張石民 葉 勇 孫 鑾

（成都華陽(yáng)建筑股份有限公司，四川 成都 610213）

1 工程概況

成都市新津社會(huì)治理智慧科創(chuàng)空間項(xiàng)目位于成都市新津區(qū)，五津街道橋津上街，花橋街道黃桷社區(qū)。擬建項(xiàng)目由辦公樓用房、建設(shè)項(xiàng)目配套設(shè)施組成，總建筑面積為15349m，建筑地上8層，建筑高度41m，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，在屋頂處有一圈懸挑5.0m的鋼筋混凝土挑檐，挑檐上部另有一段坡屋頂造型，挑檐上干掛深灰色鋁單板裝飾。挑檐頂標(biāo)高為37m，懸挑部分出現(xiàn)4個(gè)陽(yáng)角，陽(yáng)角處懸挑長(zhǎng)度約7.0m，施工難度巨大（圖1）。

圖1 項(xiàng)目效果圖

2 方案比選

2.1 落地鋼管扣件式支撐架方案

根據(jù)住建部第37號(hào)令及建辦質(zhì)（2018）31號(hào)文《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》高大模板支撐系統(tǒng)是指建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土構(gòu)件模板搭設(shè)高度8m及以上，或搭設(shè)跨度大于18m，或施工總荷載大于15kN/m，或集中線荷載大于20kN/m的模板支撐系統(tǒng)。

落地鋼管扣件式支撐架，即以地面為基底向上搭設(shè)鋼管支撐架，該方案搭設(shè)方式傳統(tǒng)、常規(guī)。如采用該方案，架體搭設(shè)高度最高達(dá)38m，高度遠(yuǎn)超過(guò)模板超危大工程規(guī)定的8m高度，其垂直度、穩(wěn)定性極難控制，安全隱患極大且存在架體材料用量多、搭拆工期長(zhǎng)、占用底部施工場(chǎng)地、地面樓板額外加固、經(jīng)濟(jì)性低等弊端。同時(shí)，若采用普通落地鋼管扣件式支撐架，將無(wú)法滿足《建筑施工腳手架安全技術(shù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB51210-2016及《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2011的相關(guān)規(guī)定。

2.2 懸挑型鋼支撐方案

懸挑型鋼支撐方案，即在高支模區(qū)域下層搭設(shè)簡(jiǎn)支型鋼或懸挑型鋼，再以型鋼為基底搭設(shè)鋼管支撐架形成封板或挑板支撐系統(tǒng)的豎向承載基礎(chǔ)。為解決高空大懸挑混凝土構(gòu)件的承載，該項(xiàng)目采用“高空斜拉型鋼支模平臺(tái)+滿堂支撐架”的模板支撐體系。

經(jīng)計(jì)算該工況下需要20#工字鋼作主梁，22#工字鋼作下?lián)问芰U件方能滿足安全計(jì)算。經(jīng)市場(chǎng)材料調(diào)研20#工字鋼出租存量較少且長(zhǎng)度規(guī)格不滿足搭設(shè)需要，如全部采用購(gòu)買且以后該型號(hào)工字鋼使用較少將增加項(xiàng)目成本，下?lián)问芰U件型號(hào)較大，安裝、焊接因高空作業(yè)、施工安全及質(zhì)量不宜有效控制。經(jīng)項(xiàng)目部作經(jīng)濟(jì)分析后決定采用市場(chǎng)租賃16#工字鋼搭設(shè)雙層懸挑型鋼平臺(tái)，再在工字鋼上搭設(shè)扣件式滿堂支撐架。該類型鋼市場(chǎng)上廣泛使用，工藝成熟，無(wú)須定制。具有搭拆方便、安全性好、工期進(jìn)度快、周轉(zhuǎn)便利、經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)點(diǎn)，適合該工程高空超長(zhǎng)懸挑結(jié)構(gòu)的施工。

3 高空超長(zhǎng)現(xiàn)澆懸挑結(jié)構(gòu)模板支撐設(shè)計(jì)

該工程懸挑鋼筋混凝土挑檐（圖2和圖3）具有以下特點(diǎn)：條件復(fù)雜，屋頂大跨度挑檐標(biāo)高37.15m，距離室外地坪38m，懸挑長(zhǎng)度大，懸挑外表面距外排框架柱外表面尺寸約5m，陽(yáng)角處懸挑長(zhǎng)度約7.0m，遠(yuǎn)大于懸挑腳手架規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定；挑檐造型復(fù)雜，挑檐不但有懸挑板，在距梁外邊3.65m處還有一道連續(xù)梁300mm×800mm，而在連續(xù)梁外1.2m處為外伸的封邊掛板（圖3）。

