高空大跨度悬挑混凝土屋面斜拉支模施工工法

高空大跨度悬挑混凝土屋面斜拉支模施工工法

xx建设集团有限公司

1 前言

为了满足建筑设计时突出建筑立面造型的效果以及高层上部空间扩展的需要,近年来高层悬挑混凝土结构、构件的建筑越来越多。但是高空悬挑混凝土结构构件施工难度较大尤其模板支设较为复杂。常用的模板支撑系统有落地满堂支撑架系统和三角型钢桁架支撑系统，落地满堂支撑架系统因搭设高度过高以及场地受限等问题很难实施，三角型钢桁架存在加工安装周期较长、造价过高等缺点，而斜拉悬挑式支撑系统具有成本低、施工速度较快且不占用施工场地等优点，能较好的解决以上问题。我公司在2014世界园艺博览会xx大厦工程5.35米悬挑混凝土屋面施工过程中，组织技术攻关，采用斜拉悬挑式支模施工新工艺，进行研究、实施、总结、归纳，形成了本工法。

2 工法特点

2.0.1本工法采用的模板支撑体系均为普通周转材料，易于选材，且可重复使用，不占用场地，造价较低。

2.0.2构件现场制作加工，安装便捷，施工速度较快，节省工期。

2.0.3 本工法所采用的模板支撑体系结构定性好，安全性高。

3 适用范围

本工法适用于场地较狭窄的高层建筑悬挑混凝土屋面结构施工，对其他复杂造型悬挑混凝土结构施工有参考作用。

4 工艺原理

4.0.1斜拉悬挑支模体系由水平悬挑的工字钢、斜向拉

结钢筋及搭设在工字钢上的模板支架组成。工字钢作为

模板支架的基础，每根工字钢由两根锚固于上层结构边

梁的斜向钢筋拉结，屋顶结构荷载、施工荷载、模板架

自重等由模板支架传递至工字钢梁，继而全部由由斜拉

钢筋承担。斜拉悬挑支模体系示意详见图4.0.1。

4.0.2斜拉悬挑支模体系须按下面方法进行计算。

1 荷载计算分析见式4.0.2-1。

S=1.2 Q1＋1.4 Q2 （4.0.2-1）

图4.0.1 斜拉悬挑支模体系示意式中：Q1——恒荷载，包括结构、模板架自重等；

Q2——活荷载，包括施工活荷载等。

由荷载S值通过力学分析计算即可求得最大轴力Nmax、最大弯矩Mmax。

2 水平悬挑工字钢梁的截面选型计算

1）实腹式压弯构件平面内稳定性计算见式4.0.2-2：

N/φ×A+βm×M×/γ×W1×(1-0.8N/NE×) <[f] （4.0.2-2）式中：N——压弯构件的轴心压力设计值；

φ×——在弯矩作用平面内的轴心压杆稳定系数；

A――构件截面面积；

βm×——弯矩作用平面内等效弯矩系数。βm×≤1.0；

M×——所计算的构件段内对X轴的最大弯矩；

W1×——弯矩作用平面内较大受压纤维的毛截面模量；

γ×——截面塑性发展系数；

NE×——为对x轴的欧拉临界力除以抗力分项系数1.1；

NE× =π2EA/1.1λ×2。

2）实腹式压弯构件平面外稳定性计算见式4.0.2-3：

N/φyA+ηβt×M×/φbW1×<[f] （4.0.2-3）式中：N——压弯构件的轴心压力设计值；

φy——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数；

A——构件截面面积；

η——调整系数:箱形截面η=0.7,其他截面η=1.0；

βt×——弯矩作用平面外等效弯矩系数，取值方法与弯矩作用平面内等效弯矩系数相同；

M×——所计算的构件段（构件侧向支撑点之间）的最大弯矩设计值；

φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数；

W1×——弯矩作用平面内较大受压纤维的毛截面模量。

3 斜拉钢筋截面选型计算见式4.0.2-4：

N/A≤[σ] （4.0.2-4）

N——斜拉杆的轴心拉力设计值；

A——斜拉杆截面面积；

σ——斜拉杆的抗拉强度设计值。

4.0.3 斜拉悬模体系细部构造措施

1工字钢梁斜拉点处细部构造。采用100×80×10mm的不等边角钢在悬挑工字钢底部焊接牢固，在角钢上冲直径27mm的圆孔，斜拉钢筋在端头套丝，穿过圆孔，加上垫片后用直螺纹套筒紧固。见图4.0.3-1～4.0.3-2。

