淺析屋面構架大跨度懸挑梁模板支撐體系的施工技術

何虎

湖南中盛工程有限公司 湖南 長沙 410000

當前我國建筑領域對于大跨度懸挑梁有比較廣泛的應用，這與單體建筑規模增大以及相關功能需求擴大有直接關系。尤其是民用建筑中，高大建筑大量涌現，這對于施工技術提出了更高的要求。必須高質量解決大跨度支撐等關鍵性課題，才能夠在實際的施工作業中保證達到設計標準。具體來說，包括建筑材料的選擇、搭設以及強化，都要在具體設計和施工中得到充分保障，通過有效的技術處理，確保工程質量和絕對安全，這也是施工企業必須解決的現實問題。

1 工程概況

中投·蝴蝶谷項目該工程位于貴州省黔南都勻經濟開發區北側為長通路，南側靠長秀路，西側毗鄰黔南大道，東側為長安路。本工程建筑面積約62455.71㎡。其中1#樓地上33層；2#、3#樓地上33層，地下1層。建筑結構形式為框剪結構，建筑總高度為99.3m；而就該項目屋面構架的設計和施工而言，具有如下特點：屋面構架模板支撐高度超過8m且又屬于高空大懸挑模板工程，最大懸挑長度為4m；根據住建部【2018】37號令《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》相關要求，本模板工程屬超過一定規模的危險性較大的分部分項工程，需編制專項施工方案并經過專家論證批準后方可實施[1]。

2 建筑材料選擇

建筑材料對于整個工程的質量有著至關重要的影響，因此，在項目屋面構架大跨度懸挑梁模板支撐體系建筑材料的選擇上，必須嚴格按照國家和行業相關標準要求，同時充分結合本項目的實際情況，確保建筑材料能夠完全滿足設計標準和實際安全需求。

2.1 鋼材選擇

①鋼材：鋼材是整個屋面構架大跨度懸挑梁模板支撐體系的主要應力承受對象，鋼材選擇極為關鍵，必須保證其強度和韌度。鋼材的材料應力標準需滿足《碳素結構鋼》以及《低合金高強度結構鋼》等行業標準和規范的有關規定。②鋼管：屋面構架大跨度懸挑梁模板支撐體系建設中會用到大量鋼管，對此，在鋼管選擇時需要滿足《直縫電焊鋼管》、《低壓流體輸送用焊接鋼管》等國家標準對普通鋼管的各項規定性要求，同時還要滿足《碳素結構鋼》對結構鋼的具體標準要求。鋼管中不能存在嚴重銹蝕、彎曲、壓扁及裂紋等問題，在鋼管進場前必須嚴格檢查。③鋼鑄件：鋼鑄件也是施工過程中必須重點關注的建筑材料，對其的選擇要以國家建筑行業《一般工程用鑄造碳鋼件》中的相關規定作為標準，確保鑄件質量。④連接用的普通螺栓：螺栓是屋面構架大跨度懸挑梁模板支撐體系使用非常多的一種配件，因為其數量較大且用處較多，常常被忽視。對于普通螺栓的選擇，要確保其規格和質量，必須滿足國家《六角頭螺栓C級》、《六角頭螺栓》等標準要求[2]。

2.2 木材選擇

木材在實際的施工建設中也會大量使用，包括模板結構等，都會將木材作為必要的建筑材料。木材選擇，需要按照受力和用途進行選擇，其材質標準需滿足《木結構設計規范》的各項具體規定。

2.3 梁、柱、板模板板材選擇

該工程選用18mm九夾板作為梁底、側模，樓板，及柱模板，該模板在保溫性能、脫模、使用等方面可以滿足實際需要，完全符合《混凝土模板用膠合板》各項規定內容。

3 屋面構架大跨度懸挑梁模板支撐體系設計

（1）懸挑梁參數。懸挑方式：普通主梁懸挑；主梁間距：2000mm；主梁與建筑物連接方式：平鋪在樓板上；錨固點設置方式：Φ20壓環鋼筋；主梁建筑物外懸挑長度2600mm；主梁外錨固點到建筑物邊緣的距離：100mm；主梁建筑物內錨固長度：≥3400mm；梁、樓板混凝土強度等級：C30。（2）多排懸挑梁參數。懸挑方式：聯梁懸挑；主梁間距：1000mm；主梁與建筑物連接方式：平鋪在樓板上；錨固點設置方式：Φ20壓環鋼筋；主梁建筑物外懸挑長度4000mm；主梁外錨固點到建筑物邊緣的距離：100mm；主梁建筑物內錨固長度：5000mm；梁、樓板混凝土強度等級：C30。