圖2 建筑剖面圖

圖3 挑檐懸挑板剖面圖

3.1 懸挑樓層的選擇

該工程懸挑結(jié)構(gòu)分別從7層，8層混凝土樓面設(shè)置16#主梁工字鋼，再在工字鋼上搭設(shè)扣件式滿堂支撐架，高空懸挑高大模板支撐系統(tǒng)搭設(shè)高度最大為10.8m。7層及8層樓板板厚為120/130mm且存在疊合板，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，屋頂大跨度挑檐標(biāo)高37.15m。

3.2 懸挑支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

模板應(yīng)能保證構(gòu)件各部位形狀、尺寸和相互位置的準(zhǔn)確，架體具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受新澆砼的重量和側(cè)壓力及施工荷載；構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝拆方便；模板的接縫嚴(yán)密不漏漿。在懸挑板面施工時(shí)，在對(duì)應(yīng)安裝懸挑工字鋼位置預(yù)埋錨環(huán)，供下層懸挑結(jié)構(gòu)施工時(shí)安裝工字鋼，作為支撐體系的基礎(chǔ)，懸挑的支撐體系與同層及下層內(nèi)支撐體系連接成整體。支撐架由持證架工統(tǒng)一搭設(shè)。支撐體系基礎(chǔ)均為工字鋼，其施工荷載均沿立桿通過(guò)工字鋼傳遞至結(jié)構(gòu)梁板面，最終傳遞至基礎(chǔ)。

支撐體系的傳力途徑：施工荷載→木模板→次梁→主梁→立柱→工字鋼→混凝土樓面→下層支撐體系→基礎(chǔ)，故立桿的設(shè)置應(yīng)上下保證在同一直線上，以確保力的豎向傳遞。

懸挑支模架采用外側(cè)3-4排立桿下沉一層，在下層工字鋼上搭設(shè)，采用品茗建筑云安全計(jì)算軟件V1.2（以下簡(jiǎn)稱品茗安全計(jì)算軟件）選擇“多排懸挑架主梁”模塊進(jìn)行下層多排懸挑架主梁相應(yīng)計(jì)算。內(nèi)側(cè)3-4排立桿在上層工字鋼上搭設(shè)，再進(jìn)行上層多排懸挑架主梁相應(yīng)計(jì)算，采用分層卸荷的形式（圖4）。

圖4 雙層工字鋼懸挑鋼平臺(tái)布置及支撐架搭設(shè)

3.3 懸挑梁荷載安全計(jì)算

模板及其支架自重標(biāo)準(zhǔn)值面板0.1kN/m，樓板模板0.5kN/m，新澆筑混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值24kN/m，混凝土梁鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值1.5kN/m，混凝土板鋼筋自重標(biāo)準(zhǔn)值1.1kN/m，施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值3.0kN/m，支撐腳手架計(jì)算單元上集中堆放的物料自重標(biāo)準(zhǔn)值1.0kN，水平荷載按10年一遇的基本風(fēng)壓取值，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.1，腳手架安全等級(jí)I級(jí)。

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018的規(guī)定，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，荷載組合的效應(yīng)按基本組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，荷載組合的分項(xiàng)系數(shù)分別為永久荷載1.3，風(fēng)荷載1.4，施工活荷載1.5。

采用品茗安全計(jì)算軟件分別計(jì)算板底和梁模板立桿承受的軸力，然后再選擇“多排懸挑架主梁”模塊分別進(jìn)行上、下層多排懸挑架主梁相應(yīng)計(jì)算，得出懸挑主梁的強(qiáng)度驗(yàn)算、抗剪驗(yàn)算、撓度驗(yàn)算、上拉桿強(qiáng)度驗(yàn)算、螺栓及焊縫驗(yàn)算均滿足要求。

3.4 懸挑工字鋼主梁安裝

懸挑型鋼懸挑支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在結(jié)構(gòu)梁上，懸挑端應(yīng)按梁長(zhǎng)起拱1%~1.5%，在懸挑根部墊10mm厚的鋼墊塊。懸挑鋼梁應(yīng)按架體立桿位置對(duì)應(yīng)設(shè)置，每縱距設(shè)置一根，在工字鋼上按支模架立桿位置焊接φ25mm長(zhǎng)150mm的三級(jí)鋼短鋼筋，最外側(cè)焊接的豎向鋼筋距離工字鋼端部100mm，使豎向鋼筋插入支模架立桿內(nèi)部，保證架體根部的穩(wěn)定性，防止鋼管位移（圖5）。

