探析高层建筑高空反弧悬挑结构施工

吴长华

摘要：本篇文章主要以某工程为例，对高空反弧悬挑结构进行了合理的分析，并且对模板支撑体系中的相关造型和结构预算做出了恰当的讨论，从而根据相关探讨进行了仔细研究，仅供参考。

关键词：高层建筑、反弧悬挑结构、模板支撑、施工要点

随着社会的发展，建筑行业也在飞速发展，也给建筑行业的相关施工技术提出了更高的要求。对此，本篇文章主要针对在高层建筑中使用反弧悬挑结构的方式开展施工，提高建筑工程的施工水平。

1、工程概况

以某工程总体建筑面积为26436m2，主要布局是采用两栋相互对称的单体建筑组成的，地下两层，地上十五层，使用框架剪刀墙结构进行建造，而且该工程具有多种功能，比如：住宅和地下停车是具有一体化功能。平面布局很新颖，整个阳台是通过弧形的方式设计而成的，同时也结合实际情况设计出了反弧装饰的布局方式，左右是相同的，这样就达到了理想的设计效果。

2、施工难点分析

反弧悬挑是在结构标高的为55.6m的地方，曲面半径为3.6m，计三跨共22m的长度，通常都是由四根挑梁支撑，结构是从主要的立体面向外悬挑3.214m，自重达41.1t，倾覆力矩是702kN/m。所以，相关人员一定要在施工前期做好模板的相关设计，在确保安全的同时也应节约成本。通过反弧悬挑的形式进行设计，普遍都采取清水混凝土作为材料，在墙体外面涂上适当的材料，而且悬挑的下面对混凝土的品质有一定的要求。所以，相关人员一定要做好模板的放样、定型等相关的工作。相关人员在采取弧形曲面混凝土的形式进行浇筑过程中，应当对混凝土的基本构造、严密程度等做好详细的检查，确保工程质量的整体水平。

3、模板支撑体系的选型

由于不同的方案之间进行对比，该工程使用的方式是利用型钢悬挑或者是底部架设钢管斜撑的方式进行的，并且和挑梁焊接形成了三脚架状态，通过在上面采取型钢排梁的方法，形成了较好的模板支撑；该方案有较多的优点，比如：搭建或者是拆卸都很便捷，而且对空间的使用性也很高，安装较便捷等优点。待I15组杆拆卸以后，能够将其当做本工程15层铝饰板骨架（设计为I15），并且能够重复使用。以下是具体的操作方法：第一，从14层楼面构设120B@2000钢梁。外挑是3.5m，内附楼面1.8m，钢排梁采用的是3排I15,用φ15的高墙螺栓和钢挑梁结合在一起。为了能够避免挑梁对楼面产生一定的影响，所以在挑梁的下部13、12层楼面可以将钢管斜撑进行焊接，将挑梁也采取焊接的形式，从而形成了三角钢架，上面搭建相关的脚手架，进而将挑檐结构完成。

4、结构计算

4.1基本假设

4.1.1假定钢挑梁根部锚筋与楼面联结无相对位移，钢挑梁近似为一端固定，一端自由的悬臂件。

4.1.2假定钢管斜撑集中作用于悬臂钢梁端部，暂不考虑中部顶撑，斜撑简化成悬臂梁端支承。

4.2荷载计算

圆弧自重（含挑梁、三角联系梁）

F1=403kN（16.8kN/m）

4.2.2脚手支撑及模板自重力

F2=250N/m2

4.2.3施工荷载

F3=2500N/m

4.2.4框架梁自重

F4=6.2N/m（考虑框架梁自重一半作用于支撑平台）

4.2.5挑梁自重

F5=31.05kg/m

4.2.6钢排梁自重折合：

F6=17.23kg/m

5、施工方案的实施

5.1搭设步骤

5.1.1依据前面所说挑架布置方案，与12、13层斜撑地方进行育苗工作，形成φ25限位筋。

5.1.2相关人员将固端锚栓进行预埋，倘若结构施工到14层结构平面的时候，在钢挑梁对应的位置上，将M20螺栓进行预埋，并且螺栓锚固端应该和14mm钢筋顶焊以及相关的主筋进行连接。

