1、高空大跨度悬挑结构支撑体系施工工法高空大跨度悬挑结构支撑体系施工工法1.前言在超高层房建日益普遍的今天，设计为增加立面造型，融入了现代因素，高空大跨度的悬挑结构不断应用，在建设工程主体施工阶段，经常会遇到高空大跨度现浇悬挑结构施工，难度大，技术要求高，而且高空大风、高温等恶劣环境将极大的威胁施工人员安全，悬挑结构的施工质量也无法保证，传统的高支模架体不但耗费人力、材料，延缓施工工期，且根本无法满足超高空悬挑结构施工；普通的型钢悬挑平台虽然能够满足高空小跨度悬挑结构施工，但对于大跨度的悬挑结构施工也无能为力；为保证悬挑结构施工过程绝对安全，悬挑结构施工质量完全达标，搭设稳定性高、刚度高的模板支撑
2、体系就是首要难题。针对此难题，扬州泰达Y-MSD项目技术人员进行攻关克难，成功解决了高空环境下大跨度悬挑结构支撑体系不稳定的难题，特将此次成功经验进行总结并形成此工法，为今后类似工程施工提供借鉴。2.工法特点2.0.1 本工法详细介绍了高空大跨度悬挑结构支撑体系施工工艺及关键技术要点，有效解决此类型悬挑结构施工过程中的难点，可操作性强，施工简便，能安全、经济、高效的满足高空大跨度悬挑结构施工。2.0.2本工法中采用三角形支撑体系，利用结构特点，将部分悬挑结构的竖向荷载通过支撑着力点，传递至下层结构梁，很好的保证了悬挑型钢的刚度及稳定性，从而更好的控制悬挑结构施工的变形。2.0.3 为保持良好的
3、高空施工形象，本工法创新性的采用了钢板网作为外立面防护，高空抗大风性能好，安全可能，实用美观，相比传统的密目网要更加的经济耐用。3.适用范围 本施工工法可广泛用于建设工程中高空大跨度悬挑结构施工，对于超高层房建项目、大跨度悬挑结构且工期要求紧的项目能够达到安全可靠、高效经济、施工便捷的效果。4.工艺原理在主体悬挑结构施工前，按照设计图纸加工好钢埋件、型钢悬挑主梁及主梁下部斜支撑，各部件独立散运至施工现场后，在施工现场将悬挑型钢主梁与下部斜支撑预拼装焊接，根据现场施工进度，在施工悬挑结构下两层结构板时，预埋钢板预埋件，以作斜支撑下部支撑点；在施工悬挑结构下层结构板时，预埋钢板预埋件及悬挑型钢锚环
4、，在主体结构板强度达到要求后，将型钢悬挑主梁与斜支撑整体吊至预定位置，将固定端锚环锚固好后，将型钢与钢板预埋件满焊固定，再将悬挑型钢下部斜支撑与下层钢板预埋件以钢板焊接固定，至此，单榀型钢悬挑主梁安装完成；按照工程结构外形，依次吊装单榀型钢悬挑主梁，吊装加固完成后，焊接悬挑主梁上部联梁，然后在整个悬挑型钢平台上焊接架体定位筋及满挂大眼网，满铺脚手板之后进行模板支撑架体的搭设，以此来完成悬挑结构的施工。 图4：悬挑结构支撑体系施工大样5.工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程预埋件及钢梁加工预埋件预埋钢梁与斜支撑预拼装钢梁与斜支撑整体吊装钢梁、斜支撑与预埋件焊接加固钢梁上部联梁安装钢平台上部安全防
5、护安装钢平台上满堂架体搭设悬挑结构施工悬挑结构支撑体系拆除5.2主要操作要点5.2.1预埋件及钢梁加工 为保证钢结构支撑体系与主体连接稳固，在斜支撑下部支撑点均设置楼层板钢埋件，上部钢梁与结构固定采用U型钢梁锚环锚固，若主体结构无法满足钢梁锚固所需长度，则在楼层板上设置钢埋件，用以焊接钢梁。楼层板预埋件利用20mm厚钢板、C20钢筋焊接制作而成，钢梁锚环由专业钢结构厂家加工，钢梁及斜支撑按照工程特点预加工而成（如下图：），其中预埋件大小根据预埋位置及受力特性而定，C20钢筋与钢板必须穿孔塞焊且末端弯180弯钩以增大锚固力；钢梁与斜支撑均预先按照图纸设计尺寸加工，并在连接部位焊接好缀板，以方便运