圖5 懸挑工字鋼設(shè)置（單位：mm）

懸挑鋼梁固定端應(yīng)采用2個(gè)及以上“幾”型錨固螺栓與建筑結(jié)構(gòu)梁板固定，在設(shè)置錨固螺栓時(shí)，應(yīng)在螺栓彎折處加設(shè)兩根1500mm長(zhǎng)φ18mm的三級(jí)鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)。懸挑鋼梁放入預(yù)留的錨環(huán)或預(yù)留墻洞內(nèi)后使用木楔子楔實(shí)、楔緊，保證懸挑鋼梁牢固，不晃動(dòng)。懸挑工字鋼安裝完成后，在懸挑工字鋼上鋪設(shè)臨時(shí)施工腳手板和擋腳板。鋪設(shè)寬度同懸挑寬度，不得有懸挑板、探頭板，腳手板的材質(zhì)必須符合相關(guān)規(guī)定，見(jiàn)圖。工字鋼層非懸挑部分，主體支模架立桿設(shè)置在工字鋼上，同時(shí)上端與混凝土樓板底抵緊，工字鋼下對(duì)應(yīng)區(qū)域下部架體不拆除，傳力傳遞2層（圖6）。

圖6 懸挑鋼梁錨固螺栓固定

3.5 斜鋼拉桿安裝

定型拉桿中間用定型加工花籃螺絲預(yù)加拉力將斜拉鋼筋（φ20mm）緊固在外挑鋼梁上， 每根懸挑鋼梁均設(shè)置兩根鋼筋斜拉，接長(zhǎng)采用1級(jí)直螺紋套筒連接，鋼筋預(yù)加拉力緊固（圖7）。

圖7 斜鋼拉桿下端固定節(jié)點(diǎn)

3.6 支撐架體施工

該工程屋面板支撐架體采用滿堂腳手架支撐，支撐架體以及外架搭設(shè)應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案并通過(guò)專家論證，模板采用傳統(tǒng)模式木模板，模板采用15mm厚黑色光面板。支撐采用扣件式鋼管滿堂支撐架，立桿縱橫方向均@900mm，立桿步距1500mm，沿架體縱、橫、上、下連續(xù)設(shè)置剪刀撐，掃地桿距底板面200mm。次楞采用50mm×100mm木方@200mm，主梁采用Φ48mm×3.6mm鋼管。立桿頂部設(shè)置可調(diào)U型托撐，可調(diào)U型托撐內(nèi)鋼管根數(shù)為2且安裝時(shí)應(yīng)保證上、下同心。

該工程在每個(gè)結(jié)構(gòu)柱的部位，豎向間距按每步距設(shè)置（1.5m）與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置一個(gè)固結(jié)點(diǎn)，用抱柱的方式，以提高架體整體穩(wěn)定性和提高抵抗側(cè)向變形的能力，連墻鋼管刷黃黑相間油漆區(qū)分 ，避免被誤拆。

4 施工要求

該工程懸挑部分混凝土澆筑采用塔機(jī)配合料斗進(jìn)行混凝土的澆筑方式，以減小混凝土布料時(shí)對(duì)模板的沖擊荷載。澆筑順序由內(nèi)向外推進(jìn)，嚴(yán)格控制澆筑速度，澆筑過(guò)程中每10min觀測(cè)一次，澆筑完成后每0.5h觀測(cè)一次，直至混凝土終凝。已支好模板的樓層外臨邊立桿兼做外防護(hù)架，其上部高出支模頂端1.5m，外立面按規(guī)定采用密目網(wǎng)封閉。所有支模架搭設(shè)完成后認(rèn)真查驗(yàn)支撐變形情況，按照方案對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行混凝土的澆筑。混凝土澆筑前，先向混凝土施工人員進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，澆筑混凝土前只用少量水灑水潤(rùn)濕模板，嚴(yán)禁用水管沖洗模板，施工人員要正確佩戴安全帽、安全帶、防滑鞋，非操作人員嚴(yán)禁進(jìn)入懸挑部位，特種高處作業(yè)人員應(yīng)持證上崗。

5 結(jié)語(yǔ)

該文以成都市新津社會(huì)治理智慧科創(chuàng)空間項(xiàng)目的屋頂大跨度現(xiàn)澆鋼筋混凝土挑檐的施工為例，通過(guò)方案比選及實(shí)踐摸索，采用普通16#工字鋼搭設(shè)雙層懸挑鋼平臺(tái)作為空中高大模板支撐系統(tǒng)的豎向承載基礎(chǔ)。在保障安全的前提下，對(duì)支撐平臺(tái)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并利用“品茗安全計(jì)算軟件”對(duì)支撐系統(tǒng)的各構(gòu)件進(jìn)行受力分析。項(xiàng)目部根據(jù)該方案實(shí)施順利完成了模板搭設(shè)、混凝土澆筑及模板和支撐拆除等工作。施工時(shí)支撐系統(tǒng)搭拆快捷，節(jié)省了大量的鋼管扣件及人工，有效縮短了工期，創(chuàng)造了較好的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，為類似高空大懸挑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程模板體系設(shè)計(jì)提供了一種新的思路。