屋面悬挑梁施工技术创新

屋面悬挑梁施工技术创新浙江建设集团有限公司QC小组一、课题概况项目内容工程名称基督教堂主楼、附楼工程地理位置市苎萝路以南，南市路以东，人民南路以西建筑面积总建筑面积11103.0m2，其中地上建筑面积8057.0m2，地下建筑面积3403m2框架结构结构形式地下一层，地上教堂附楼三层，教堂主楼三层加塔楼合同工期210日历天质量目标钱江杯优质工程悬挑梁屋面为悬挑梁板结构，屋面标高为+23.16m，屋面结构总长55.2m，由5榀悬臂梁组成

基本情况介绍，悬臂跨度为10.6m，现浇坡度为270。制表：日期：年9月10日工程效果图0二、小组概况：课题类型：创新型小组名称所在部门成立日期小组注册日期小组注册号课题注册号浙江建设集团有限公司QC小组基督教堂主楼、附楼工程项目部.9.10.9.10小组成员浙QC-浙QCK-15091509姓名性别文化程度职务职称组内分工备注女大学QC活动顾问高级工程师组长男大专项目经理高级工程师副组长小组成员均受T男大专技术负责人工程师副组长QC教育培训合格，男中专施工员助工组员平均受TQC教育达7女中专资料员助工组员5小时。平均出勤率男大专安全员助工组员男高中木工班技术员组员达95%。男初中钢筋工班/组员男高中砼工班/组员说明：小组活动时间：.9.10—.11.22活动次数：8次三、选题理由理由一：施工难度大：基督教堂主楼、附楼工程屋顶构架形式为悬挑梁板结构，施工屋面标高为+23.16m，由5榀悬臂梁组成，悬臂梁跨度为10.6m，屋面结构总长55.2m。（附图）屋面平面图理由二：安全要求高：层架结构面与屋面相对高差0.5m，屋面檐口挑出外墙面6.0m，现

浇板坡度为270。理由三：创杯需要：该工程是市地标项目，也是公司创优重点项目，项目管理目标为确保“兰花杯”，争创“钱江杯”，其屋面悬挑构架的施工是工程创优质结构的重要分项之一，因此必须确保构架施工安全，分项工程质量评定优良。综合以上原因：我们小组认为屋面悬挑梁的施工不仅是本工程的施工难点，也是我们QC小组从没有接触过的施工技术，它在优质结构的评定具有关键性的作用，具有一定的挑战性。因此，我们选择了“屋面悬挑梁施工技术创新”的QC活动课题。四、确定突破口：1（一）施工难点分析：根据本工程的特点，由于屋顶悬挑构架的特殊性，QC小组展开讨论，找出了下列难点：1、模板搭设及稳定性控制难度大：由于施工层标高为+23.16m，悬臂梁跨度为10.6m，现浇板的坡度为270，其模板体系为斜支撑体系。2、没有合适的模板支撑面：由于屋面构架挑出外墙6m，屋架与屋面层相对高差0.5m，中间无其他结构平台。3、混凝土浇筑难度大：5榀梁的梁宽为400mm，梁高为1000mm、1500mm不等，连系小梁宽120mm，梁高240mm、150mm等等，构架梁的截面比较小，高空浇筑存在一定难度。（二）确定工作突破口讨工作突破口讨论研究确定模板支撑系统方案1、与监理工程师，公司技术中心讨论确定模板支撑系统搭设方案；五、课题目标及可行性分析：（一）课题目标：定量目标：砼允许偏差项目合格率达90%以上。定性目标：悬挑梁构架施工分项质量评定优良。（二）可行性分析：1、人：首先我们的QC团队从人员结构上比较合理，QC小组领队主持编写的QC成

果已连续10几年获得全国工程建设优秀QC成果称号。2、法：（1）QC小组成员系统性学习了QC活动程序及统计工具的运用，平均受TQC教育时

间达到75小时，为小组活动及目标的实现提供技术保证。（2）根据调查统计资料：主楼三层、四层实测实量为：砼允许偏差项目合格率调查表序号层数项目实测点数量合格点数量合格率轴线定位2018