6、输及现场焊接拼装。 图5.2.1-1：预埋件加工图 图5.2.1-2：U型锚环加工图图5.2.1-3：主悬挑型钢加工图5.2.2预埋件预埋在斜支撑持力层主体结构施工时，需要预埋支撑点预埋件，预埋件按以下三种工况进行设置： 工况一：若支撑点有结构框架梁，支撑点应优先考虑设置在结构框架梁上，以保证与主体连接更稳固，将支撑点钢埋件埋在结构框架梁上即可； 工况二：若支撑点无结构框架梁，支撑点可以设置在结构柱上，但需要在主体结构柱侧面预埋钢埋件； 工况三：若支撑点无结构框架梁且无法设置在主体结构柱上，支撑点可以设置在板上，但需要对此支撑点进行回顶（如阴阳角悬挑板）。在悬挑钢梁持力层主体结构施工时，需要预
7、埋钢梁U型锚环，钢梁U型锚环的预埋必须按照图纸设计位置定位，预埋标高必须保证锚固深度且安装完钢梁后能外露五个丝扣，且U型锚环预埋时必须设置加强筋；若由于主体结构特点导致钢梁锚固长度不够（如主体阴阳角），则可将U型锚环改为钢埋件，钢埋件必须满足锚固受力要求，此处钢埋件的埋设分为两种工况： 工况一：若钢梁锚固端有主体结构板，则将钢埋件设置在结构板上，但必须对此处结构板进行回顶，以防止主体结构变形； 工况二：若钢梁锚固端无主体结构板，则将钢埋件设置在主体结构柱上，但需要将钢埋件设置在支撑点持力层柱顶处；所有钢埋件必须按照图纸定位，埋件表面标高必须控制在结构表面且表面平整，在定位复核无误后，将埋件与梁
8、板钢筋点焊固定；在结构板混凝土浇筑过程中，安排专人进行看护，防止振捣过程中预埋件偏位。5.2.3钢梁与斜支撑现场焊接预拼装在钢梁与斜支撑进场后，先将钢梁与斜支撑进行预焊接拼装成桁架，要求斜支撑尺寸严格按照图纸进行加工，焊接前，将斜支撑与钢梁拼装在一起，复核定位及角度均无误后方可进行焊接固定，最后将焊缝满焊加强，并涂刷防锈漆。图5.2.3：钢梁与斜支撑现场焊接拼装5.2.4钢梁与斜支撑整体吊装在悬挑结构下层结构板砼浇筑完成且混凝土强度达到设计值的80%后，开始钢梁与斜支撑的整体吊装，采用塔吊进行吊装作业，将钢梁吊至预定位置后，缓慢放入预埋锚环内，套上U型锚环上部角钢，上好锚环螺母但不紧固，待钢梁
9、调整至预定位置后，紧固好锚环螺母，并将钢梁下部斜支撑与下层楼板预埋钢板焊接固定，焊接固定后方可缓慢松开钢丝绳，若钢梁稳固不下挠，方可进行下一榀桁架吊装。图5.2.4-1：钢梁与斜支撑整体吊装图5.2.4-2：U型锚环固定构造图5.2.5钢梁、斜支撑与预埋件焊接锚固在钢梁吊装到位后，立即对钢梁与结构楼板上预埋钢板埋件进行满焊加固，同时，钢梁下部斜支撑也应用连接板将斜支撑与支撑点预埋钢板进行焊接加固，要求必须全部满焊。 图5.2.5-1：悬挑钢梁与板面预埋件焊接 图5.2.5-2：斜支撑与板面预埋件连接加固5.2.6钢梁上部联梁安装在钢梁与斜支撑整体吊装到位并加固完成后，为保证钢平台整体稳定性且空
10、间上满足模板支撑架体搭设要求，进行钢梁上部联梁安装，将联梁通过塔吊吊至预定位置后，将其与钢梁进行焊接加固，最后，在主悬挑梁及联梁上部焊接150mm长定位筋，以控制满堂架体立杆位移。图5.2.6：钢梁上部联梁安装5.2.7钢平台上部安全防护安装 在钢平台骨架组装完成后，首先在钢平台上部安装安全防护，水平面防护采用6000mm1500mm钢管搭设网架，再水平满挂大眼网，最后满铺脚手板；立面防护采用在钢梁悬挑端部搭设单排钢管外架，并在外架内侧满挂钢板网封闭。 5.2.8钢平台上部满堂架体搭设 在钢平台上部安全防护安装完成后，进行上部满堂架体搭设，搭设架体时，要严格按照立杆定位筋进行定位，立杆间距及步
