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屋面悬空花架梁模板支撑体系设计与施工

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：柯庆安郭宏强李闻万小凤

[导读] 摘要：由于住宅楼层外立面造型需要，在屋面设置了悬空花架梁，由于标高高，下部无支撑结构，施工难度较大，应设计合理的平台进行悬空花架梁施工。

        中建一局集团第三建筑有限公司（绿城联投花山57号地块II标段项目部）北京市通州区    101100
        摘要：由于住宅楼层外立面造型需要，在屋面设置了悬空花架梁，由于标高高，下部无支撑结构，施工难度较大，应设计合理的平台进行悬空花架梁施工。
        关键词：屋面；悬空；花架梁；模板支撑
        引言
        某工程屋面顶中间位置顶部存在悬空花架梁，梁顶标高为62.85m，高于大屋面标高4.65m，花架边梁与东西两侧的机房屋面剪力墙相连，花架梁北侧为外部悬空，南侧为大屋面，花架梁所在的范围下部悬空，无结构梁板。该花架悬空高度大、跨度大，如何设计花架梁模板支撑体系，保证安全施工是一大重难点。
        1 悬空花架梁支撑设计
        综合对结构型式及现场施工情况分析，考虑在花架梁下设置纵横向9m长工字钢，形成网状封闭形式，再在网状封闭工字钢上搭设花架梁支模架体。
        1.1花架梁底部支撑工字钢
        在花架梁低一层位置（大屋面）设置网状工字钢，用于支撑花架梁支撑架，同时为保证安全，工字钢位置采用硬防护进行全封闭。
        1.2工字钢底部钢管封闭
        为防止施工过程中高空坠物，在工字钢下部1m位置设置网状钢管进行封闭，同时在钢管上部采用硬防护进行封闭。
        1.3搭设悬空外架
        在施工花架梁时，四周需搭设防护外架。其中花架梁东两侧部存在原有悬挑外架；故仅需要搭设南北侧外架，其中南侧外架可搭设在大屋面上，为落地外架；北侧为悬空外架，需要单独设计。
        2关键性技术及施工
        2.1工字钢底部钢管封闭
        首先在工字钢标高位置下部1m位置采用钢管封闭，即先采用6m钢管连接东西两侧悬挑外架，共设置4根，东西向4根钢管连接完毕后再从南侧外架伸出3.5m长钢管与6m钢管连接，按照1m间距进行排布，共设置6根。
        搭设完成后再在纵横杆底部设置斜撑杆加固，其中东西两侧各设置4.5m长斜撑钢管，南侧设置2根3m长斜撑钢管，具体设置如图1所示（左右两侧为电梯井道）：

图1 花架梁下钢管封闭示意图
同时，在横向钢管下部设置斜撑支撑钢管，采用3m和4.5m钢管按照45°进行斜撑，保证钢管封闭层整体稳定可靠。

        图2 花架梁下钢管斜撑剖面图
        2.2搭设悬空外架
        花架梁下钢管封闭完成后需要搭设外架，其中东西两侧剪力墙对应的悬挑外架随建筑楼层搭设上升，仅需单独设计南北侧外架。由于钢管封闭范围北侧为悬空位置，需搭设悬空外架。
        施工步骤主要为：
        （1）横杆连接两侧原有悬挑外架
        悬空部分采用6m长钢管连接两侧原有搭设的悬挑外架，作为悬空外架，悬空外架底部设置3根，顶部花架梁对应的高度位置设置3根，以便铺设硬防护，其余位置自下而上内外排设置内外2根6m长横杆连接两侧悬挑外架。
        （2）外立面防护和底部设置斜撑
        悬空外架设置与原悬挑架保持一致，立杆间距按照不大于1500mm控制，步距为1800mm，内侧设置防护横杆。悬空外架下部设置4.5m长斜撑钢管（内外排均设置），呈45°与悬挑外架、悬空外架钢管连接。
        悬空外架外排采用6m横杆连接两侧原有悬挑外架，并设置安全网，同样外立面设置连续竖向剪刀撑。
        2.3工字钢搭设
        需要施工的花架梁位于大屋面标高以上4.65m高度，花架梁下工字钢设置在大屋面位置，采用纵横向搭设9m长工字钢支撑花架梁支模架。
        （1）搭设横向工字钢
        首先在东西向剪力墙位置预埋搭设9m长18#工字钢，考虑到跨度达到8.2m，常规的单根18#工字钢不满足支撑架受力要求。经过计算，采用两根18#工字钢上下叠拼焊接成一个整体，以满足支撑架受力要求。按照1350mm间距布置3根叠拼工字钢。横向工字钢为主要承重受力构件。
        （2）搭设纵向工字钢
        纵向同样采用9m长工字钢，根据梁对应位置设置纵向悬挑工字钢。计算时，横向工字钢主要为传力构件，将上部荷载全部传递给横向三根工字钢，未参与分担受力。
        为提高安全系数，纵向每根9m长工字钢采用预埋锚环进行固定，同时与横向工字钢进行焊接。
        （3）硬防护封闭
        为保证施工安全，在工字钢层采用硬防护（模板+木方）进行全封闭，要求先设置木方再铺设模板，保证作业人员安全及防止施工中高空坠物。
        （4）工字钢卸荷
        在浇筑完成的剪力墙上设置横向工字钢的卸荷钢丝绳，钢丝绳采用17.5mm直径6×37规格，每根工字钢采用左右上拉方式卸荷。
        工字钢硬防护搭设完成后在工字钢上搭设花架梁支撑架，支撑架立杆全部设置在南北向悬挑工字钢上。支撑架总搭设高度为4.65m，次梁工字钢布置与花架梁对应，同样支模架立杆全部设置在悬挑次梁上，步距按照1200mm设置。为增加安全系数，立杆与水平杆采用双扣件连接。
        结语
        类似的屋面悬空花架梁由于设置在屋面，下部为全部悬空情况，施工难度较大。如采用落地式满堂支撑架可满足搭设要求，但同样属于高支模且存在架料投入量较大情况。经过计算，采用钢平台安全系数较高且投入的材料较少、施工工期相对较短，可满足类似结构施工要求。由于方案可行，施工优点多，在本工程成功进行了悬空花架梁施工，可供类似工程实践参考。
        参考文献
        [1]中华人民共和国行业标准.JGJ 130-2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011(Professional Standard of the People’s Republic of China.JGJ 130-2011,Technical code for safety of steel tubular scaffold with couplersin construction[S].Beijing:China Architecture and Buliding Press,2011(in Chinese))
        [2]中华人民共和国行业标准.JGJ 80-2016建筑施工高处作业安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2016(Professional Standard of the People’s Republic of China.JGJ 80-2016,Technical code for safety of working at height of building construction [S].Beijing:China Architecture and Buliding Press,2016(in Chinese))