2 斜拉杆锚固端细部构造。斜拉杆上端锚固于上层楼面边梁内，锚固长度不小于11G101图集所规定的锚固长度。下端预先套丝，与下部工字钢梁斜拉点处拉杆采用直螺纹套筒连接。上层楼面边梁承载力应通过原结构设计院复核验算。斜拉杆锚固端细部构造见图4.0.3-3。图4.0.3-1工字钢梁斜拉点处细部构造图4.0.3-2双角钢细部构造

图4.0.3-3斜拉杆锚固端细部构造

3 阳角部位特殊构造措施。在楼体转角阳角部位，工字钢梁无法由楼层内部悬挑，故考虑在上层柱混凝土结构中预埋钢板，工字钢梁端部与预埋钢板焊接作为悬挑端支座，上部采用斜拉杆拉结。阳角部位构造措施见图4.0.2-4～4.0.2-7。

5 工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

图4.0.2-4 工字钢平面布置图4.0.2-5 阳角悬挑部位剖面

图4.0.2-6 预埋钢板布置图4.0.2-7 工字钢连接详图

计算机辅助深化设计→现场测量放线→构件的加工制作→水平工字钢梁预埋拉环设置→水平悬挑钢梁安装就位→外防护架搭设→上层结构施工斜拉杆锚固端预埋→斜拉杆安装、紧固→检查、验收→水平连系杆安装→模板支架搭设→后续结构施工。

5.2操作要点

5.2.1计算机辅助深化设计。根据建筑结构施工图以及斜拉悬挑模板体系设计计算书，建立CAD模型，确定工字钢梁、斜拉杆等各构件的位置及下料尺寸。

5.2.2现场测量放线：

1 根据计算机模拟定位结果，将计算机定位点转为现场定位，将工字钢梁固定预埋件、斜拉杆锚固端位置用红色油漆标注。

2 根据现场各构件定位，对斜拉杆尺寸校核，并将此数据与计算机模拟计算结果进行对比分析，修正偏差，保证拉杆安装时的准确性。

5.2.3构件的加工制作。构件的加工制作应严格依据深化设计时下料尺寸施工。水平工字钢梁加工制作时，将梁底角钢焊接在梁上。

5.2.4水平工字钢梁预埋拉环设置。结构层施工时，按照预埋拉环相应位置进行预埋施工。锚固筋采用Φ20钢筋，加工成U型，预埋在砼中，工字钢安装后，钢筋上口封闭焊接。

5.2.5 水平悬挑工字钢梁安装:

1 采用塔吊将每根工字钢梁依次吊装到位，按照定位位置安装，并用预埋钢筋固定牢固。每道钢梁端部固定点不少于2处。

2 钢筋固定抱环与工字钢之间空隙采用木方塞紧，保证工字钢梁不滑动。

3阳角部位工字钢梁安装。阳角部位工字钢梁采用地面拼装焊接完成后，由塔吊整体吊装到位，与预埋钢板埋件焊接。

5.2.6外防护架体的搭设。水平工字钢梁吊装完成后，外围防护架及时跟进搭设，以保证上层结构施工的安全。

5.2.7斜拉杆上部锚固端的预埋:

1 上层结构边梁钢筋绑扎施工时，先将斜拉杆锚固端按照预定位置放入梁骨架内，再进行其他梁筋绑扎。

2 边梁靠斜拉杆一侧合模时，再次对斜拉杆位置校核微调，调整到位后，将斜拉杆处模板上口。