高层建筑屋面大型悬挑造型钢结构支护探讨

张 强（深圳市恒浩建工程项目管理有限公司，广东深圳518040）

高层建筑屋面大型悬挑造型钢结构支护探讨

张 强（深圳市恒浩建工程项目管理有限公司，广东深圳518040）

由于受到悬挑长度与高度等因素的限制，高层建筑悬挑钢结构屋面施工无法按照传统满堂脚手架搭设方式进行施工，存在的安全风险非常大，质量控制难度也很大，成为工程施工中的重点和难点。文章主要以工程实例作为主要背景，对高层悬挑钢结构屋面钢结构支护施工工艺及施工技术进行了分析，并提出了屋面悬挑钢结构施工中需要重点控制的施工工序，希望本文的分析可以为同行业人士的研究提供一些参考。

高层建筑屋面；大型悬挑造型；钢结构支护

近年来为了缓解城市人口居住压力，高层建筑成为惯用设计，大大增加了建筑的综合性，达到了整合城区美观度的总体要求。为此，高层建筑构架体系也呈现出一定的复杂性，大型悬挑钢构架逐渐替代了原有的建筑体型与框架，新颖的构架类型为人们带来了颇多新颖感，然而也增加了很多施工困难。下面结合笔者实际工作经验，具体谈一谈高层建筑屋面大型悬挑型钢结构支护的相关问题。

1 工程概况

某市工人体育馆四期工程，其总建筑面积约为80000m2，总建筑高度为168m，地上地下分别为45层、2层，主要功能是客房和酒店，整体结构上部为框架-筒体结构，共需要10根钢柱，屋面整体形状呈梯形，四面外挑，其形状就像一架待起飞的“隐形飞机”。左右、前后分别悬挑2m、6.75m，建筑主体施工完成以后出现了设计变更，将屋面后部拆除，实际上悬挑成了3m，前部增加到9.75m，四周、底面采用钢骨架彩色铝质面装饰层，屋盖采用压型钢板混凝土楼面。

2 工程中的关键点

①悬挑构架规模偏大的情况下，施工时段内施工机械不能顺畅进出。例如吊装专用机械必须安装在悬挑构架下，完成地面拼装之后，如果实施不带支撑的安设方法，可以很快完成施工，大大缩短原有成本；同时施工机械的应用使得原有回旋空间得到了延展，局部架构之下的悬挑部分，如果选择常见的分段悬臂，不可避免的会耗费掉很多措施费用，而选择吨位较大的吊机，则可以有效应付分段态势以下的加长部分。②利用高空特有的节点拼焊，充分顾及范畴形状更替，需要预设可用的焊接方案，按照从下到上的顺序对接既有焊缝，如果不顾忌时段压缩沉降，运算得到的起拱数值的精准性得不到保证。③45层四面都设有悬挑钢结构，注意防护脚手架的搭设高度保持在26～45m之间，这时当地为台风季节，需要在14m以上进行满堂排架的搭设，经过主管部门专家论证，安装与装修钢选调价必须搭设安全操作平台，这样才能保证施工安全性。还需要在钢屋盖外挑四周、吊顶，并对其进行精装修，因此必须安设足够的防护脚手架（图1）。④完成第一次钢结构安装工作之后，业主要求涉及变更，将屋面后部5m悬挑钢结构拆除，并在屋面前部增设2.5m增挑，从总体上来看吗，前部悬挑的长度达到了9.75m，施工难度大大增加。

图1 操作防护脚手架示意图

3 大型悬挑造型钢结构支护施工方法

3.1 确定施工方案

变更之前屋面钢结构利用现场塔式起重机进行吊装，按照设计图纸，根据现场条件搭设落地式满堂式脚手架，其最大高度是26.5m，屋面为悬挑型钢和钢丝绳斜拉结合的方式，每层钢平台和钢主梁均按照轴线进行逐个吊装，以保证安装的稳定性，架体必须和钢结构安装同时进行，而悬挑操作脚手架与满堂式脚手架均随着作业层铺设安全网、木模板等，以保证整体安全性。变更以后为解决屋面前部操作架问题，44层的位置上选用27号工字钢向外悬挑，并搭设了斜拉悬挑式操作平台架，同时搭设钢结构内侧防护设施，保证吊装均在防护架内侧，充分保证人员操作过程中的安全性。