5.1.3相关人员在搭设斜撑的同时，应当将刚跳梁固定好。

5.1.4相关人员采取搁置型刚跳梁的施工方式过程中，应当将搭脚手架进行支撑，并且将安全网布置好。

5.2结构及支撑加固措施

5.2.1在14层结构施工时，于挑梁固端锚栓位置增设一根小梁250×350，上配4φ15，下配3φ15加强（因本工程室内吊井，故增加梁不影响室内效果）。

5.2.2为确保14层楼面安全，将M20螺栓间隔改为φ16拉筋，穿过14层结构预留孔，锚固于15层楼面，将挑梁对15层的拉力传递到14层，减少楼面负载。

5.2.3为缩短斜撑有效长度，于14层框架梁内设置穿梁钢管与斜撑扣接，另之间增设一根通长钢管与室内棒架相联，以增强支撑系整体受力性能。

5.2.4最外侧斜撑杆。采用双肢钢管，旋转扣件扣接。

5.2.5支撑体系中挑架安全储备最低，故于挑梁上部最大应力处焊接鱼尾钢板加劲。

5.3模板设计、安装

圆弧曲面底部成型质量要求，故考虑采用300mm宽十一夹板模组拼，用50mm宽薄胶带贴缝，并均涂隔离剂。圆弧曲面模板支撑龙骨采用φ20弧形@400钢筋骨架，内侧半径为3945mm，拆除后，钢筋调直后可重复利用。

5.4模板放样

模板安装采用直角坐标法进行测放，以外挑水平距离为横坐标（X1），以模板底面标高为纵坐标（Y1），利用既定的每50cm水平距离，求出模板底标高，测放时，用水准仪测出Y1：500的水平面，并弹出曲面边缘线，然后架设水平钢管，敷设弧形钢筋骨架，并与水平钢管焊接，形成曲面网状承力系，上铺模板。

6、混凝土浇捣

曲面混凝土浇捣突出矛盾就是混凝土流淌及混凝土密实度问题，经过多方案比较，采取如下措施：

6.1优化混凝土配合比，在混凝土标号不变的前提下，减少混凝土坍落度，掺加适量减水剂，并适当提高石子（连续级配）粗粒径含量，以减缓流淌。

6.2掌握二次振捣时间，布料后，先用铁楸拍振出浆，然后过60min后，再用小型高频振动棒振捣（振动棒不可长时间振击模板），木抹搓平（60min指振动界限，由现场根据混凝土参数、气温和浇捣条件等因素实验确定）。

6.3混凝土浇捣时，由下至上进行。布料时，应左右均匀布料，严禁集中下料，以免打弯或踩弯面层钢筋。

6.4振动密实后，用定制的弧形刮尺刮平，并注意经常性检查曲面混凝土厚度及弧度，以确保成形质量。

7、模板拆除

待混凝土达到拆模强度后，申请拆模。拆模时，首先拆除最上一步支撑，待气割割离钢筋龙骨与钢管的联结（要保留最上一根两者之间的联结，以保证其整体性），并用搭机吊钩勾住钢筋网架，另系一根保险绳进行调节，然后依次退后拆除模板，掉落在满铺50mm厚木板的支撑平台上。型钢挑架的拆除，同样用搭机及气割配合，各组装杆件逆顺序依次拆除。拆模过程中，要认真组织、确保安全。

8、实施效果评价

经浇捣过程中的跟踪检查及拆模后实测，曲面上各点弧度一致，沿同一圆弧素线上各点标高最大差值为8mm，曲面底部平滑密实，无明显接缝。

9、结语

通过以上内容的整体论述，可以得知：相关人员在使用反弧悬挑结构开展施工时，一定要将模板支撑设计的相关内容认真完成，采取相关方式组成荷载传力架，并且确保员工的安全性，施工方案应当具有一定的经济化、安全化等方面的优点。对于采取反弧悬挑结构进行施工时，应当对施工流程中的自然因素造成的影响提前做好解决方案。本工程事先做好了预防措施，从而在发生问题时能够尽快处理，提高了施工的整体质量水平。

参考文献

[1]梅军,赵云照,吴国兵,王玲,汤敏.高空悬挑及大跨度连廊桁架安装提升技术[J].钢结构.2012(S1)

[2]丰艳琴,张凯华,马纯权,肖现永,杨国灿,吴江.大跨度悬挑混凝土结构支撑体系设计与施工[J].施工技术.2013(14)

[3]梅军,赵云照,吴国兵,王玲,汤敏.高空悬挑及大跨度连廊桁架安装提升技术[J].钢结构.2012(S1)

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