不能順暢進(jìn)出。例如吊裝專用機(jī)械必須安裝在懸挑構(gòu)架下，完成地面拼裝之后，如果實(shí)施不帶支撐的安設(shè)方法，可以很快完成施工，大大縮短原有成本；同時(shí)施工機(jī)械的應(yīng)用使得原有回旋空間得到了延展，局部架構(gòu)之下的懸挑部分，如果選擇常見的分段懸臂，不可避免的會(huì)耗費(fèi)掉很多措施費(fèi)用，而選擇噸位較大的吊機(jī)，則可以有效應(yīng)付分段態(tài)勢(shì)以下的加長(zhǎng)部分。②利用高空特有的節(jié)點(diǎn)拼焊，充分顧及范疇形狀更替，需要預(yù)設(shè)可用的焊接方案，按照從下到上的順序?qū)蛹扔泻缚p，如果不顧忌時(shí)段壓縮沉降，運(yùn)算得到的起拱數(shù)值的精準(zhǔn)性得不到保證。③45層四面都設(shè)有懸挑鋼結(jié)構(gòu)，注意防護(hù)腳手架的搭設(shè)高度保持在26～45m之間，這時(shí)當(dāng)?shù)貫榕_(tái)風(fēng)季節(jié)，需要在14m以上進(jìn)行滿堂排架的搭設(shè)，經(jīng)過(guò)主管部門專家論證，安裝與裝修鋼選調(diào)價(jià)必須搭設(shè)安全操作平臺(tái)，這樣才能保證施工安全性。還需要在鋼屋蓋外挑四周、吊頂，并對(duì)其進(jìn)行精裝修，因此必須安設(shè)足夠的防護(hù)腳手架（圖1）。④完成第一次鋼結(jié)構(gòu)安裝工作之后，業(yè)主要求涉及變更，將屋面后部5m懸挑鋼結(jié)構(gòu)拆除，并在屋面前部增設(shè)2.5m增挑，從總體上來(lái)看嗎，前部懸挑的長(zhǎng)度達(dá)到了9.75m，施工難度大大增加。

圖1 操作防護(hù)腳手架示意圖

3 大型懸挑造型鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)施工方法

3.1 確定施工方案

變更之前屋面鋼結(jié)構(gòu)利用現(xiàn)場(chǎng)塔式起重機(jī)進(jìn)行吊裝，按照設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件搭設(shè)落地式滿堂式腳手架，其最大高度是26.5m，屋面為懸挑型鋼和鋼絲繩斜拉結(jié)合的方式，每層鋼平臺(tái)和鋼主梁均按照軸線進(jìn)行逐個(gè)吊裝，以保證安裝的穩(wěn)定性，架體必須和鋼結(jié)構(gòu)安裝同時(shí)進(jìn)行，而懸挑操作腳手架與滿堂式腳手架均隨著作業(yè)層鋪設(shè)安全網(wǎng)、木模板等，以保證整體安全性。變更以后為解決屋面前部操作架問(wèn)題，44層的位置上選用27號(hào)工字鋼向外懸挑，并搭設(shè)了斜拉懸挑式操作平臺(tái)架，同時(shí)搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)防護(hù)設(shè)施，保證吊裝均在防護(hù)架內(nèi)側(cè)，充分保證人員操作過(guò)程中的安全性。

3.2 變更后的主要施工技術(shù)

經(jīng)專家論證后43～44層鋼結(jié)構(gòu)、三面懸挑鋼結(jié)構(gòu)均按照常規(guī)方式搭設(shè)滿堂式腳手架，其高度在11～26.5m之間，18m以下高度均安裝雙立桿腳手架，將斜立面邊梁和周邊連接起來(lái)，嚴(yán)格按照規(guī)定水平設(shè)置垂直剪刀撐，并安裝安全網(wǎng)。44層選擇相應(yīng)位置利用27號(hào)工字鋼作為主梁向外懸挑，并搭設(shè)施工平臺(tái)。將14號(hào)槽鋼作為連系梁，利用焊接方式將槽鋼之間進(jìn)行連接，利用φ48×3鋼管對(duì)懸挑區(qū)進(jìn)行區(qū)間支撐。分段施工以減少懸挑鋼平臺(tái)的永久荷載，在最遠(yuǎn)端裝修時(shí)以鋼平臺(tái)最不利受力狀態(tài)進(jìn)行受力驗(yàn)算。

3.3 大懸挑設(shè)計(jì)變更后的補(bǔ)充方案

由于發(fā)生了設(shè)計(jì)變更，取消了“隱形飛機(jī)”原來(lái)懸挑部位上的混凝土屋面板，這樣一來(lái)，原來(lái)施工操作平臺(tái)的總體長(zhǎng)度就不能充分滿足施工需要，只能以原來(lái)操作平臺(tái)為基礎(chǔ)，增加一個(gè)懸挑操作平臺(tái)。在懸挑操作平臺(tái)安裝操作開始之前，需要按照設(shè)計(jì)要求對(duì)原懸挑鋼結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行必要的加固，同時(shí)將兩根18號(hào)工字鋼焊接在44層外鋼梁上，對(duì)鋼梁起到臨時(shí)反支撐的作用。該懸挑鋼平臺(tái)利用18號(hào)工字鋼（6m，2根）作為主梁，利用14號(hào)槽鋼作為連系梁和次梁，槽鋼之間的連接和工字鋼之間的連接都利用焊接方式進(jìn)行。大懸挑鋼結(jié)構(gòu)梁操作完成后，利用直徑20mm鋼絲繩替換原來(lái)操作平臺(tái)上的鋼絲繩，同時(shí)利用14號(hào)工字鋼在懸挑平臺(tái)上將鋼結(jié)構(gòu)和懸挑平臺(tái)連接成一個(gè)整體。

