试论高空大悬挑叠合式钢桁架承重平台施工技术

黄贵虎（中铁航空港建设集团北京有限公司，北京100000）

试论高空大悬挑叠合式钢桁架承重平台施工技术

黄贵虎（中铁航空港建设集团北京有限公司，北京100000）

叠合式钢桁架作为我国工业与民用建筑施工中主要的承重基础，其在保障施工安全和建筑物质量方面具有着极其重要的作用，但同时这种承重架构的施工也需要施工人员具备较强的专业性和技术性，尤其是在高层建筑中，高空大悬挑叠合钢桁架的应用要求更高。为了对高空大悬挑叠合式钢桁架承重平台施工技术进行进一步的探讨，本文选取了×××工程中的高支模专项施工方案作为空大悬挑叠合式钢桁架承重平台的施工技术的研究对象，并从方案的便捷性、安全性和经济性对施工方案进行分析，并从中发现方案的项目优势。

高空；大悬挑；钢桁架；承重平台；施工技术

1 工程简介

×××工程位于福田区车公庙泰然工业区深南大道和香蜜湖路交叉口西南侧，大厦北面为东西向深南大道，东面为南北向的香蜜湖路，南面为泰然二路，西面为泰然九路。本大厦是为满足深圳市轨道交通建设发展和客运增长需要而建设的政府投资工程，建成后是集甲级写字楼、商业、片区交通枢纽为一体的超高层综合建筑，是深南路车公庙段最重要的地标性建筑物之一。

×××工程场地红线东西长102m，南北长65m，用地面积6559.4m2，总建筑面积150334.12m2，建筑高度为260.8m。该工程地下6层，地上55层，其中地下5、6层为人防工程，地下3、4层为设备房和停车库，地下1层至地上4层为裙楼商业，5层为南侧商业与北侧办公结合，6～55层为办公层和避难层，主要施工范围为地下室核心筒区域墙体及地上主体结构。

2 方案编制依据

施工图纸主要依据为本工程建筑、结构设计图纸，主要施工规范参照的标准为国家标准的 《混凝土结构工程施工验收规范》（GB50204－2002，2011年版）、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）、《木结构工程施工质量验收规范》（GB50206-2012）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012），以及行业标准的《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130－2011）、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）。

3 方案分析

本部分内容主要从施工的安全性、经济性和便捷性三个角度来分析悬空模板安全专项施工方案的可行性。

3.1 从施工的安全性角度来看

施工前的完备工程队伍组织是保证施工安全性的首要前提，施工方案对质量的要求水平是保证施工安全的关键步骤，为此本文对高空大悬挑叠合式钢桁架承重平台施工技术在施工安全性的分析主要可以从该方案的施工部署及组织结构安排方面、施工准备方面、质量要求和数据计算方面进行。

（1）施工的组织结构方面。悬空模板安全专项施工方案设计的组织结构具有分工明确，任务分配科学合理的优势。从图1可以看出，从项目经理到项目总经济师、生产经理、总工程师、安全总监，再到工经部、物机部、工程部、试验室和安全质量环保部，层级清晰，分工具体明确。除此之外，还设计了详细的责任分工表，将责任落实到具体的个人。设安全主任一名、安全员三名、焊工两名、架子工三名、信号工一名以及塔司一名，以上人员均具备项目部专职安全生产管理人员、特种作业人员资质证书。

综上所述，这种详细且清晰的组织结构和人员部署为实际施工带来了极大的便利，同时，精确的责任分工更是为保障施工的安全性奠定了坚实的基础。

图1 项目组织结构图

（2）施工的进度安排方面

在施工的进度安排上，该方案具有工期安排充足合理的优势。该方案北侧悬挑梁施工时间设计为2016年1月15日～2016年1月23日，与同侧梁板同时施工，北侧悬挑后浇板施工时间为2017年1月20日～2017年1月23日，与北侧悬挑梁施工相隔约一年的时间，为悬挑梁的成型和整个主体结构施工的完成提供了充足的时间，西侧悬挑部位的施工时间为2016年5月15日～2017年5月20日，有利于每一个施工技术步骤的细节实施，能够有效避免因赶工期而出现的施工质量问题（比如施工微小环节的遗漏，施工技术不到位等），为工程建设保质保量的完成提供了时间基础，进而为施工安全提供了保障。

