大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺施工技術(shù)

郝兵兵

(北京建工集團山西建設有限公司，山西 太原 030000)

隨著城市化進程的加速，城市中的公共空間越來越少，人們的休閑需求越來越高。而大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺的出現(xiàn)，為城市中的休閑活動提供了新的場所。然而，這種平臺的施工技術(shù)也是一項挑戰(zhàn)，需要充分考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。因此，結(jié)合具體工程實例，深入分析大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺的施工技術(shù)。

1 大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺施工技術(shù)

1.1 材料的選用和加工

(1)鋼筋的選用和加工。懸挑平臺的鋼筋需要具有足夠的強度和抗拉性能，以支撐平臺的重量和承受外部荷載。一般情況下，選用高強度鋼筋作為主筋，以保證平臺的穩(wěn)定性和安全性[1]。在加工方面，鋼筋的長度和直徑需要按照設計要求進行裁剪和彎曲，以達到理想的形狀和尺寸。

(2)混凝土的選用和配合比。混凝土是懸挑平臺的主要構(gòu)造材料，其選用和配合比直接影響平臺的強度和耐久性。一般情況下，選用高強度混凝土作為主要材料，并根據(jù)設計要求確定配合比。同時，在施工過程中需要注意混凝土的澆筑和養(yǎng)護，以確保混凝土的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

(3)模板的選用和安裝。模板是懸挑平臺施工過程中必不可少的工具，其選用和安裝直接影響平臺的外觀和精度。一般情況下，選用高質(zhì)量的鋼模板或木模板，并根據(jù)設計要求進行安裝和調(diào)整。同時，在模板的使用過程中需要注意模板的密封性和支撐力，以確保平臺的精度和外觀質(zhì)量[2-3]。

1.2 施工環(huán)境和安全措施

大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺是一項高難度的工程，對施工環(huán)境和安全措施要求非常高。在施工過程中，必須充分考慮周圍環(huán)境的影響，同時采取一系列安全措施，以確保工人的安全和工程的順利進行[4]。

2 大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺施工技術(shù)

2.1 工程概況

山西省太原市小店區(qū)恒八酒店，該工程在10層采用了大跨度的設計理念，結(jié)合了鋼筋混凝土懸挑技術(shù)，可以實現(xiàn)平臺的長跨度、大荷載和高強度，同時也保證了平臺的美觀性和穩(wěn)定性。主要目的是為了提供一個舒適、安全、穩(wěn)定的休閑平臺，供人們休閑娛樂和觀賞周圍美景使用。為了降低酒店建設成本，一方面，工程部門考慮在建筑高度方面進行調(diào)整，將樓層高度適當降低；另一方面，在地下一層和地上18層的建筑結(jié)構(gòu)中，采用輕質(zhì)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)，如輕鋼結(jié)構(gòu)或預制混凝土板。此外，對于懸挑休閑平臺的設計，采用更輕的挑梁和封口梁，同時適當減少板厚，在保證建筑結(jié)構(gòu)安全的前提下，降低建筑成本，提高建筑效益。

2.2 大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺施工技術(shù)的具體應用

2.2.1 上拉式支承結(jié)構(gòu)

(1)施工要點：1)基礎施工：基礎是支撐平臺的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)設計必須滿足平臺的承載能力要求。在施工過程中，必須要進行地基處理，以確保基礎的穩(wěn)定性和承載能力。同時，還需要進行鋼筋混凝土澆筑和加固等工作；2)支撐結(jié)構(gòu)施工：上拉式支撐結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土梁和柱的組合形式，梁和柱之間通過鋼筋連接。在施工過程中，需要對梁和柱進行精確的測量和定位，確保結(jié)構(gòu)的準確度和穩(wěn)定性。同時，還需要進行鋼筋混凝土澆筑和加固等工作；3)吊裝安裝：在支撐結(jié)構(gòu)施工完成后，需要將平臺吊裝到支撐結(jié)構(gòu)上。在吊裝過程中，需要使用專業(yè)的吊裝設備和工具，同時還需要對平臺的重心、平衡點等進行精確的計算和安排；4)安全管理：在施工過程中，必須要注意安全管理，確保施工人員的人身安全和設備安全。同時，還需要對施工現(xiàn)場進行合理的規(guī)劃和布局，防止施工過程中的誤操作和發(fā)生事故。

