建筑高空超大悬挑结构模板支撑架施工技术分析

姚政东

（山西应用科技学院， 山西 太原 030000）

0 引言

在社会经济和人们生活水平的提升下，人们对房屋建筑不仅仅有使用安全、使用舒适、使用持久的要求，而且也对房屋建筑的美观性提出了更高的要求。在高层房屋建筑中，为了能够达到空旷、通透、视野开阔的建筑建设效果，使得房屋建筑富有视觉上的变化，在为人们提供满足其舒适性需求的建筑的同时增强建筑设计的造型效果。但是从实际施工情况来看，建筑工程在想要达到这些效果的同时会加大整个建筑工程的施工难度。文章以高层建筑高空悬挑结构支模施工为研究切入点，结合高空悬挑结构支模施工跨度大、荷载大、高度大、容易受干扰的特点就如何优化高空大跨度悬挑结构模支撑体系施工技术的应用进行探究，现将具体情况汇报如下。

1 工程概述

文章所研究的高层建筑包含主楼、副楼、接待楼、门卫等工程，总体建筑面积为20574m2，整个工程包含地下一层和地上十二层，房屋建筑的标准层高为3.6m，建筑物的总体高度为52.3m。房屋建筑的一层到三层会设置裙楼，房屋建筑的南面是正门。建筑物主楼南里面在考虑造型设计要求的时候打造出了一个长宽高分别为40m、4m和35m的共享空间。在四个轴南北方向设置了四个直径为800m的钢筋混凝土圆柱，在钢筋混凝土圆柱的作用下能够有效承担荷载的力量，圆柱的外部还设置了干挂石材幕墙，房屋建筑三层到十层的位置被掏空，由此会使得整个房屋的立面更加严肃，在这个期间35m高空部位模板支撑系统的搭设会遇到比较大的问题，如果采取不适合的施工方案和施工技术措施必然会对整个工程施工带来不利的影响，甚至还会威胁建筑安全。

2 高空超大悬挑混凝土结构模板支撑体系的选择

2.1 高空超大悬挑混凝土结构模板支撑施工特点

第一，高空超大悬挑混凝土结构模板的结构比较长、面积大，加上施工高度高，在具体施工操作的时候对施工难度和施工人员的安全会有一定的要求，如何保证高空超大悬挑混凝土结构模板施工稳定性是施工人员着力需要解决的问题。第二，虽然高空超大悬挑混凝土结构模板荷载不大，但是如果使用了落地支模架就需要保证支模架高度在8m以上。高空超大悬挑混凝土结构模板施工要充分考虑安全性、经济性、方便性，结合工程的建设特点最终选择使用扣件钢管支模架结构形式。

2.2 扣件钢管支模架结构设计

扣件钢管支模架结构施工现场的设计包含以下几个形式：（1）在高空超大悬挑混凝土结构建筑最下层的楼面设置悬挑型钢，支模架的立体杆要能够直接设置在悬挑型钢上，在布置好之后还需要在悬挑型钢上设置斜拉钢丝绳。（2）在高空超大悬挑混凝土结构建筑的下层楼面上设置悬挑型钢，与之相关支模架立杆直接设置在悬挑型钢上，立杆下设置顶撑。（3）高空超大悬挑混凝土结构建筑下层楼面设置悬挑型钢，支模架立杆直接设置在悬挑型钢上，悬挑钢设置顶撑和钢丝绳。

三个形式的扣件钢管支模架结构相比较来说，第一种形式的扣件钢管支模架结构施工方便，在施工操作的时候会减少型钢的使用量，但是受钢丝绳松紧度难以把控的影响，在具体施工操作的时候容易出现因为型钢下沉而引起的挠度较大问题。第二种形式的扣件钢管支模架结构施工受力稳定、挠度控制良好，但是施工中所使用的型钢数量较多。第三种形式的扣件钢管支模架结构施工安全、稳定，但是施工操作工序复杂，施工材料使用较多，无形中加大了了施工成本。

3 高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架施工设计要点

3.1 钢桁架的设计要点

钢桁架是高空超大悬挑混凝土结构斜拉钢支模平台中的重要受力架，为了能够更好的提升建筑主体结构的稳定性，需要将承载力量的钢桁架布置在柱轴线上，由此来方便桁架端和建筑主体结构柱的顺利连接。如果建筑主体结构柱轴线的间隔距离超过了8m，同时，建筑悬挑结构柱之间的荷载比较大，可以选择在混凝土梁上设置桁架端的锚固点。另外，高空超大悬挑混凝土结构模板钢桁架立体面的表现形式可以根据建筑的荷载承担情况来做出调整。