（3）施工准备方面。该施工方案的施工技术安排井井有条，考虑周到。在施工技术方面主要做了以下准备：工程部组织对施工验收规范及相关标准的学习，做好审图工作，确定模板工程的控制重点和难点，并制定相应的措施；根据图纸、方案及模板工程的有关规定结合工程结构的设计制定详细的有针对性和操作性的技术交底，做好技术交底工作，对于节点及特殊作法，给出详细的大样图；施工前由分部施工负责人组织技术人员、模板工长、质检员及劳务队进行模板工程施工交底，使每位管理人员都能掌握该分项工程的重点、难点，在施工中能正确操作；模板工长在施工前认真学习图纸、规范及施工方案，对专业技术工人、专业管理人员进行具有针对性的技术、质量、安全、消防、文明施工交底，这些准备为工程的安全实施提供了良好的技术基础，为施工安全提供了较为全面的保障。并且，在施工现场已经安装了临时设施，要求将材料加工成布置完成，验收合格，达到使用条件；保证所需材料已进场，满足现场施工要求；完成了临水、临电的布置，这些现场准备工作的进行为保障施工安全奠定了坚实的基础。

（4）质量要求方面

该方案对施工质量要求细致严格，从施工共可能涉及的数据、细节进行了具体的质量控制内容，为整体工程的质量提供了保证。该方案认为，需要通过以下几点来加强质量控制，进行关键环节的预警检查工作：

①模板验收及浇筑混凝土时，必须拉通线控制标高和各轴线位置、构件尺寸。

②支顶板前放线工应提供模板标高控制线，支顶板后质检员应检查标高，确保准确无误。

③顶板模板采用软拼，顶板与墙交接处设贴墙方木龙骨加密封条封闭严密（密封条距墙体水平施工缝2mm）。

④多层板长向拼缝平行于次龙骨方向，保证板缝下有方木，确保多层板拼缝不出现错台，也防止漏浆。

⑤待顶板模板支设好后，调节顶板中间部分可调支撑，避免板四边起拱，并检查板中起拱高度和支顶虚实程度。

⑥加强模板清理，杜绝粘模现象，用扁铲清理模板板面，铲掉混凝土残渣，用滚刷涂刷油质脱膜剂，用抹布将板面的浮油擦净。

⑦针对模板工程出现的问题及时分析原因，采取改进措施。

⑧所有预留洞、预埋件均需按要求留设，并在合模前与水电队配合核对。

⑨模板支搭完毕后，要进行预检，经监理签认合格后方可进行下道工序。浇筑混凝土时，需有木工专门负责看管模板。

除了上述质量控制措施的设计，该方案还建立了施工应急预案，为潜在施工问题的及时解决提供了方法，极大了提高了施工人员作业的安全系数。该方案主要针对施工中可能发生的模板支撑架坍塌坍塌、高处坠物、物体打击、机械伤害、触电、火灾、撞伤等事故，为这些事故的防范与处理制定相应的预防和应急措施，体现了对施工安全的高度关注。此外针对施工安全，该方案在施工方法中还提到了具体的施救方案及急救步骤、细节的安排，这对确保作业人员安全具有重要的作用。

（5）工程施工计算书方面

高空大悬挑叠合式钢桁架承重平台施工对施工技术的要求很高，而保证材料的质量更是提高施工安全性的重要环节，所以对施工中要用到的各类板材的质量要求也很高，需要对各类模板或板材的荷载能力进行精细的测定。

在这一方面，×××工程悬空模板安全专项施工方案较好的满足了上述要求。从施工方案计算书可以看出，该方案对梁侧模板的总体规格、荷载标准、面板（包括面板的压力及应力情况等）、模板（强度等）等材料，以及不同规格的梁模板的质量都进行了基础的试验、仔细的计算和精准的分析，保证了施工所需材料质量的合格合规，为施工安全建立了材料物资方面的安全防线。

举例来说，在施工所需的小梁验算中，对小梁的强度、挠度和抗剪力都进行了试验和测算，并按照规范要求的参考标准值，对面板的质量进行了严格的调整和控制，使小梁质量达到了施工的各项标准。以下计算过程就体现了方案的质量控制优势。