11、距均必须按照方案进行搭设，另外严格控制钢平台上部荷载，严禁集中堆放钢管、模板等物料。1）架体整体性设置悬挑结构支撑架体水平杆与主体结构内部架体相互连接，两部份架体水平杆相互连接不小于两个立杆跨距。2）立杆在悬挑型钢主梁、联梁上安装立杆。立杆的纵距、橫距按照型钢排布布置。在距架底部200mm处设置通长扫地杆，每根立杆必须落在型钢面上，型钢上安装立杆的位置焊一根长250mm的短钢筋，以防止钢管产生滑移。立杆上端伸出至模板支撑点的长度不大于300mm。3）纵、横向扫地杆、水平剪刀撑：扫地杆位于距地面200mm。4）水平杆水平杆搭设步距不大于1.50m，并在顶端步距内增加一道水平拉杆。水平杆设在最外侧
12、架体立杆里侧，其长度不小于3跨，用直角扣件与立杆扣紧；其长度大于3跨、不小于6m，同一步水平杆四周要交圈。扣件式钢管水平杆采用搭接方式，搭接长度不小于1m，且不少于3个扣件。5）U型顶托搭设到板底，安装并调整立杆上面的顶托，U型顶托用于立杆顶端传递梁板的荷载，在U型顶托上支设双钢主龙骨再敷设纵横木龙骨，铺多层板。可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于6扣，插入立杆内的长度不得小于150mm，伸出长度不得大于300mm。图5.2.8：钢平台上部满堂架体搭设5.2.9悬挑结构主体施工 在悬挑结构模板施工阶段，严禁多人集中在悬挑结构区域作业，木枋、模板等材料不得堆积在悬挑结构区域，木工作业过程中不得抛扔
13、木工手锯、锤子及钉子等作业工具，模板支设应该严格按照图纸设计的架体进行安装，不可随意增加或减少架体立杆，模板安装完成后，对模板安装平整度、模板拼缝等进行检查测量，检查合格后再进行钢筋绑扎。在悬挑结构钢筋施工阶段，不可将箍筋、主筋等材料堆载在悬挑结构区域，严禁多人集中在悬挑结构区域进行钢筋绑扎作业，钢筋绑扎严格按照图纸平法标注进行，绑扎完成后，检查悬挑梁、板钢筋是否满足图纸及规范要求，同时悬挑结构区域梁板筋锚固长度、附加筋等均应满足图纸及规范要求，检查合格后再进行混凝土浇筑。在混凝土浇筑时采用混凝土布料机浇筑，杜绝任何施工机械布置在悬挑结构上，混凝土浇筑时严格控制堆载高度，悬挑结构梁板混凝土从悬
14、挑边部向内一次浇筑完成，不留梁板施工缝，其浇筑速率保持一致，混凝土浇筑过程中安排专人进行看模，如发现浇筑过程中有异常情况则立即停止浇筑。 5.2.10悬挑结构支撑体系拆除待悬挑结构板混凝土强度达到设计值的100%强度且上两层结构楼板施工完成后，开始拆除悬挑结构模板支撑架体，在拆除脚手架时，应先清除脚手板上的垃圾杂物，清除时严禁高空向下抛掷，大块的装入容器内由垂直运输设备向下运送，严格遵循拆除顺序，由上而下、后搭者先拆、先搭者后拆，同一部位拆除顺序是：顶托模板剪刀撑大横杆小横杆立杆；拆除的钢管扣件等材料统一放置在楼层内，然后倒运至地面。拆除脚手架后，开始拆除钢结构平台：先逐一拆除钢结构平台上部联
15、梁，采用气割割除焊缝，并安全移放至楼层内，后期吊运至指定场地；塔吊配合落钩至悬挑结构层外侧，用管钩钩住钢丝绳，牵引至悬挑梁上部，将钢丝绳系于悬挑梁中段的两端，塔吊起钩至带直钢丝绳却不受力，工人在支撑点持力层采用环链葫芦将斜支撑与主体水平相连并带紧（在斜支撑槽钢上焊接吊环防止钢丝绳与斜支撑脱离），拆除悬挑梁上U型锚环，然后割除斜支撑与主体连接的连接板，最后采用环链葫芦牵引悬挑型钢及斜支撑整体移动至悬挑结构外侧，松开葫芦吊钩，将悬挑型钢吊放至指定场地。最后割除悬挑钢梁持力层所有U型锚环，并将剩余残料运至地面。6.材料与设备6.1材料 各型号工字钢、连接板、钢管、螺旋顶撑U托、扣件、脚手板、双面覆膜