屋面構架結構支撐體系高度達到8.1m，屋面飄板懸挑平均長度為1.5m，最大懸挑長度為4.0m，屋面構架飄板（107.3m）大跨度懸挑梁模板支撐體系采用20#工字鋼懸挑，20#工字鋼平鋪在樓面上（結構標高99.3m），在20#工字鋼上搭設排架，作為梁、板模板支撐之用。

高支模懸挑飄板(107.3m)在8--20軸之間、37--49軸間懸梁模板支撐采用20#工字鋼鋼梁懸挑，懸挑工字鋼挑梁下面增加3根砼梁，工字鋼鋼梁懸挑端下用18#槽鋼斜撐；104.1m的懸挑飄板在3--4軸、24--25軸、4--8軸、20--24軸、33--36軸、43--53軸間間懸梁模板支撐采用20#工字鋼鋼梁懸挑，采用20#工字鋼平鋪在99.3m屋面上。并用18.3mm鋼絲繩斜拉于結構柱上。4角以96.3m預埋20#b工字鋼為支點，采用平均等距的4根20#工字鋼垂直頂撐99.3m預埋工字鋼[3]。

為了確保腳手架立桿在懸挑架上的穩定性及安全性，首先，在懸挑梁上焊接12.6#槽鋼橫梁，槽鋼中焊接Φ25加強鋼筋。其次，在槽鋼上焊接Φ25鋼筋，鋼筋長度為200mm，立桿套座其外。

普通主梁懸梁施工腳手架橫距0.75m，縱距2.0m，步距1.8m，上部腳手板高出懸梁頂面0.3m；腳手架防護欄桿高度為1.2m。

懸梁模板支設材料采用50*100mm木方，模板采用18mm厚的多層膠合板，腳手管采用48×3.5mm鋼管，模板加固采用鐮刀卡具（步步緊）、14#鋼絲。

4 屋面構架大跨度懸挑梁模板支撐體系的搭設施工

在具體施工過程中，需要根據設計和工藝流程，對整個施工環節進行充分控制，確保支撐架搭設質量。

在實際的施工中，對懸挑鋼梁支撐架進行搭設，其工藝流程如下步驟：放線定位→安裝懸挑鋼梁→固定懸挑鋼梁→斜撐桿焊接→架設橫梁→安裝架體底部安全平網→搭設排架立桿。多排懸挑梁側、平面示意圖如下圖所示：

圖1 懸挑鋼梁支撐架搭設側面圖

懸挑梁安放的位置，根據主梁預埋的壓環位置，聯排懸挑按照間距1000mm，普通主梁懸挑按照間距2000mm。

在懸挑工字鋼的尾端設置2道壓環，兩道壓環鋼筋距梁外側為100mm，間距≥400mm；外錨點設置1道壓環，壓環設置在梁中心位置。

將工字鋼主梁置入Π形錨環內，采用Φ25Π形套環與工字鋼和錨環焊接，錨環與套環雙面滿焊長度為160mm，且套環與工字鋼雙面滿焊，以確保鋼梁不位移。壓環鋼筋斷面如圖2。

圖2 壓環鋼筋斷面圖

主梁支撐桿下支點埋設200×300mm受剪預埋件，主梁支撐桿采用18#槽鋼。

支撐桿上、下支點在與主梁及預埋件焊接前計算好焊接斜面并用切割機切割，如焊接面有偏差必須增加腹板焊接；每個部位的焊縫要嚴格按照設計要求執行，即焊縫的有效高度焊縫高度≮6mm，單側有效長度不小于100mm（為確保安全，焊縫總長度不小于220mm），且不得有夾渣、氣孔等不符合質量要求的現象發生[4]。

主梁及支撐桿安裝完畢后，根據排架縱橫間距在主梁上安裝12.6#槽鋼（或工字鋼）橫梁，橫梁與主梁焊接牢靠，橫梁上架設排架立桿，為了加強腳手架立桿底部橫梁處槽鋼的強度，在立桿位置焊接Φ25加強鋼筋。

挑架全部安裝完畢后，立即在架體底部安裝安全平網。

進行排架搭設時，將立桿底部套入橫梁上焊接的25mm短鋼筋內，同時在立桿下部距底座上部不大于0.2m處設置掃地桿。

注意事項

①懸挑鋼梁安放定位和放線，必須依據腳手架縱距和排距的具體情況和要求，這樣可以確保懸挑鋼梁與腳手架搭建更為堅固穩定。 ②鋼梁尾部錨環的固定位置要按照主梁設計定位進行設定；通常情況下，第一道錨環距內側0.2m，第二道錨外推0.4m，水平鋼梁與樓板壓點的拉環一定要壓在樓板下層鋼筋下面，并要保證兩側30cm以上搭接長度③工字鋼主梁傳入錨環，并通過套環進行焊接，工字鋼與套環采取雙面滿焊方式，對鋼梁進行位置的固定。