表1 小梁概况表

①强度的验算过程如下：

q1＝0.9max[1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4Q1k，1.35（G1k+（G3k+G2k）×h）+1.4×0.7Q1k]×b=0.9×max[1.2×（0.3+（1.1+24）× 0.12）+1.4×2.5，1.35×（0.3+（1.1+24）×0.12）+1.4×0.7×2.5]×0.2＝ 1.345kN/m。

因此，q1静＝0.9×1.2（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=0.9×1.2×（0.3+（1.1+24）×0.12）×0.2＝0.715kN/m；

q1活＝0.9×1.4×Q1k×b=0.9×1.4×2.5×0.2＝0.63kN/m。

M1＝0.125q1静L2+0.125q1活L2＝0.125×0.715×0.92+0.125× 0.63×0.92＝0.136kN·m；

q2＝0.9×1.2×G1k×b=0.9×1.2×0.3×0.2＝0.065kN/m；

p＝0.9×1.4×Q1k=0.9×1.4×2.5＝3.15kN；

M2＝max[0.07q2L2+0.203pL，0.125q2L2+0.188pL]＝0.579kN·m

M3＝max[q1L12/2，q2L12/2+pL1]=0.473kN·m；

Mmax＝max[M1，M2，M3]＝0.579kN·m；

σ＝Mmax/W＝0.579×106/60750＝9.534N/mm2≤[f]＝15.44N/mm2。

②挠度的验算过程如下：

q=（G1k+（G3k+G2k）×h）×b=（0.3+（24+1.1）×0.12）×0.2＝0.662kN/m；

跨中νmax＝0.521qL4/（100EI）=0.521×0.662×9004/（100× 9350×2733800）＝0.089mm≤[ν]＝l/250＝900/250＝3.6mm；

悬臂端νmax＝qL4/（8EI）=0.662×1504/（8×9350×2733800）＝0.002mm≤[ν]＝l1×2/250＝300/250＝1.2mm。

③抗剪力验算过程如下：

最大剪力的计算公式为：Q=0.6ql。

V1＝0.625q1静L+0.625q1活L＝0.625×0.715×0.9+0.625× 0.63×0.9＝0.757kN；

V2＝0.625q2L+0.688p＝0.625×0.065×0.9+0.688×3.15＝2.204kN；

V3＝max[q1L1，q2L1+p]＝max[1.345×0.15，0.065×0.15+3.15]＝3.16kN；

Vmax＝max[V1，V2，V3]＝max[0.757，2.204，3.16]＝3.16kN；

τmax＝3Vmax/（2bh0）=3×3.16×1000/（2×45×90）＝1.17N/ mm2≤[τ]＝1.78N/mm2。上述结果证明，本次所选施工用小梁均满足施工的全部要求。

3.2 从施工的经济向角度来看

这一角度的分析主要是就劳动资源、施工材料资源的配置，以及工程机械设备的配置而言的，资源配置的合理与否和工程的施工成本是息息相关的。

3.2.1 工程的劳动力资源配置方面

×××工程悬空模板安全专项施工方案一共配置了6名管理人员、2名安全员和2名信号工，并将木工人数设为10人，架子工人数设置为3人。根据该施工项目的难度，本次施工作业人员的数量安排具有合理性，对于保障施工模板加工等工作和施工脚手架搭建作业的及时供应提供了充足的劳动力基础，主要施工人员的合理配置有利于避免因资源配置而造成的成本浪费，同时，能够保障施工方案的顺利实施，也大大提高了施工的效率，对于跟进工程进度，起到了积极的作用，表明方案在劳动力资源配置方面具有较好的经济性。

3.2.2 施工材料的配置方面

完备精细的施工材料配置是施工顺利进行的物质基础，因此，无论是材料名称还是材料规格、数量、质量都需要进行精细的安排和设计，本文所选方案很好地实现了这一要求，从源头上解决了材料配置问题，为有效的避免因施工材料问题而导致的经济成本浪费提供了保障，具有合理化的经济性。

①在材料配置上，该方案不仅对主要材料的名称、规格、单位数量（详见表2）进行了详细的设计，单对工字钢材料就设计了20#a（118m）、16#a（80m）、14#a（114m）、共3种不同的规格，对施工所需要的Q235A钢板也进行了规格为300×300× 15、58块的具体设计，并且对每种规格的材料的数量都进行了详细的安排。②还通过相应的外观质量检验要求进行了材料的质量控制。这为施工中以下问题的规避和解决奠定了基础：后续施工中的材料不足、材料过多或质量不合规问题所造成的材料资金的浪费（材料不足时，由于零购材料的成本要高于统一批量购买材料的价格，所以造成资金的浪费和材料多余时或不合规，则会因材料折价售出而造成资金损失）；因延误施工而产生的附加成本费，等等。