16、木模板、木枋、水平安全网、钢板网、对拉螺栓、干粉灭火器等。6.2设备电焊机、环链葫芦、5m卷尺、扳手、振捣棒、木工锯、锤子等。7.质量控制7.1质量标准钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001） 混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015） 钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2012) 建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80-91） 钢筋混凝土用钢：热轧带肋钢筋（GB1499.2-2007） 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2011） 建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011） 钢结构设计规范（GB50017-2003） 建筑结构荷载规范(GB
17、50009-2012)7.2质量控制措施7.2.1钢构焊接质量的控制 1 焊接工件外观检查，一般用肉眼或量具检查焊缝和母材的裂纹及缺陷，也可用放大镜检查，必要时进行磁粉或渗透探伤。 2 焊缝的焊波应均匀，不得有裂纹、未焊合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑和针状等缺陷，焊接区无飞溅残留物。 3 焊接材料的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。 4 焊缝感观应达到：外形均匀，成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。7.2.2钢桁架尺寸、角度加工质量控制在支撑体系图纸设计阶段，细化图纸，并要求专业钢结构厂家严格按照图纸进行加工，在钢构件进场时，严格按照
18、深化图纸进行验收，要求钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。8.安全措施8.0.1 在进行技术交底时，同时进行安全施工技术交底。 8.0.2 进入现场必须按标准戴好安全帽。 8.0.3 施工机械专人专机，严禁无证操作。 8.0.4 现场施工用电进行专人管理，严禁乱拉乱接，一闸多用。各电器设备配齐漏电保护设备。8.0.5支撑体系施工前，应先明确安装和拆除范围、数量、时间和安装拆除顺序、方法、物件垂直运输设备的数量，脚手架上的水平运输、人员组织，指挥联络的方法和用语，安拆的安全措施和警戒区域。 8.0.6在支撑体系施工时，下部的出入口必须停止使用，对此除监护人员要特别注意外，还
19、应在出入口处设置明显的停用标志和围栏，此警示标志必须内外双面都加以设置。8.0.7在本工程支撑体系拆除时遇大风、大雨、大雾天应停止作业。8.0.8拆除作业时操作人员要系好安全带，穿软底防滑鞋、扎裹腿。 8.0.9所有高处作业人员应接受高处作业安全知识的教育，特种高处作业人员应持证上岗。8.0.10凡身体不适合从事高处作业的人员不得从事高处作业。从事高处作业的人员要按规定进行体检和定期体检，合格后方可上岗。8.0.11严格控制施工荷载，不得集中堆放荷载，施工荷载不得大于2kN/。9.环保措施9.0.1施工中认真遵守国家现行的有关环境保护法律，采用可行措施，防止污染和破坏环境。9.0.2对悬挑结构施工过程的外立面钢板网及时进行检查维护，以保持良好的施工形象。9.0.3严格控制施工现场的粉尘、噪声、震动，消除污水污染，各项施工均选用低噪声的机械设备和施工工艺，减少噪声强度和敏感点受噪声干扰时间。9.0.4管理上严格控制人为噪声，进入现场不得高声喊叫，无故敲击、吹哨，声源上采用低噪声电动工具、电锯等。图一：钢埋件加工图二：悬挑钢梁加工图三：钢埋件预埋复核图四：悬挑钢梁与斜支撑现场预焊接拼装图五：悬挑钢梁与斜支撑整体吊装图六：钢结构平台安装完成图七：钢平台上部水平、立面安全防护