5 施工質量及安全管理

為確保整個屋面構架大跨度懸挑梁模板支撐體系的施工質量和施工安全，必須通過強化各個環節管理，將相關工作和工藝標準得到充分保證。

5.1 準備工作

（1）模板拼裝

模板拼裝就是將模板嚴格依據尺寸和設計進行組裝拼接成一個整體，拼裝質量取決于對模板偏差的控制，要保證其誤差控制在允許范圍內。完成模板的拼裝，必須逐塊進行檢查，重點是檢測背楞與模板設計的吻合度，確保模板編號與設定部位保持完全一致。

（2）模板的基準定位

模板安裝質量與其基準定位密切相關，在實際施工中首先要測量建筑的邊柱及墻軸線等地標的位置，之后以軸線作為標準點，劃定各條軸線。基于此，繼續完成模板內線、邊線和外側控制線的定位和劃線。對模板的定位必須在施工前全部完成，其質量決定了模板校正的效果，應該給予充分重視[5]。

5.2 模板支架搭設

（1）懸挑梁支架搭設嚴格按照經審批的專項施工方案進行，模板及其支架應根據工程結構形式、荷載大小、地基土類別、施工設備和材料供應等條件進行設計。模板及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側壓力以及施工荷載。

（2）在澆筑混凝土之前，應對模板工程進行驗收。

（3）模板安裝和澆筑混凝土時，應對模板及其支架進行觀察和維護。發生異常情況時，應按施工技術方案及時進行處理。

（4）對距地面高度大于4m的梁模板,支柱應設置豎向斜桿和水平剪刀撐。綁扎鋼筋、澆筑混凝土應避免碰撞模板，以防模板側向產生變形或失穩。

5.3 澆搗混凝土管理

（1）混凝土質量取決于施工過程中各個環節的管理，其中澆筑和振搗施工是最重要的工序之一，混凝土澆筑時，澆筑方法應先將梁根據高度分層澆搗成階梯形，從跨中向兩端對稱進行分層澆筑，每層厚度不得大于40cm，當達到板底位置時即與板的混凝土一起澆搗，隨著階梯形的不斷延長，則可連續向前推進，傾倒混凝土的方向應與澆筑方向相反。

（2）當澆筑柱梁及主次梁交叉處的混凝土時，一般鋼筋較密集，可將局部鋼筋解開振搗完畢后恢復。

（3）混凝土布料后及時攤開振搗。在澆筑過程中泵管布料后才開始進行振搗，盡量避免布料與振搗同時進行。

5.4 過程管理

（1）施工前管理

①材料管理：對進場支模體系所用材料，查看其質量合格證，做好外觀及尺寸的驗收，并對主要承重構件，工字鋼、欄桿等做好相應的抽檢，確保質量合格的產品用于本工程。

②交底管理：在施工前，在項目部召開施工作業人員交底會，根據批準的施工方案，對作業人員進行現場交底，嚴格按照方案執行，出現與方案不一致的地方，及時反饋到項目部。

（2）施工中管理

為確保為了確保模板支撐體系的安全和砼結構施工的順利進行，掌握模板支撐體系在搭設、鋼筋安裝、砼澆搗過程中及砼終凝前后的受力與變形狀況，在實際懸挑梁施工過程中全程監控量測，對受力最大的懸挑梁處及周邊薄弱立桿處設置水平位移及立桿沉降觀測點，采用全站儀及水準儀對監測點進行觀測，及時分析數據，確保施工過程中桿件出現異常能及時發現，避免出現安全問題。

5.5 安全管理

該分部分項工程屬于高空作業，臨空高度約100m，在施工過程中，嚴格遵守高處作業安全技術規范的有關規定。該分部分項工程為重大危險源，在施工管理工程中，從人、材、機、環境等因素方面進行分析，人的方面，搭設人員有專業持證的架子工，派專職安全員現場監督，進場前對作業人員進行三級安全教育；材料方面，搭設用材料，均檢測合格，工字鋼，腳手架等承重構件表觀完好；機械設備方面，對轉運材料的塔吊及時保養與檢測，對吊繩進行檢查，發現異常及時進行更換。環境方面的，在施工過程中，懸挑腳手架下部設置兜底安全網，且在一樓設置警示帶。

6 結束語

綜上所述，本工程充分利用型鋼懸挑模板支撐體系，選擇滿足本工程項目標準的建筑材料，通過強化流程管理，使得工程項目的施工質量和安全保障達到較高水平。而基于上述工作，確保了工程質量和使用功能，進而企業的經濟效益和社會效益均可得到充分保證。