标高20181三层砼截面尺寸2017垂直度2017表面平整度2019合计10089轴线定位2019标高201789%2四层砼截面尺寸2018垂直度2017表面平整度2017合计1008888%合计88.5%编制：时间：年9月15日2论证结论：从以上几点可以看出，只要我们认真实施小组计划，严控各项措施，砼允许偏差项目合格达90%以上是可以实现的。六、方案选择及论证：（一）、方模考虑梁板预制吊装方案一：案板直接利用外墙脚手架搭设讨论：支根据工作突撑方案二：破口，QC小组召开系利用外墙脚手架里立杆进行搭设了专题会议，对悬挑统考虑整体现浇方梁构架施工进行分方案三：析，并针对现浇和预制吊装利用屋面层进行支撑系统搭设展开讨论，提出屋面构架模板支撑系统方案。系统图编制：时间：年9月15日（二）、方案可行性分析：QC小组根据提出的模板支撑系统方案进行了可行性论证，提出最佳方案。模板支撑系统最佳方案可行性论证表序号方案可行性论证组边飞员标权京评价张胡培建翁棋张月沈国张国综合是否光平凯军兴军得分采准数

用12预制梁板吊装，直接利用外墙脚手架搭设。利用外墙脚手架里立杆进行搭设1、搭设简易，可实施，但吊装难度大，费用高；2、吊装平台搭设困难；3、受场地限制，最西面吊装无法到位。（附图）1、在屋面立杆上加倍加密，利用外墙脚手架受力，荷载增加，受力不均匀；（附图）2ϕ受风荷载影响，支撑系统稳定性相对较差；3、钢管耗用量大，费用较高。稳定性2○○○

◎3△△○○○

◎1◎○◎◎◎○○小计962○○○○○○◎3○○○

◎

○1◎○○○◎◎◎小计81安全性经济性稳定性安全性经济性不采用不采用33利用屋面层进行斜支撑系统搭设1ϕ斜支撑四面悬空，搭设有一定难度，但有外墙防护架可作防护，相对安全；（附图）2、利用斜支撑搭设，不受风荷载影响，支撑系统相对稳定；3、钢管耗用量小，费用相对较小。稳定性2△△

