悬挑高支模技术及其工程应用研究

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年6期   作者:王国静
[导读] 随着经济的发展,建筑业新技术日新月异,悬挑高支模技术也被广泛应用到工程建设中。

         摘要:随着经济的发展,建筑业新技术日新月异,悬挑高支模技术也被广泛应用到工程建设中。这种技术不仅有利于施工,还可以缩短工期,能够节约大量成本,而且与文明施工相契合。但是,当前施工现场中,却很少有完善的悬挑高支模体系,所以,很容易发生安全事故,既损害企业利益,同时也使现场人员的安全受到了威胁。针对这种情况,施工企业需要重视悬挑高支模技术,研究其技术要点。因此,本文将从悬挑高支模技术基本情况入手,结合其在工程施工的实际应用,重点分析当中的技术要点。
         关键词:悬挑高支模;施工技术;应用
         引言
         现代高层、超高层建筑常采用高空大悬挑的手法,来满足使用功能和造型美观的需求。这类高空大悬挑结构高支模具有跨度大、高度高、施工荷载大、施工难度高的施工特点。与满堂脚手架相比,悬挑高支模排架支撑体系在施工工期、施工成本、施工安全、节能环保等方面具有明显的优势。为了做到技术先进、保证质量、确保安全,因此完善悬挑结构高支模体系的设计与施工方法具有显著的现实意义。
         1 工程概况
         某工程地上15 层,建筑面积47936m2。悬挑结构位于第14 层, 外挑长度3.35m,离地57.95m,位于主楼东西两侧,如图1 所示。楼板厚度120mm,封口横梁截面尺寸为250mm×600mm,竖梁截面尺寸为350mm×600mm。

图1结构平面示意图
         2 悬挑高支模排架支撑体系设计
         在满足14 层悬挑结构模板排架荷载传递的同时,兼顾悬挑脚手架布置方案(4 层、8 层及12 层),悬挑高支模排架支撑体系拟布置在12 层,与悬挑脚手架形成一体,满足结构外围模板排架1.0m 施工操作需求,整个支撑体系外挑长度达到4.45m,架体搭设高度为8.7m。
         2.1施工方案比选
         结合现场施工需求,初步提出3种方案比选。
         (1)方案1:落地式满堂架。该方案虽然简便易于施工,但即便从3层开始搭设,模板排架搭设到14层高度为47.55m,考虑工人操作需要,架体高度将达到50m,考虑3层楼板加固及架体自身安全加固措施后,用钢量大且危险性高,无法满足施工需求。
         (2)方案2:悬挑型钢主梁加底部钢管斜撑。该方法解决了钢管用量大的问题,但由于悬挑排架支撑体系外挑长度较大,钢管斜撑与钢梁的节点连接质量无法保证整个架体荷载的有效传递,且现场高空作业较多,无法保证施工的安全和质量。
         (3)方案3:悬挑型钢主梁加底部型钢斜撑。利用既有悬挑脚手架型钢材料,通过改变架体的支撑形式,保证了施工荷载的有效传递。采用地面预制拼装,利用塔吊一次就位的施工方法,大大缩短了工期并避免了大量的高空作业。
         综合现场工期、进度、安全及文明施工等因素,选择方案3完成悬挑结构的施工。
         2.2支撑体系设计
         对选定方案进行深化设计,大量试算表明,采用单根钢斜撑与悬挑钢梁组成的支撑体系,由于荷载较大,需要钢梁型号较大(25#工字钢),现场既有型钢材料无法满足需求。
         每根主梁采用2根钢斜撑,增加主梁支座,可有效减少跨中挠度及应力,降低钢梁型号的同时可增大主梁间距。具体方案布置如图4所示,悬挑主梁一端通过与楼板预埋件焊接与建筑物相连,下部采用型钢支撑,上部利用拉索与建筑物连接,拉索仅作为安全保护措施,不参与支撑系统承载力计算。悬挑主梁、钢斜撑、钢连梁均采用18#工字钢,主梁间距3.2m,连梁间距700~800mm。