3.2 钢拉杆的选择和设计

在高空超大悬挑混凝土结构模板支撑体系中，斜拉杆发挥着固定、支撑和分担外界应力的作用。为了能够提升高空超大悬挑混凝土结构模板施工建设成效，需要根据工程建筑的实际情况来选择斜拉杆，优化钢桁架的结构构成。

不管是为了降低支撑架自身的重量，还是为了提升建筑的承载力，在布置斜拉杆的时候需要选择适合的钢绞线、螺纹钢筋，并在选择好材料之后根据实际情况来设计这些材料的屈服强度和抗拉强度。

在高空超大悬挑混凝土结构模板斜拉杆的结构设计上，斜拉杆锚固端要选择连续性的机械作业方式，在机械设备的作用下实现对钢桁架的有效固定，最终强化斜拉杆的固定效果，避免出现锚固端断裂的问题。

3.3 模板支撑体系变形问题的控制

在高空超大悬挑混凝土结构模板支架施工中，为了能够保证施工成效，不仅需要考虑高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架自身的重量，而且还需要考虑混凝土浇筑之后其能够承担的压力大小。在承担力量的情况下，高空超大悬挑混凝土结构不可避免地会出现变形。在此情况下，为了能够保证建筑施工安全，需要采取积极的措施控制高空超大悬挑混凝土结构变形，应用科学的技术手段来计算出高空超大悬挑混凝土结构变形的最大阈值和最小阈值，通过合理设定阈值的数值来保证高空超大悬挑混凝土模板支撑架的稳定。

4 高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架施工技术的应用

4.1 预埋件的安装和制作

从高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的整体结构来看，钢桁架、斜拉杆是顺利施工离不开预埋件的安装和固定，由此可以发现，预埋件的安装深刻影响高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架施工稳定性。

结合高层建筑的施工特点，在现场制作预埋件的时候需要相关人员严格按照施工设计图纸的要求来确定预埋件的大小、形状。同时，在施工的时候还需要根据高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的受力特点来从大体上计算出预埋件的支撑力和拉应力，目的是在施工的过程中避免出现预埋件的偏移和断裂。

为了能够方便预埋件的安装，相关人员可以将预埋件的安装和钢筋绑扎同时进行，在具体安装操作的时候为了保障安装的稳定性，可以使用螺丝紧固或者焊接管理的方式将预埋件固定在钢筋上，减少混凝土浇筑施工对预埋件稳固性的干扰。

4.2 优化钢桁架的施工

钢桁架是高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的核心，其质量关系到高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架施工质量。为此，需要施工人员从制作和安装两个方面着重把关钢桁架的质量。

(1)优化钢桁架的制作。施工人员要严格按照规范的施工设计方案来选择钢桁架的制作材料，在材料入场之前按照规范的标准检查材料的制定。同时，型钢的表面要始终保持光滑的状态，不能够让其表面出现划痕和变形情况。

在钢桁架安装之后，相关人员要将之前预留出来的边缘及时割除。另外，在将钢桁架从制作厂运输到施工场地的时候，需要相关人员对钢桁架采取必要的运输保护措施，常见的措施包含在其底部铺设垫块，并对垫块固定处理，目的是避免钢桁架在运输的时候出现因为碰撞诱发的变形。

(2)完善钢桁架的安装。在安装钢桁架之前需要提前将塔式起重机运输到施工现场，并在正式安装钢桁架之前，由施工人员按照规范的标准检查钢桁架的吊装路线，确保钢桁架的安装不会受到外界干扰物的影响。在将钢桁架运输到指定位置上的时候，施工人员还需要仔细、反复检查预埋件的坐标数值，确保坐标准确之后才开展钢桁架的卸载和固定。在钢桁架安装操作的时候还需要配备辅助安装的检测人员，由专业的检测人员使用检测设备对钢桁架的安装高度、轴线偏差数值进行控制。在钢桁架安装之后要对其参数进行检查，保障最终参数的设计能够满足工程施工需要，而后对钢桁架进行固定处理。

4.3 斜拉杆施工优化

高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的斜拉杆包含中间的固定段和两边的可调段，在进行斜拉杆施工的时候，需要相关人员结合高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架施工实际情况提前预留一定的可调节余量，目的是确保斜拉杆的施工能够满足高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的实际使用需要。

另外，为了能够保障斜拉杆的强度，可以适当的设定其长度，确保斜拉杆的可调段长度不超过总体杆体长度的十分之一。斜拉杆的两个端头还可以使用不同的结构形式，比如中间的锚固端可以选择挤压锚，两边的张拉端可以使用夹片锚。

在完成斜拉杆的制作之后对其进行安装调试，在高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架组件完成但是还没有安装之前，将斜拉杆的锚固端和钢桁架预留埋件选择简单的方式固定，并在后期张拉操作之后使用焊接的方式对斜拉杆实施固定处理。