3△△△△

1△△△△

小计146安全性经济性采用表中：△4分

3分○2分◎1分编制：时间：年9月15日方案论证一：预制吊装成本高，吊装平台搭设难，并且从平面图主分析：西面吊装不能够到位。楼认证结论：方案不可行。方案论证二：从搭设结构图分析：利用外墙脚手架里立杆进行搭设，在屋面立杆上加倍加密，因为借助外墙脚手架受力，并且受到风荷载的影响，从而影响了外墙脚手架的稳定性。里立杆搭设示意图论证结论：方案不可行。方案论证三：利用屋面层进行斜支撑搭设，模板支撑承载力通过模板传递至屋面结构层受力，并且可利用外墙防护架进行安全防护，构架搭设相对稳定、安全。论证结论：方案可行。斜支撑塔设示意图七、对策措施：模板支撑系统最佳方案选定以后，QC小组根据方案进行专题讨论，确定该方案重点控制项目。（一）确定控制项目模板支撑系统控制项目序号讨论地点讨论时间控制项目会议主持人1利用屋面层进行模板支撑系统搭设项目部会议室.9.1742放样与定位精度控制项目部会议室.9.173“三工序”控制项目部会议室.9.17制表人：时间：年9月18日（二）制定具体的对策措施明确了具体的控制项目后，接下来小组成员在技术负责人的带领下，针对每个控制项目分别制定了具体的对策和措施并汇总形成如下表。对策措施表序号项目对策(what)具体措施（how）目标(why)地点(where)完成时间(when)负责人(who)1利用屋面层进行模板支撑系统搭设支撑牢固1、编制模板搭设方案；2、计算支撑结构体系的承载力；3、严格控制搭设过程。1、精确计算斜率及坐标满足要求项目部.9.252放样与定位精度控制准确放样认真复核点位置；2、根据现场基准点放线并进行复核。符合规范现场.9.25“三工序”控制落实专人1.编制施工工艺流程；2.进行详细的交底；3.制定项目内控标准。符合标准现场整个施工期间3编制：时间：年9月18日八、对策实施实施一：建立质量控制系统，编制模板支撑体系方案。1ϕ建立质量控制系统，明确责任分工。质量控制系统方案编制与实施控制组织、协调和沟通组长轴线控制技术交底与测量定公司边技术复核及质量验收工程飞京资料整理部检查钢筋质量控制模板质量控制张国中混凝土质量控制自检互检专检52、编制模板搭设方案：斜支撑搭设示意图编制：审批：时间：.9.223、模板体系强度和稳定性计算：3.1、混凝土浇筑时为最不利工况，荷载通过模板传递给龙骨——架体——基础。3.2、荷载取值：3.2.1、恒载：梁的混凝土自重：q1=25.5KN/M3、板的混凝土自重：q2=25.1KN/M3木模板自重：q3=0.5KN/M2（钢模板：0.75）立杆自重：q4=0.052KN/M（根据架体高度计算）2.2.2、施工荷载：人员设备及混凝土浇筑时的振捣：q5=3KN/m22.3、荷载组合：1.35恒载+1.4活载4、500*1200的梁的计算(取最不利大小梁计算)4.1梁下主、次龙骨的计算次龙骨采用50mm*50mm的木方为材料，次龙骨弹性模量E=9000N/MM2,截面模量W=20833MM3,截面惯性矩I=520833MM4。梁下次龙骨间距为100MM。主龙骨采用50*80*2.5方管，弹性模量为E=206000N，截面模量为W=13780MM3，截面惯性矩I=551300MM4。4.1.1梁下次楞验算作用于次龙骨上的均布荷载：q=1.35*(q1*梁高*次龙骨间距+q3*次龙骨间距)+1.4*q5*次龙骨间距=1.35×(25.5×1.2×0.1+0.5×0.1）+1.4×3×0.1=4.62KN/M

次龙骨弯矩：qbaba4.620.50.2530.50.253M20.22·a0.147KNM2l0.6522l0.65次龙骨强度计算：M10.6130.22106强度符合要求σMPAMPAW20833次龙骨挠度计算：baba4(a)()2324qbaba4a2b2llf(4l)(a)22224EIllllba2450025322500253(4650)(147)6506506504.6250025350025350025324900052083334(147)()4650650500253650小于容许挠度l4.33mm6501501504.1.2梁下主楞验算2.02mm6作用于主龙骨上的均布荷载：q=1.35*(q1*梁高*主龙骨计算宽度+q3*主龙骨计算宽度)+1.4*q5*主龙骨计算宽度=1.35×(25.5×1.2×0.25+0.5×0.25）+1.4×3×0.25=11.55KN/M

主龙骨弯矩：M0.07ql20.0711.550.7520.46KN·M主龙骨强度计算：M10633.42050.46强度符合要求

σMPAMPAW13780主龙骨挠度计算：044.521ql0.521.557500.1711mm100EI100206000551300小于容许挠度l5mm7501501504.2双槽钢验算双槽钢采用2根6号槽钢材料焊接,放置于盘扣脚手架盘上。双槽钢截面模量W=32.2×103mm3、惯性矩I=102×104mm4、弹性模量E=206000N/mm2将梁对方管的力简化为集中荷载Q，求出2个U托的支撑力Fa、Fb，而支座对双槽钢托梁的力即F1、F2。F1=Fa;F2=Fb取500*1200的进行验算：由力的平衡方程：Fa+Fb=QQ=1.35*{q1*梁高*梁宽*单跨内梁最大计算长度+q3*(梁宽+2*梁高）*单跨内梁最大计算长度}+1.4*q5*梁宽*单跨内梁最大计算长度=1.35×{25.5×1.2×0.5×0.975+0.5×（0.5+2×1.2）×0.975}+1.4×3×0.5×0.975=24.1KN