(2)結(jié)構(gòu)布置：整體支承結(jié)構(gòu)體系使用了鋼材和鋼絲繩等材料構(gòu)建，其主要由型鋼鋼梁、索吊鋼絲繩以及U形卡環(huán)等組成。上端還添加了鋼絲繩吊環(huán)，形成了二跨結(jié)構(gòu)體系，其間距為1.5m。這種結(jié)構(gòu)體系不僅可以支撐休閑平臺的重量，還可以支撐外腳手架的防護工作。在使用過程中，需要注意降低重量，提高安全性，確保人員和設備的安全。為了在建筑施工中安全可靠地進行支承結(jié)構(gòu)體系豎向跨越1個樓層的工作，項目采取了降重措施，在離地33m，高度(10層)安裝水平型鋼鋼梁，并將索吊角拉纜繩連接到10層高度的水平型鋼鋼梁上。以保證承重能力和安全性。有效地降低支撐結(jié)構(gòu)的重量，進而減小工作中的風險和危險，確保施工過程中的安全性和穩(wěn)定性。

為了降低模板支撐體系的重量，采取了以下措施：1)采用輕型鋼材替代部分重型鋼材，如采用薄壁方管替代工字鋼，減輕支撐體系重量；2)在挑梁和封口梁的設計中，盡量減少截面積，從而減輕梁的重量；3)在樓板設計中，采用輕質(zhì)混凝土或泡沫混凝土，減輕樓板重量；4)優(yōu)化支撐體系的布置，減少立桿的數(shù)量和步距(h=1.20m)，從而減輕整個支撐體系的重量。

針對以上工程的高度和施工荷載，為了確保工人的安全，首先，在施工現(xiàn)場設置吊籃，將工人和材料一起吊裝上下。這樣可以減輕工人的體力負擔，降低工作風險，同時也能提高工作效率。其次，采用輕型腳手架代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼管腳手架。輕型腳手架重量輕，易于搭建和拆卸，同時也能滿足工程的安全要求。采用輕型腳手架可以減輕施工荷載，降低工作風險。最后，在施工現(xiàn)場設置專人負責安全管理，對工人進行安全教育和培訓，提高工人的安全意識和應急處置能力，確保工程施工過程中的安全。同時，也需要配備必要的安全設備，如安全帶、安全帽等，確保工人的人身安全。

(3)受力分析：對角拉索的加載會降低支撐梁荷載，同時也會降低頂梁和支撐支架的加載量，18號“工”字型鋼板承載力降低。在此過程中，考慮減輕荷載的同時，還要確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[5]。具體措施包括：優(yōu)化設計方案，減少不必要的結(jié)構(gòu)重量；采用輕量化材料，如鋁合金等；對于外腳手架的荷載，可以采取分層施工的方式，逐層拆除腳手架，減輕荷載；同時，加強對結(jié)構(gòu)的監(jiān)測和維護，及時發(fā)現(xiàn)并處理結(jié)構(gòu)缺陷，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

第1工況：從第10層開始，用模架支撐，直至第12層的梁底板。為了保證施工安全及質(zhì)量，需要對梁的荷載進行降重處理。具體措施包括以下4點：1)采用輕型模板及支撐體系，減輕梁的荷載；2)優(yōu)化腳手架布置，縮短懸挑長度，降低荷載；3)對梁進行分段施工，減少一次性荷載；4)采用高效施工工藝，縮短施工周期，減少荷載持續(xù)時間。

根據(jù)圖1 可知，支撐系統(tǒng)所承擔的載荷比較復雜，其載荷值與吊梁模架的載荷值相差最多可達到57%。另外，各受力位置間的間距也是不均衡的，最大差距高達75%。由于這種情況無法套用查表法，采用力矩分配法來計算各桿端的彎矩，通過測試，ABC結(jié)點AB桿端彎矩為0，BA分配系數(shù)為0，桿端彎矩為5.737；BC分配系數(shù)0.49，桿端彎矩為-5.737；CB端桿端彎矩為0，具體如表1所示。為確保安全，需要對結(jié)構(gòu)體系進行降重處理。

圖1 計算簡圖及內(nèi)力示意

表1 桿端彎矩

將所有的桿件在節(jié)點處截斷，形成一簡支梁，將桿件的端部彎矩作為外載，由平衡條件得到簡支梁的支承反力；建立了彎矩與剪力方程，并求得每個桿件上的彎矩與剪力。在此基礎上，把桿端彎矩作為施加在桿端上的外荷載，利用平衡原理得到了簡支梁的支承反力。然后，構(gòu)建了彎矩和剪力方程，從而得到在每個桿件上的彎矩和剪力。