3.2 变更后的主要施工技术

经专家论证后43～44层钢结构、三面悬挑钢结构均按照常规方式搭设满堂式脚手架，其高度在11～26.5m之间，18m以下高度均安装双立杆脚手架，将斜立面边梁和周边连接起来，严格按照规定水平设置垂直剪刀撑，并安装安全网。44层选择相应位置利用27号工字钢作为主梁向外悬挑，并搭设施工平台。将14号槽钢作为连系梁，利用焊接方式将槽钢之间进行连接，利用φ48×3钢管对悬挑区进行区间支撑。分段施工以减少悬挑钢平台的永久荷载，在最远端装修时以钢平台最不利受力状态进行受力验算。

3.3 大悬挑设计变更后的补充方案

由于发生了设计变更，取消了“隐形飞机”原来悬挑部位上的混凝土屋面板，这样一来，原来施工操作平台的总体长度就不能充分满足施工需要，只能以原来操作平台为基础，增加一个悬挑操作平台。在悬挑操作平台安装操作开始之前，需要按照设计要求对原悬挑钢结构梁进行必要的加固，同时将两根18号工字钢焊接在44层外钢梁上，对钢梁起到临时反支撑的作用。该悬挑钢平台利用18号工字钢（6m，2根）作为主梁，利用14号槽钢作为连系梁和次梁，槽钢之间的连接和工字钢之间的连接都利用焊接方式进行。大悬挑钢结构梁操作完成后，利用直径20mm钢丝绳替换原来操作平台上的钢丝绳，同时利用14号工字钢在悬挑平台上将钢结构和悬挑平台连接成一个整体。

因为原来的屋面悬挑混凝土屋面板被取消，悬挑钢梁荷载大大减少，利用已经施工完成的悬挑钢梁承载增加的悬挑操作平台，为了从最大程度上降低平台施工荷载，同时还能使施工操作要求得到满足，需要分阶段对钢平台进行搭设。在脚手架上面铺设脚手板，利用平网对钢平台和脚手架之间进行防护。

3.4 施工工艺

在设计变更之前，操作悬挑钢平台利用27号工字钢（12m）制作，安装完43～45层钢框架结构之后，利用塔式起重机将其运送到44层，并固定于框架梁柱节点的位置，临时利用预制钢抱箍进行固定，并利用φ28钢环和φ20主拉钢丝绳进行反拉固定，最后固定好悬挑工字钢的根部。屋面钢结构与装饰支架均利用塔式起重机施工，方案变更之后先在地面上进行大悬挑钢平台的制作，然后利用塔式起重机将屋面前部多余的钢梁拆除，重新将变更之后的装置构架和悬挑结构接长。注意应先装置变更以后的屋面2.5m长钢构架，然后再对变更之前的悬挑钢结构进行装饰。

大悬挑钢平台搭设的步骤：首先加固已经施工完成的钢梁，然后在原钢平台基础上增加反拉φ20钢丝绳，第三利用18号工字钢进行斜向支撑，完成焊接，第四，将大悬挑钢平台吊装到位，第五将U形环卡紧、完成16号工字钢焊接操作，最后完成φ16号钢丝反拉、安装维护钢管及安全网。

3.5 大悬挑操作钢平台拆除

拆除大悬挑操作钢平台必须逐步进行，随着施工进度的推进逐步将其拆除，具体拆除顺序如下：装修完成以后将平台操作架拆除，然后将已装修外侧防护架、防护网拆除，将最远处次梁反拉钢丝绳拆除，拆除最远处的连系梁，再将已装修完成部位的防护网与竹脚手板拆除，拆除最远处的次梁，这里需要注意的是，需要利用火焰切割的方式，利用焊接点将次梁与连系梁割除。重复以上各步骤一直到全部拆除钢平台上的所有构件为止，最后利用倒链将主悬挑钢梁拉倒楼层之中。

利用密目网、大眼网及竹脚手板设置水平防护，将一道水平大眼网设置在落地架中间位置上起到防护性作用，再在最上端操作平台上设置密目网、大眼网，上面铺上一层竹脚手板，并注意在悬挑位置上，在原有基础之上设置一道密目网、大眼网，最后在上面铺上一层竹笆片。

4 结语

综上所述，本文结合工程实例，对高层建筑悬挑钢结构屋面大型悬挑钢结构支护施工技术进行了详细介绍和分析，具体包括施工方案的确定、变更后主要施工技术、大悬挑设计变更后的补充施工、主要施工工艺及大悬挑操作钢平台拆除等。结合工程现场具体情况，应利用有效措施保证施工安全及施工质量。注意施工过程中应有效解决好施工机械进出问题、高空节点焊接问题、防护脚手架设置问题以及设计变更问题，在现场设置专职安全员监督各项安全措施的落实，对现场施工人员、机械设备及用电等进行统一管理。

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TU758.11

A

2095-2066（2016）36-0209-02

2016-11-26

张 强（1967-），男，中级工程师，本科，主要从事工程监理工作。