由力矩平衡方程可知：Fb×0.65=Q×0.266,即Fb=9.86,Fa=14.24KN

由力矩平衡可知F1=Fa=14.24KN，F2=Fb=9.86KN,N1=11.22KN,N2=12.88KN

双槽钢弯矩Mmax=4.21KN·M双槽钢梁强度计算:M1312054.21106强度符合要求σMPAMPA

W32.2103双槽钢挠度计算：Fx3l4x1424037531200-43752222f11.99mm148EI48206000102104Fx3lx17531200217522249860-4f20.722mm48EI48206000102104ff1f1.990.722.71mm2小于容许挠度l8mm12001501504.3圆盘受力计算取500*1200的梁进行验算：由3.2可知N1=11.22KN、N2=12.88KN

N=max{11.22KN、12.88KN}=12.88kN

由此可知，圆盘受力N<「N」=40kN4.4梁下立杆稳定性计算4.4.1不组合风荷载时梁下立杆稳定性验算：500*1200梁立杆稳定性验算由3.2可知N1＝11.22KN，N2=12.88KN7立杆受到板的荷载为N3N31.35N1.4N1.3525.10.150.6841.0940.50.6841.094GKQK1.430.6841.0947.5KN支撑立杆最高为10.4米，架体自重N4=1.35*2*0.052*10.4=1.46KN梁下单根立杆受的荷载大小为NN2N3N412.887.51.4621.84KN立杆计算长度12120.3421.351.352.034l0ah500*1200梁下式中：a—为a1、a2中的较大值：a1—扫地杆高度h1与步距h之比；a2—

悬臂长度h2与步距h之比；立杆长细比λ=L0/i=203.4/1.59=128，按照长细比查表得到轴心受压

立杆的稳定系数φ=0.309立杆稳定性计算：N21840稳定性符要求

157MPAf300MPAA0.3094504.4.2组合风荷载时梁下立杆稳定性验算：500*1200梁立杆稳定性验算本地基本风压值取W0=0.45KN/㎡，计算风荷载体型系数计算风荷载体形系数μs将支架视为桁架，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定计算。支架的挡风系数ϕ=1.2×An/(la×h)=1.2×0.117/(0.75×1.35)=0.139μs=1.3ϕ=1.3×0.139=0.181式中An=(la+h+0.325lah)d=(0.75+1.35+0.325×0.75×1.35)×0.0483=0.117M2

An----一步一跨内钢管的总挡风面积。la----立杆纵距0.75m。h-----步距1.35m。d-----钢管外径0.0483m。系数0.325-----支架立面每平米内剪刀撑的平均长度。立杆段距地面计算高度H=20m，按地面粗糙度C类有密集建筑群的城市市区。风压高度变化系数μz=0.74。立杆段风荷载标准值ωk=μzμsω0=0.74×0.181×0.45=0.06kN/m2风荷载产生的弯矩标准值：MWKka8.210·0lh2.751.350.062-3KNM1010组合风荷载时Q=1.35*{q1*梁高*梁宽*单跨内梁最大计算长度+q3*(梁宽+2*梁高）*单跨内梁最大计算长度}+0.9*1.4*q5*梁宽*单跨内梁最大计算长度=1.35×{25.5×1.2×0.5×0.975+0.5×（0.5+2×1.2）×0.975}+0.9×1.4×3×0.5×0.975=23.9KN由力的平衡方程：由力矩平衡方程可知：Fb×0.65=Q×0.266,即Fb=9.78,Fa=14.12KN

