黄晓东
身份证号码：440921198503041218
摘要：悬挑混凝土结构在建筑建设项目中有着重要的作用，采取有效的施工方案来进行施工设计能有效提高悬挑混凝土的施工质量。本文以某建筑工程实例为基础，说明了悬挑混凝土结构施工难点，对比分析了施工方案，阐述了上部模板支撑及外脚手架和承力平台设置，并讨论了悬挑承力平台施工，为类似工程提供参考借鉴。
关键词：模板；脚手架；斜撑式；承力平台
引言
进入新的发展时期以来，我国的城市化进程不断加快，建筑项目越来越多，建筑技术和材料得到了发展，悬挑混凝土结构应用增多。选择有效的施工方案和技术才能使悬挑混凝土的施工质量得到提高，因此如何做好这一步来保证悬挑混凝土结构的施工质量成为了施工人员需要解决的问题。下面就结合实例对此进行讨论分析。
1工程概况
某建筑地下1层，地上主楼16层，裙房5层，建筑高度69m。在主楼9～16层，轴以东○Y1～○Y2轴范围的梁板是悬挑混凝土构造，悬挑长度为2.3m，9层（结构标高33.440m）处悬挑梁截面尺寸为300mm×550mm，封口梁截面尺寸为250mm×550mm，板厚120mm，33.550m标高处悬挑结构平面见图1。Z
图1悬挑结构平面
2悬挑混凝土结构施工难点
依照设计图纸，主楼第9层楼面的平面形状开始发生了改变，悬挑长度有2.4m，该层离地高度达到33.44m。所以，混凝土构造施工中必须解决以下几个问题。
（1）设计一个支撑悬挑结构的模板支撑架承力平台，须承受第9层楼面的外挑钢筋混凝土结构梁板荷载、施工荷载和风荷载。
（2）悬挑结构距地高度33.55m，其模板及支撑系统在外侧和底部无任何防护结构，安全要求高，施工难度大。
（3）由于33.550m标高处是悬挑的混凝土梁板结构，决定了标高33.550m以上的外脚手架与该处以下的外脚手架不能共用同一个脚手架体系，需要另外设计单独的外脚手架来保证施工安全。
3方案比选
（1）方案一。采用落地式钢管扣件脚手架作为33.550m标高处的模板支架承力平台。本工程高空大悬挑结构需要搭设的架体高度为33.55m，架体宽度约4.5m，高宽比较大，上部荷载也较大，此时地下室回填土还未进行，对地基的承载力要求高，需做加强处理，且不一定能达到预期效果。因此，本方案存在较大安全风险，搭设脚手架费工、费料，施工工期长。
（2）方案二。采用高空双层后置式超长型钢悬挑平台作为33.550m标高处的模板支架承力平台。在7层楼面结构（标高29.650m）架设型钢悬挑梁，在该型钢悬挑梁上搭设脚手架，然后在8层楼面结构（标高29.650m）按同样方式架设型钢悬挑梁，该型钢梁搁置在下方脚手架顶端。然后在该层型钢悬挑梁上搭设支模架及脚手架。本方案用钢量大，相应的支承钢管也大量增加，成本较高。
（3）方案三。采用高空后置斜撑式超长型钢悬挑平台作为33.550m标高处的模板支架承力平台。该方案由四部分组成：支撑模板的扣件式满堂支架、外脚手架，以及作为承重结构的悬挑式型钢支撑平台和斜撑槽钢。型钢可采用热轧工字钢，上部荷载由悬挑型钢结构承担，并通过该型钢结构传给建筑物。虽然模板体系的荷载和脚手架体系的荷载全部作用在同一个承力平台上，构件的内力和支座反力会较大，但是该体系受力较明确，通过设计可以让型钢构件有足够的安全储备，同时承力平台自重较小，优于方案二。
综上所述，本工程决定采用方案三作为该悬挑混凝土结构施工的模板支架体系和脚手架体系的实施方案。
4上部模板支撑及外脚手架设置
（1）标高33.500m处楼面梁板模板支撑架体系的设计悬挑结构梁截面为250mm×550mm、300mm×550mm，最大悬挑长度2400mm，板厚120mm。在8层楼面设置悬挑承力平台的结构，全部支撑架立杆落在型钢悬挑梁上，搭设开始，先将每根立杆套入到钢梁上的φ25定位钢筋中，满堂支撑架立杆纵向间距≤1250mm（同悬挑钢梁间距），横向间距≤800mm，立杆步距≤1500mm，并根据实际情况布置。满堂模板支撑架体系包括直接支承混凝土的模板、支撑模板的木方，以及钢管横杆、立杆、扣件等构（配）件。
