超长悬挑操作平台斜撑加固方案比选与施工控制要点分析

刘春燕

（山西一建集团有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

在房屋建筑工程中，为了达到较好的立面效果，会存在超长悬挑构件。而对于悬挑构件的模架支撑系统施工，因高空作业而存在诸多困难和风险因素。对于高空悬挑现浇混凝土结构施工通常会考虑支设斜撑。而如何选择斜撑形式，并确定一种相对合理、结构安全又能满足经济性要求的加固方法，是本文探讨的重点。

1 工程概况

山西太原市一高层框架工程为地下1层、地上9层现浇钢筋混凝土框剪结构。该建筑物7-9层顶板向外悬挑，7层和9层悬挑长度2.95m；8层顶板悬挑长度3.90m。该部位的结构施工作业面距地30m，被定性为危险性较大的分部分项工程，给施工质量与安全保障带来挑战。

采用传统的落地式满堂脚手架较为费时、费工，而且悬挑板正下方为车库顶板，对楼板的承载力还需进行验算，而且落地架的稳定性有待进一步考量。该工程在前期策划阶段就拟在7层搭设悬挑操作平台斜撑加固体系，悬挑平台示意图如图1所示。

图1 悬挑部位立面示意图

2 方案比选

2.1 方案简介

就如何解决悬挑平台的整体稳定性，减少斜撑的摆动幅度，控制斜撑三维方向的变形，施工团队讨论了4个方案进行比较，以选择最佳施工方案，确保施工安全。

（1）方案一：采用桁架式结构加强斜撑整体稳定性。在两道独立斜撑之间加设角钢，用角钢连接I字型钢，使两道独立斜撑转化成桁架式结构，再在水平方向进行连接，做成一个立体架构，如图2所示。

图2 桁架式结构加强斜撑

（2）方案二：采用钢管扣件井架式结构加强斜撑稳定性。利用钢管纵横向分别连接两道斜撑，再用钢管纵向与内部已浇筑混凝土的模架体系拉结为一体（如图3所示），提高支撑强度，提高抗变形性能，从而保证上部结构施工安全[1]。

（3）方案三：提高斜撑规格。将两道斜撑更换规格更大的单道斜撑，采用较大规格的型钢，提高刚度，从而减少变形。比如通过计算将I10更换为18#工字钢或者20#工字钢。

（4）方案四：采取辅助措施，减少斜撑受力。在7层顶板上重新下埋件，利用钢丝绳斜拉上部工字钢，减小斜撑的支撑力，从而减小斜撑的变形。如图4所示。

图4 辅助措施减少斜撑受力

2.2 方案选择

根据上节罗列的4个方案，从经济效益、施工难易程度、安全效果、节能与环保和质量控制难易程度等方面对其进行比较，结果见表1。综合表1方案对比，最后确定第二种方案比较可行。

3 工艺流程与施工难点

3.1 型钢悬挑操作平台施工流程

型钢悬挑操作平台施工流程见图5所示。

图5 型钢悬挑操作平台施工流程图

3.2 施工难点

依据比选确定的方案，决定用钢管和扣件加固斜撑，并与楼层内模架拉接为一体。由于钢管与I型钢截面不同，连接节点不规则，不便于连接紧固，所以针对两种规格的型材，如何进行节点的连接、固定是施工的难点所在。

4 施工控制要点

4.1 斜撑底部控制在同一平面

控制斜撑底部在同一平面上，要求型钢上平面标高一致，下部支垫密实，不会产生下挠，满足安全施工需要，如图6所示。

图6 斜撑底部支撑在同一平面高度上

（1）根据现场实际1∶1 放样，确定两排斜撑型钢的长度，分别为：外侧6200mm，内侧5860mm，将前后两排斜撑分别固定。从现场情况分析，楼板标高局部相差200mm，并且有外防护架的悬挑型钢存在，为此采用18#工字钢通长设置在斜撑底端，将斜撑固定在工字钢上，使其在同一高度，斜撑倾斜角保持一致，前排45°，后排48°。

（2）通长型钢下部用方木支垫密实，方木应采用100mm×100mm的截面尺寸，长度不小于500mm。并用木楔楔紧。

4.2 斜撑的加工固定

（1）严格控制斜撑型钢端部的切割角，外侧的I型钢端部为45°，内侧的型钢按48°的切角施工，利用白铁皮做好样板后切割。斜撑上角钢焊接节点应满焊，焊接牢固[2]。

（2）安装过程中将I型钢端部的斜角与通长工字钢紧密接触，将翼缘板与通长工字钢焊接，焊缝高度不小于6mm，焊缝饱满，固定牢靠，不位移。如图7所示。

图7 I型钢端部的斜角与通长工字钢焊接固定

（3）通过在标高较低的混凝土楼面上打眼，植入直径20mm的钢筋与通长工字钢焊接固定，利用钢筋的抗拉强度拉紧工字钢。

（4）在高度一致的混凝土楼面上打眼植入直径12mm 的膨胀螺栓，与通长工字钢焊接固定，利用膨胀螺栓的抗剪强度固定型钢。植入钢筋和膨胀螺栓间距均为600mm。

4.3 扣件扣板与斜撑工字钢的连接

要求扣件、扣板与斜撑工字钢翼缘板接触紧密，连接为一体，稳定性好。根据现场情况，讨论了3 种方法可供选择：

（1）在斜撑两翼缘板上分别焊接通长钢管，焊缝高度不小于6mm，然后用钢管垂直于通长钢管将两斜撑拉结为一体；

（2）用扣件和钢管将型钢斜撑四周加固，同时将两排斜撑拉结固定为一体；

（3）用扣件将通长钢管锁在斜撑两翼缘板上，利用扣件扣板紧固压力固定翼缘板，防止左右滑动，再用钢管拉结翼缘板上的纵向钢管，使其斜撑成为立体架构体系。

经过分析，钢管与型钢焊接，易损伤工字钢斜撑翼缘板，费工费时，焊接费用高，并且拆除困难，不利于周转使用型钢和钢管。后2种方法现场试验后，第3种方法较为适用，节省钢管，省工省时，安拆方便，利于周转[3-4]。钢管与型钢连接固定如图8所示。

图8 钢管与型钢连接固定

4.4 确定构造形式

经现场调查研究，用两道连接杆将斜撑与模架体系拉结为一体，有2种连接措施：

措施一：将型钢斜撑纵向水平加固后，用扣件将钢管垂直于斜撑锁在纵向水平管上，然后用旋转扣件与模板支撑架斜向连接，不少于2个连接点。

措施二：用扣件将平行于模架水平杆的钢管锁在两排斜撑的纵向钢管上，内侧与模架立杆用十字扣垂直连接，不少于2个连接点。

经现场搭设试验，措施一的斜撑受力较好，但对于与模架的连接及受力均不利，并且搭设不方便。措施二架体搭设方便，与内侧模架体系拉结容易，整体性好，与斜撑固定牢靠。所以，选择了第二种方法搭设。钢管与内部体系拉结方式如图9所示。

图9 钢管与内部体系拉结方式

5 结束语

本文案例的实践证明，对于超长结构悬挑斜撑体系支撑施工，通过采用钢管扣件井架式结构加强斜撑稳定性的方法，可以较好地完成悬挑结构的搭设，其安全性、经济性都能满足要求。实际工程施工中，还会遇到不同类型的悬挑支架结构，应根据具体情况进行具体分析，最终采取合适的结构形式及施工措施，以满足安全施工。