高空大跨度悬挑混凝土屋面斜拉支模施工工法

高空大跨度悬挑混凝土屋面斜拉支模施工工法xx建设集团有有限公司1前言为了满足建筑设设计时突出建建筑立面造型型的效果以及及高层上部空空间扩展的需需要,近年来高层层悬挑混凝土土结构、构件件的建筑越来来越多。但是是高空悬挑混混凝土结构构构件施工难度度较大尤其模模板支设较为为复杂。常用用的模板支撑撑系统有落地地满堂支撑架架系统和三角角型钢桁架支支撑系统，落落地满堂支撑撑架系统因搭搭设高度过高高以及场地受受限等问题很很难实施，三三角型钢桁架架存在加工安安装周期较长长、造价过高高等缺点，而而斜拉悬挑式式支撑系统具具有成本低、施施工速度较快快且不占用施施工场地等优优点，能较好好的解决以上上问题。我公公司在2014世界园艺博博览会xx大厦工程5.35米悬挑混凝凝土屋面施工工过程中，组组织技术攻关关，采用斜拉拉悬挑式支模模施工新工艺艺，进行研究究、实施、总总结、归纳，形形成了本工法法。2工法特点2.0.1本工工法采用的模模板支撑体系系均为普通周周转材料，易易于选材，且且可重复使用用，不占用场场地，造价较较低。构件现场制作加加工，安装便便捷，施工速速度较快，节节省工期。本工法所采用用的模板支撑撑体系结构定定性好，安全全性高。3适用范围本工法适用于场场地较狭窄的的高层建筑悬悬挑混凝土屋屋面结构施工工，对其他复复杂造型悬挑挑混凝土结构构施工有参考考作用。4工艺原理斜拉悬挑支模体体系由水平悬悬挑的工字钢钢、斜向拉结结钢筋及搭设设在工字钢上上的模板支架架组成。工字字钢作为模板板支架的基础础，每根工字字钢由两根锚锚固于上层结结构边梁的斜斜向钢筋拉结结，屋顶结构构荷载、施工工荷载、模板板架自重等由由模板支架传传递至工字钢钢梁，继而全全部由由斜拉拉钢筋承担。斜斜拉悬挑支模模体系示意详详见图4.0.1。斜拉悬挑支模体体系须按下面面方法进行计计算。1荷载计算分分析见式-1。图斜拉悬挑支模体系示意S=1.2QQ1＋1.4QQ2（-1）图斜拉悬挑支模体系示意式中：Q1———恒荷载，包包括结构、模模板架自重等等；QQ2——活荷载，包包括施工活荷荷载等。由荷载S值通过过力学分析计计算即可求得得最大轴力Nmax、最大弯矩Mmax。2水平悬挑工工字钢梁的截截面选型计算算1）实腹式压弯弯构件平面内内稳定性计算算见式-2：N/φ×A+ββm×M×/γ×W1×((1-0.88N/NE××)<[ff]（-2）式中：N——压压弯构件的轴轴心压力设计计值；φ×——在弯矩矩作用平面内内的轴心压杆杆稳定系数；；A――构件截面面面积；βm×——弯矩矩作用平面内内等效弯矩系系数。βm×≤1.0；M×——所计算算的构件段内内对X轴的最大弯弯矩；W1×——弯矩矩作用平面内内较大受压纤纤维的毛截面面模量；γ×——截面塑塑性发展系数数；NE×——为对对x轴的欧拉临临界力除以抗抗力分项系数数1.1；NE×=π22EA/1..1λ×2。2）实腹式压弯弯构件平面外外稳定性计算算见式-3：N/φyA+ηηβt×M×/φbW1×<<[f]（-3）式中：N——压压弯构件的轴轴心压力设计计值；φy——弯矩作作用平面外的的轴心受压构构件稳定系数数；A——构件截面面面积；η——调整系数数:箱形截面η=0.7,其他截面η=1.0；βt×——弯矩矩作用平面外外等效弯矩系系数，取值方方法与弯矩作作用平面内等等效弯矩系数数相同；M×——所计算算的构件段（构构件侧向支撑撑点之间）的的最大弯矩设设计值；φb——均匀弯弯曲的受弯构构件整体稳定定系数；W1×——弯矩矩作用平面内内较大受压纤纤维的毛截面面模量。