由力矩平衡可知F1=Fa=9.78KN，F2=Fb=14.12KN,N1=11.13KN,N2=12.77KN

梁下单根立杆受的荷载大小为NN2N3N412.777.51.4621.73KN组合风荷载时立杆稳定性计算：立杆弯矩设计值为MMKNQM1.48.210-311.4810-3·MWK'EA3.1424502206000NE55785.2N12822NMAW11.1稳定性符要求NN'E217300.30945011.4810310621730473011.10.30955785.2159MPAf=300MPa结论：支撑体系从强度和稳定性两方面都是安全的。84、进行脚手架搭设，严格控制安全设施。⑴由安全员对全体搭设人员进行屋面构架支撑体系搭设的专项安全技术交底，特别强调高空临边须遵守的各项规定，要求班组负责人时刻在现场督促工人做好安全措施。⑵项目部会同各有关人员对搭设要求进行认真研讨，制订专项的支撑体系搭设方案，要求班组严格按方案操作。即立杆间距为60cm设一道，水平杆离地30cm设一道扫地杆，上部设二道水平杆，并在每一平面上设置剪刀撑，角度控制在450—600。⑶剪刀撑外立杆搁置点在屋面沿沟上口，所以防护要求较严格，要求班组在里立杆搭设至第二杆水平杆时，再加设外立杆（即斜杆），同时须做好抛撑，以增加临时架子的稳定性，搭设斜杆时，要求三人同时操作，以保证搭设时的安全，考虑到高空且悬空作业，支撑体系搭设时铺设脚手片，来防止扣件等散落。实施效果：立杆强度与稳定性均符合要求，整个搭设过程安全无事故，符合要求。实施二：准确放样并进行定位精度控制。1、精确计算坐标位置：以A点为基准点精确计算各坐标点位置，计算公式为Y=X/cos32.2015150G轴：X1=4.655则Y1=4.655/cos32.150=5.493B轴：X2=2.855则Y2=2.855/cos32.150=3.369（注：Y1、Y2为斜点距离）2、确定发射点位置：根据计算数据，由项目部施工员进行实际放线，并用测量仪器进行校验，确定发射点的位置。3、检查复核：测量放线实施后，由技术负责人进行测量复核，做好复核记录，确保各点位置准确。实施效果：年9月25日，经现场技术负责人的检查，定位准确，符合要求。实施三：制定悬挑梁构架施工工艺流程，并严格控制三工序施工。1、编制施工工艺流程。标钢筋绑扎技术交定位放样弹技术轴线复底模铺高截面尺寸隐蔽验水电预埋施工构架梁侧模模板复核砼浇捣前的开具浇捣砼浇捣并养根据拆模试块施

工总施工工艺流程图编制：日期：年9月28日2、模板质量控制：92.1模板采用定型木模，内外钢管支撑体系加固成型。2.2悬挑梁采用钢管支撑多层板组成的模板体系，用盘扣定型定位。2.3内控标准，明确实测项目的允许偏差，落实责任。模板施工规范允许偏差与内控标准序号项目允许偏差内控偏差检查方法责任人1轴线位移54用卷尺量检查2柱、梁截面+4，-5±3用卷尺量检查3标高±5±3抄平后用卷尺量4表面平整度53用检查尺检查5相邻板高度22用检查尺检查编制：时间：年9月28日3、钢筋质量控制：3.1根据钢筋翻样图复核钢筋数量、尺寸；3.2组织技术交底，明确钢筋的规范允许偏差与内控标准；钢筋施工规范允许偏差与内控标准序号项目允许偏差内控偏差值检查方法责任人1受力钢筋间距±10±82钢筋箍筋间距±20±153弯起点移位±20±15骨架宽度、高度4±5±4用卷尺量编制：时间：年9月30日3.3根据方案布置钢筋，确保钢筋的位置准确，由技术负责人进行验收，并请公司质安人员核验后进行下道工序。4、混凝土浇捣控制：4.1混凝土浇捣顺序：由西向东，先主梁后次梁；4.2混凝土严格按照配合比，主次梁节点因钢筋过密，采用C30细石混凝土浇捣；4.3控制混凝土拌和料的下落速度，防止模板变形；4.4由质量员经常检查拌和物的质量状况，包括坍落度检测，并形成检查记录；4.5做好砼的养护，控制拆模时间。养护由专人负责，用草垫、草皮做好防冻工作。拆模时，待混凝土强度达到要求下达拆模通知书后，方可拆模。实施效果：年10月30日，QC小组在技术负责人带领下，对现场施工质量进行了现场检查，梁柱节点施工质量良好，受到甲方及现场监理的一致好评。九、效果检查经过近二个月的活动，工程主体于年11月10日顺利封顶，屋面悬挑构架施工