表2 方案二施工周转材料计划表

3.2.3 工程机械设备配置之方面

在施工机械设备的设计方面，该方案认为此次施工需要配置单面压刨机、平刨机、电锯、手提式电钻、电焊机、游标卡尺、塞尺、钢卷尺、水平尺和空压机，设备种类比较全面合理，为提高施工的效率和避免尺寸参数错误而引起的经济损失提供了设备基础。

3.3 从施工的便捷角度来看

施工的便捷性体现在施工的各环节和步骤之中，本文主要从施工准备、主要施工方法和措施方面进行施工便捷性的分析。

（1）施工准备方面。在施工的技术准备和现场准备方面，两种方案均做到了提前的充足准备，为施工的投入提供了参照基础，当施工出现技术方面的问题的时候，可以参照标准进行快速方便的技术调整。

（2）施工方法和措施方面。地铁汇通大厦悬空模板安全专项施工方案首先在模板设计部分简明扼要的说明了设计的大致方法，此外，方案中还提供了钢管检验参数表，表格方式的参数对照给施工人员的比对施工带来了极大的便利。

（3）施工后续工作方面

在这一方面，该方案从季节性施工措施保障（例如在模板拼装后，应尽快浇筑混凝土，防止模板遇雨变形。若模板拼装后遇雨，浇筑混凝土前应重新检查，加固模板和支撑；支模前涂刷好脱模材料，下雨时用塑料布覆盖，避免脱模材料被雨水冲刷；模板存放的地面要硬化、平整，并且要有一定的坡度，要做好排水措施。对各类模板加强防风紧固措施，在临时停放时考虑防止大风失稳等措施）、建筑成品保护（例如，加工的半成品模板及时编号，设专人看管，遇有雨天时及时覆盖；安装水平结构模板时不得损坏竖向混凝土成品；模板拆模时不许硬翘、猛砸，墙模板吊装脱模时要有人扶着，必须确保已完混凝土结构楞角、面层不被破坏，拆模后及时将竖向混凝土结构阳角保护好；拆下模板后，发现模板不平或边角损坏变形应及时修理或更换）、安全文明施工（例如，施工现场布置临时施工机具，堆放材料、成品、半成品，临时线路等，必须严格按照施工平面图的要求布置；模板堆放场地及在施工现场内、不得进行明火焊接、切割作业等措施）、环保措施（例如，严禁焚烧废木料、刨花，以免造成环境污染；木工棚封闭处理，防止噪音污染；保证施工现场，工完料尽场地清等措施）制定等方面进行了全面的考虑与设计，为施工的后续修复、整理工作的进行提供了便捷的依据。

4 结论

从本文对上述方案的分析中可以发现，高空大悬挑叠合式钢桁架承重平台技术中施工方案设计的合理性需要从施工的安全性、经济性和便捷性等角度进行综合的比较和分析，这三个特性贯穿于高空大悬挑叠合式钢桁架承重平台施工的始终。其中，施工安全性的保障是与施工的组织结构、施工的进度安排、施工前准备、施工质量要求以及工程计算书密不可分的，而且更加合理的组织机构、更加充分的进度工期、更加全面的施工准备，同时还具备较为全面的质量控制措施和应急预案，这些都证明了该方案具有更高的施工安全性；在施工经济性方面，方案具备了拥有全面机械的设备基础，而且，无论从劳动力资源的安排方面，还是从施工周转材料的配置方面，方案都做到了对施工成本的节约与材料资源的有效利用，因此该方案具有更好的经济性；在施工便捷度方面，从施工准备阶段到施工方法和措施阶段，再到施工后续的季节性保护、成品保护、安全文明施工和环保措施，该方案都体现了较高的施工便捷性。综上所述，出于对整体施工的安全性、经济性与便捷性的考虑，本方案符合高空大悬挑叠合式钢桁架承重平台技术施工的要求。

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TU758.11

A

2095-2066（2016）35-0179-03

2016-12-4

黄贵虎（1985-），男，工程师，本科，主要从事建筑工程技术管理工作。