第2工況：針對第2工況中平臺結(jié)構(gòu)混凝土強度未達齡期、模板支撐未拆的情況，為確保施工安全，需要采取降重措施來減輕荷載。具體措施包括：①延長混凝土強度達到齡期的時間，等待混凝土充分硬化后再進行下一步施工，以減輕混凝土荷載；②在拆除模板支撐之前，加固支撐結(jié)構(gòu)并增加支撐點數(shù)量，以減輕模板支撐的荷載；③采用輕型材料代替部分重型材料，如使用輕型鋼材替代部分重型鋼材，以降低荷載。

(4)驗算結(jié)果，18工字鋼在抗彎強度、抗剪強度、整體穩(wěn)定和變形等指標上均滿足設計要求。另外，如20 U型錨桿、22號斜拉鋼索(中間吊點為2條)、22號吊圈(2條)等，其安全性也滿足了技術(shù)標準，可以在第1種情況下滿足應用要求。在次要荷載作用下，無論構(gòu)件承受的荷載是一倍，還是整個構(gòu)件承受的荷載是一倍，其安全性仍然滿足設計要求。為確保結(jié)構(gòu)的安全性，建議在設計中進行適當?shù)慕抵兀赃M一步提高結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.2.2 施工要點控制

(1)材料選擇：1)在進行鋼筋選擇時，特別注意鋼筋的直徑和強度等指標需要符合要求，并且鋼筋的用量要符合設計要求；2)選擇符合國家標準的混凝土材料，并在施工前進行試驗，以確保混凝土的質(zhì)量達到標準要求；3)選擇優(yōu)質(zhì)的鋼材，并經(jīng)過專業(yè)的加工和焊接處理，保證其與混凝土的粘結(jié)牢固；4)在選擇防水材料時，根據(jù)平臺的使用環(huán)境和要求來進行選擇；5)在選擇其他輔助材料時，根據(jù)其對平臺使用壽命和安全性的影響來進行選擇。

(2)施工工藝：1)在施工前，需要根據(jù)設計圖紙制作好預制構(gòu)件，包括鋼筋和混凝土材料的選擇、加工和制作。預制構(gòu)件制作嚴格按照設計要求進行制作，尺寸和質(zhì)量要達到要求，以確保施工質(zhì)量；2)在懸挑平臺主體施工中，先進行鋼筋的安裝和固定，然后再進行混凝土的澆筑。在澆筑混凝土時，保證混凝土的均勻性和密實性，以及保持適當?shù)臏囟群蜐穸龋_保混凝土的強度和耐久性；3)懸挑平臺支撐結(jié)構(gòu)施工選擇合適的支撐結(jié)構(gòu)材料，如鋼材等。在施工過程中，保證支撐材料的牢固性和穩(wěn)定性，以確保懸挑平臺的安全性和穩(wěn)定性；4)懸挑平臺表面進行防水、防腐等處理，以確保平臺的耐久性和美觀度。在進行表面處理時，選擇合適的材料和工藝，以確保處理效果和質(zhì)量。

2.3 應用結(jié)果

大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺是一個復雜且難度高的工程，在施工過程中需要考慮很多因素，包括施工環(huán)境、材料選擇、結(jié)構(gòu)設計、安全措施等。

(1)該平臺的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)固，能夠承受大量的人員和物品的重量。這主要得益于采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，并且在設計過程中考慮了不同的荷載情況。同時，平臺的懸挑部分也采用了合理的結(jié)構(gòu)設計，使得整個平臺能夠保持平衡和穩(wěn)定。

(2)該懸挑休閑平臺的外觀非常美觀。平臺的表面采用了高品質(zhì)的材料，顏色和紋理都非常自然和溫馨。整個平臺的設計也非常人性化，考慮了人們在上面休閑的需求，如舒適的座椅、遮陽措施等等。這一切都為人們提供了一個舒適、美麗的休憩場所。

(3)該平臺的安全措施也非常到位。在施工過程中，工人們采取了嚴密的安全措施，確保了工人的安全。同時，在平臺的使用過程中，也設置了多種安全措施，如護欄、警示標志等，為游客提供了安全保障。

3 結(jié)語

隨著城市化進程的加速和人們生活質(zhì)量的提高，越來越多的城市公園、廣場、商業(yè)中心等公共場所開始引入懸挑休閑平臺，以提供更豐富的休閑娛樂方式和增加城市空間的美感。而大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺作為一種廣泛應用的建筑形式，其施工技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)注。大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺的施工技術(shù)需要充分考慮材料的選用和加工、依據(jù)具體設計方案進行施工、注意施工環(huán)境和安全措施等方面。只有在施工過程中保持高度的專業(yè)性和嚴謹性，才能夠打造出高質(zhì)量、安全可靠的大跨度鋼筋混凝土懸挑休閑平臺。