（2）8～12层的外墙脚手架体系的设计。脚手架与满堂模板支撑架共用型钢承力平台，立杆纵向间距同悬挑型钢间距，横向间距800mm。因建筑物外墙面无线条突出，并考虑与支撑架同时搭设的方便性，外脚手架内排立杆距离建筑物的距离为300mm。内、外立杆与水平悬挑钢管用双扣件进行连接，脚手架的步距为1.8m，架体总高15.6m，随结构层上升而上升。满堂模板支撑架及脚手架见图2。
图2悬挑部位支架示意
5承力平台设置
5.1悬挑承力平台结构构件设置
悬挑承力平台的结构组成模板支撑架及脚手架的承力平台，主要受力构件为悬挑工字型钢梁，采用I20a，工字钢梁从8层楼面挑出（图2）。为减少悬挑工字钢梁的挠度，用I16斜撑杆支撑在7层边梁上，与事先预埋件焊接连接。斜撑杆长4m多，为确保安全，在计算安全的基础上加设1根Φ48×3.5钢管水平系杆，以焊接方式将I16斜撑杆整体贯通，以此来避免因斜撑杆长细比过大而失稳的风险（图2）。悬挑工字钢梁的平面布置钢梁悬挑长度达到3.725m，根据现行规范要求，锚固长度不小于悬挑长度的1.25倍，即4.7m。
5.2结构传力体系
楼层梁板钢筋混凝土自重、模板自重、施工荷载、模板支撑架自重、外脚手架自重等荷载经由扣件式钢管架立杆传递给承力平台的主梁工字钢梁和工字钢斜撑，再由其传递给建筑物混凝土结构。荷载首先作用在梁板模板上，按照“底模→底模小楞→水平钢管→扣件/可调托座→立杆→基础（承力平台主梁工字钢梁）”的传力顺序，分别进行强度、刚度和稳定性验算时，先计算模板支架体系及脚手架体系杆件的受力情况，然后根据钢管立杆传递给工字梁的荷载，计算该承重平台的受力情况，以此来进行整个系统的承载能力计算分析。悬挑梁计算简图见图3。
图3悬挑钢梁计算简图
5.3计算结果分析
设计计算中由于工字梁的最大应力远小于材料的屈服应力，具有足够的安全储备，因此承力平台设计时以控制节点垂直位移作为主要考量因素，以此来优化承力平台结构形式，达到最佳施工效果。由计算结果可知，最大位移出现在悬挑梁的自由端，挠度值为1.42mm，可以满足模板支撑架的变形要求。
6悬挑承力平台施工
6.1承力平台施工顺序
承力平台施工顺序为预埋斜撑杆下端支撑点构件→预埋悬挑工字梁U形钢筋压环→放置悬挑工字钢梁→连接斜撑杆→连接水平系杆→铺设槽钢和木板→挂密目安全网→上一层边梁预埋钢丝绳吊环→连接钢丝绳。
6.2承力平台施工
（1）悬挑承力平台施工前应做好埋件的预埋工作，7层楼面结构施工时预埋斜撑杆的下端承力支座，8层楼面结构施工时预埋悬挑工字钢的U形钢筋压环，9层施工时预埋钢丝拉绳拉接点钢筋吊环。
（2）按设计间距放置工字钢悬挑梁，固定悬挑梁的构造应按施工规范进行。
（3）悬挑工字钢梁上焊接φ25、100mm长钢筋作为上部支撑架钢管立杆可靠固定的定位点。
（4）沿垂直悬挑工字钢梁轴线方向架设Φ48×3.5钢管，采用铁丝绑扎固定，间距300mm并避开立杆位置，在钢管上满铺竹笆片，下部满挂密目安全网，保证上部结构施工时的操作安全。
（5）承力平台施工过程中，平台周边的临空面应先期设置安全防护栏杆，并及时用安全网进行全封闭安全围护。
7结语
综上所述，上文提及的例子在整个悬挑混凝土结构的施工过程中，各组分结构都安全可靠，悬挑承力平台作用突出，参数满足相关的标准规范，说明该施工方案切实可行，能创造良好效益。我们要保证建筑项目悬挑混凝土结构的施工质量，就要严格选择施工方案，严谨落实每一步流程，做好施工全过程的质量管理，保证施工安全。
参考文献：
[1]张杭生，夏晓峰，耿文．超高层建筑顶部悬挑结构支撑模板体系的计算及应用［J］．建筑施工，2013，35（2）：126－133．
[2]中国建筑科学研究院．JGJ130—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．