         3支撑体系受力验算
         3.1模型荷载计算
         建立模板排架模型和悬挑脚手架模型,将立杆底部反力作为集中荷载施加在连梁上。从建筑物边界向外共有5排立杆,由于封口梁自重较大且悬挑脚手架高度至楼层顶部,故第4排及第5排立杆荷载较大。
         3.2支撑体系各部件受力验算
         经过对支撑体系各部件的受力验算,证明连梁、主梁、下撑杆的强度、抗剪、挠度等均能满足相关规范要求,悬挑主梁整体稳定性及主梁与预埋件连接部位的强度亦能满足规范要求。
         4悬挑钢支撑系统的施工流程
         4.1安装流程
         专项方案专家论证→楼层设置预埋件及吊环→主桁架地面焊接拼装→塔式起重机吊装就位并予以固定→由内向外焊接次梁→次梁间隙铺设木方→铺设厚18mm模板作为硬隔离并设置安全网→吊筋连接→平台上搭设模架及脚手架→安装梁板模板及绑扎钢筋→验收支撑系统及排架体系并填写验收记录
         4.2悬吊脚手架的施工要求
         在建筑施工中,必须在梁与地板的拼法之间使用模板,模板钢管支撑系统需要从内部逐渐向外延伸,而对于台阶水平极,距离是控制在1650毫米左右。重要的是要注意,首先是除了设计阶段,也将包围和现有钢管混凝土柱箍筋作为定点,这主要是为了确保支撑系统有一个良好的支持能力,不会轻易出现抖动或崩溃。在悬臂脚手架施工设计的原理上,主要是为了加强脚手架的稳定性,确保安全施工,施工人员可以减少意外情况的发生,在施工中注意施工的内容也很重要。此外,为了确保脚手架的稳定性,加强自身的支持,在框架的身体和周围的顶梁跨度的水平位置设置间隔约2墙,实现可靠连接,甚至墙上完成嵌入在一层屋顶铸造阶段工作,加强其稳定性。
         5安全施工保护措施
         在建筑施工的过程中,需要架空作业,有较大的风险,因此,在施工阶段,必须根据实际情况采取合理的措施,确保施工的安全。因此,施工企业不仅对项目经理、技术人员,也确定了管理责任,而且对施工人员的合理安排,并建立明确的管理责任制,要求所有员工都必须按要求工作。此外,成立安全领导小组,项目经理领导组长,项目负责人、专职安全员领头安全技术和生产调度副组长,协助项目经理开展检查工作,以确保施工没有出现问题,还明确规定了安全员,其相应的权利,一旦发现存在安全问题,可以责令立即停止工作。在脚手架的安全管理中,严格按照国家有关规定,工作人员必须戴安全帽、安全带,穿防滑鞋,严禁在钢管内打孔。在项目开始前,组织施工人员接受了三级安全教育,在什么条件下确保不被他人伤害,不伤害他人,自我安全保护意识,通过播放相关的视频预警教育施工人员的施工安全知识普及。同时,严禁高海拔建筑工人饮酒上岗,若经发现立即停止工作,特种高空工作人员必须持证上岗并定期进行安全教育学习,经考试合格后的人员才能上岗和聘用。
         6结语
         综上所述,悬挑高支模体系中各种支撑构件的强度和整体稳定是确保施工安全的首要条件,本文设计了一种悬挑高支模排架支撑体系,采用悬挑型钢主梁加底部型钢斜撑组合的施工方案,充分利用了现场既有材料,具有成本较低、工期短、施工过程中安全风险因素较少、绿色环保的特点,保证了悬挑构架施工和主体结构安全,有效地解决了悬挑结构施工工期紧、施工难度大等问题。
         参考文献:
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[4]熊士斌,付成刚,彭丁星,齐晓建.深圳金立大厦高空大悬挑结构施工技术[J].建筑施工,2017,39(04):502-504.
[5]熊士斌,付成刚,彭丁星,齐晓建.金立大厦高空悬挑结构施工技术[J].施工技术,2016,45(S2):738-741.
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