4.4 屋面悬挑板的安装

高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的悬挑板具有高低不齐的现象，因此，为了保障高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的施工质量，需要施工人员密切关注悬挑板的安装流程和具体实施操作。

对于建筑上层屋面的悬挑梁需要提前安装，而想要拆除悬挑板的时候要检查其各个组件，保障组件的混凝土满足施工强度要求。

在安装屋面悬挑板的时候施工人员需要密切关注自己的安全，按照规范的标准落实悬挑板安装的细节工作，比如对于直径为20mm的斜拉索需要使用U型原钢结构的材料进行固定，同时还需要确保固定好的斜拉索和悬挑梁之间至少间隔1600mm。

4.5 支撑架的架设

在正式架设支撑架之前，需要组织专业的测量人员对高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架和悬挑架开展放线定位分析。经过分析之后决定使用工字钢顶面形状的支撑架，在设定好支撑架之后使用焊接的方式对其进行固定化处理。在假设支撑架的时候施工人员还需要严格按照规范的标准来仔细检查立杆、水平杆之间的间隔距离。

4.6 混凝土的浇筑

在高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架施工中通过实现混凝土和钢支模平台的联合设置能够提升工程结构的安全性、稳定性，并在一定程度上减少钢杆的应力。但是考虑混凝土本身会带来一些重量，为此，在实施混凝土浇筑之前，施工人员需要使用数字化软件来计算钢支模平台的应力变化情况和最大荷载数值，在模拟计算分析之后使用应力变化测试传感器固定在钢桁架、斜拉杆上，而后使用泵送的方式浇筑混凝土。在混凝土浇筑的过程中还需要施工人员借助应力测试传感器的反馈数据来判定高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架构件的变形情况，如果构件变形超过规定数值的最大限度，需要停止混凝土浇筑。

4.7 支模架的拆除

在混凝土浇筑、养护之后还需要对高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的强度进行测试，在各个参数满足规定设计强度数值之后开展模板和支撑架的拆除，具体拆除顺序为支模架、斜拉杆、钢桁架。在最后的钢桁架拆除操作中需要在高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架楼板预留洞口放上一个卷扬机，在卷扬机的作用下保障钢桁架的顺利拆除。

5 高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架施工质量管控

5.1 按照规范的标准妥善安装斜撑结构

斜撑结构十分适合被应用在高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架上，斜撑结构能够顺利实现焊接钢筋和工字钢连接，在各个部件的连接下形成一个完善的支撑架结构，保障高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的安全性和稳定性。

基于斜撑结构对高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架安装的重要意义，在安装斜撑的时候要确保其被固定在外测梁以及关联楼板结构上，并在其周围设置临时性的防护设置。另外，为了保障斜撑操作的规范性，还需要在斜撑结构的下方设置安全网。

5.2 优化模板支撑检验工作

高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的设置要保证模板的安全性、稳定性，因此，在布置模板支撑的时候，需要施工人员仔细检查工字钢材料，在材料检验合格之后将其运输到施工现场。同时，在布设钢平台的时候施工人员要采取积极的措施规避位移现象。另外，施工人员还需要密切关注高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架焊接缝隙、焊接孔洞的形成，在安装、制作工字钢的时候要保证安装材料的质量。

5.3 密切关注保养和维修工作

高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的设置会牵扯到比较多的细节点，在这个期间如果忽略了高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的保护和维修工作就会降低支撑架结构的性能，加剧其磨损。为此，在具体施工中需要施工人员能够定期开展高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的养护维修，通过定期维修养护来减少支撑架故障。

关于斜拉索的设置要保证其各个构件的选择和使用要达到规范的设计标准，并在固定好斜拉索之后对当前的钢丝绳结构进行检查，避免出现钢丝绳松动的现象。

5.4 施工安全管理

高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的悬挑跨度大，因此，为了保障施工安全，需要施工人员做好施工现场的安全管理，在高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架的两边需要设置临时的安全支架、密闭安全网，在安全支架和安全网的作用下减少高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架坠落事故。在进行钢桁架吊装、固定、安装、拆除操作的时候需要在施工场地安排专门的人员来负责协调各项工作，保障一系列操作的安全。在高空超大悬挑混凝土结构模板支撑架施工现场还需要密切关注各个构件的检查工作，如斜拉杆的固定、钢桁架的焊接等。在支撑架后期安装和混凝土浇筑操作中也需要施工人员密切关注构件的变形测试，在发现构件变形时及时将信息汇报给工程负责人。

6 结束语

综上所述，高空超大悬挑混凝土结构模板支架技术的使用顺利完成了高层建筑架构层施工，在施工的过程中还降低了工程施工难度，缩短了施工工期，减少了脚手架的使用数量，使得整个工程施工建设取得了良好的经济效益和社会效益。