因?yàn)樵瓉?lái)的屋面懸挑混凝土屋面板被取消，懸挑鋼梁荷載大大減少，利用已經(jīng)施工完成的懸挑鋼梁承載增加的懸挑操作平臺(tái)，為了從最大程度上降低平臺(tái)施工荷載，同時(shí)還能使施工操作要求得到滿足，需要分階段對(duì)鋼平臺(tái)進(jìn)行搭設(shè)。在腳手架上面鋪設(shè)腳手板，利用平網(wǎng)對(duì)鋼平臺(tái)和腳手架之間進(jìn)行防護(hù)。

3.4 施工工藝

在設(shè)計(jì)變更之前，操作懸挑鋼平臺(tái)利用27號(hào)工字鋼（12m）制作，安裝完43～45層鋼框架結(jié)構(gòu)之后，利用塔式起重機(jī)將其運(yùn)送到44層，并固定于框架梁柱節(jié)點(diǎn)的位置，臨時(shí)利用預(yù)制鋼抱箍進(jìn)行固定，并利用φ28鋼環(huán)和φ20主拉鋼絲繩進(jìn)行反拉固定，最后固定好懸挑工字鋼的根部。屋面鋼結(jié)構(gòu)與裝飾支架均利用塔式起重機(jī)施工，方案變更之后先在地面上進(jìn)行大懸挑鋼平臺(tái)的制作，然后利用塔式起重機(jī)將屋面前部多余的鋼梁拆除，重新將變更之后的裝置構(gòu)架和懸挑結(jié)構(gòu)接長(zhǎng)。注意應(yīng)先裝置變更以后的屋面2.5m長(zhǎng)鋼構(gòu)架，然后再對(duì)變更之前的懸挑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝飾。

大懸挑鋼平臺(tái)搭設(shè)的步驟：首先加固已經(jīng)施工完成的鋼梁，然后在原鋼平臺(tái)基礎(chǔ)上增加反拉φ20鋼絲繩，第三利用18號(hào)工字鋼進(jìn)行斜向支撐，完成焊接，第四，將大懸挑鋼平臺(tái)吊裝到位，第五將U形環(huán)卡緊、完成16號(hào)工字鋼焊接操作，最后完成φ16號(hào)鋼絲反拉、安裝維護(hù)鋼管及安全網(wǎng)。

3.5 大懸挑操作鋼平臺(tái)拆除

拆除大懸挑操作鋼平臺(tái)必須逐步進(jìn)行，隨著施工進(jìn)度的推進(jìn)逐步將其拆除，具體拆除順序如下：裝修完成以后將平臺(tái)操作架拆除，然后將已裝修外側(cè)防護(hù)架、防護(hù)網(wǎng)拆除，將最遠(yuǎn)處次梁反拉鋼絲繩拆除，拆除最遠(yuǎn)處的連系梁，再將已裝修完成部位的防護(hù)網(wǎng)與竹腳手板拆除，拆除最遠(yuǎn)處的次梁，這里需要注意的是，需要利用火焰切割的方式，利用焊接點(diǎn)將次梁與連系梁割除。重復(fù)以上各步驟一直到全部拆除鋼平臺(tái)上的所有構(gòu)件為止，最后利用倒鏈將主懸挑鋼梁拉倒樓層之中。

利用密目網(wǎng)、大眼網(wǎng)及竹腳手板設(shè)置水平防護(hù)，將一道水平大眼網(wǎng)設(shè)置在落地架中間位置上起到防護(hù)性作用，再在最上端操作平臺(tái)上設(shè)置密目網(wǎng)、大眼網(wǎng)，上面鋪上一層竹腳手板，并注意在懸挑位置上，在原有基礎(chǔ)之上設(shè)置一道密目網(wǎng)、大眼網(wǎng)，最后在上面鋪上一層竹笆片。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)高層建筑懸挑鋼結(jié)構(gòu)屋面大型懸挑鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹和分析，具體包括施工方案的確定、變更后主要施工技術(shù)、大懸挑設(shè)計(jì)變更后的補(bǔ)充施工、主要施工工藝及大懸挑操作鋼平臺(tái)拆除等。結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)具體情況，應(yīng)利用有效措施保證施工安全及施工質(zhì)量。注意施工過(guò)程中應(yīng)有效解決好施工機(jī)械進(jìn)出問(wèn)題、高空節(jié)點(diǎn)焊接問(wèn)題、防護(hù)腳手架設(shè)置問(wèn)題以及設(shè)計(jì)變更問(wèn)題，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專職安全員監(jiān)督各項(xiàng)安全措施的落實(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員、機(jī)械設(shè)備及用電等進(jìn)行統(tǒng)一管理。

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TU758.11

A

2095-2066（2016）36-0209-02

2016-11-26

張 強(qiáng)（1967-），男，中級(jí)工程師，本科，主要從事工程監(jiān)理工作。