3斜拉钢筋筋截面选型计计算见式-4：N/A≤[σ]（-4）N——斜拉杆的的轴心拉力设设计值；A——斜拉杆截截面面积；σ——斜拉杆的的抗拉强度设设计值。斜拉悬模体系系细部构造措措施1工字钢梁斜拉拉点处细部构构造。采用100×880×10mmm的不等边角角钢在悬挑工工字钢底部焊焊接牢固，在在角钢上冲直直径27mm的圆孔，斜斜拉钢筋在端端头套丝，穿穿过圆孔，加加上垫片后用用直螺纹套筒筒紧固。见图图-1～4.0.33-2。图-1工字钢梁斜拉点处细部构造图-1工字钢梁斜拉点处细部构造图-2双角钢细部构造2斜拉杆锚固固端细部构造造。斜拉杆上上端锚固于上上层楼面边梁梁内，锚固长长度不小于11G1001图集所规定定的锚固长度度。下端预先先套丝，与下下部工字钢梁梁斜拉点处拉拉杆采用直螺螺纹套筒连接接。上层楼面面边梁承载力力应通过原结结构设计院复复核验算。斜斜拉杆锚固端端细部构造见见图-3。图-3斜拉杆锚锚固端细部构构造3阳角部位特特殊构造措施施。在楼体转转角阳角部位位，工字钢梁梁无法由楼层层内部悬挑，故故考虑在上层层柱混凝土结结构中预埋钢钢板，工字钢钢梁端部与预预埋钢板焊接接作为悬挑端端支座，上部部采用斜拉杆杆拉结。阳角角部位构造措措施见图-4～4.0.22-7。图-4工字钢平面布置图-4工字钢平面布置图-5阳角悬挑部位剖面图-6预埋钢板布置图-7工字钢连接详图5工艺流程及及操作要点5.1工艺流流程计算机辅助深化化设计→现场测量放放线→构件的加工工制作→水平工字钢钢梁预埋拉环环设置→水平悬挑钢钢梁安装就位位→外防护架搭搭设→上层结构施施工斜拉杆锚锚固端预埋→斜拉杆安装装、紧固→检查、验收→水平连系杆杆安装→模板支架搭搭设→后续结构施施工。5.2操作要点点计算机辅助深化化设计。根据据建筑结构施施工图以及斜斜拉悬挑模板板体系设计计计算书，建立立CAD模型，确定定工字钢梁、斜斜拉杆等各构构件的位置及及下料尺寸。现场测量放线：：1根据计算机机模拟定位结结果，将计算算机定位点转转为现场定位位，将工字钢钢梁固定预埋埋件、斜拉杆杆锚固端位置置用红色油漆漆标注。2根据现场各各构件定位，对对斜拉杆尺寸寸校核，并将将此数据与计计算机模拟计计算结果进行行对比分析，修修正偏差，保保证拉杆安装装时的准确性性。构件的加工制作作。构件的加加工制作应严严格依据深化化设计时下料料尺寸施工。水水平工字钢梁梁加工制作时时，将梁底角角钢焊接在梁梁上。水平工字钢梁预预埋拉环设置置。结构层施施工时，按照照预埋拉环相相应位置进行行预埋施工。锚固筋采用Φ20钢筋，加工成U型，预埋在砼中，工字钢安装后，钢筋上口封闭焊接。水平悬挑工字字钢梁安装:1采用塔吊将将每根工字钢钢梁依次吊装装到位，按照照定位位置安安装，并用预预埋钢筋固定定牢固。每道道钢梁端部固固定点不少于于2处。2钢筋固定抱抱环与工字钢钢之间空隙采采用木方塞紧紧，保证工字字钢梁不滑动动。3阳角部位工字字钢梁安装。阳阳角部位工字字钢梁采用地地面拼装焊接接完成后，由由塔吊整体吊吊装到位，与与预埋钢板埋埋件焊接。外防护架体的搭搭设。水平工工字钢梁吊装装完成后，外外围防护架及及时跟进搭设设，以保证上上层结构施工工的安全。斜拉杆上部锚固固端的预埋:1上层结构边边梁钢筋绑扎扎施工时，先先将斜拉杆锚锚固端按照预预定位置放入入梁骨架内，再再进行其他梁梁筋绑扎。2边梁靠斜拉拉杆一侧合模模时，再次对对斜拉杆位置置校核微调，调调整到位后，将将斜拉杆处模模板上口。斜拉杆的安装装、紧固：1将斜拉杆钢筋筋用直螺纹套套筒与预埋拉拉杆锚固端连连接，斜拉杆杆下端穿过工工字钢梁上的的角钢孔，用用普通直螺纹纹套筒及14mm厚钢垫片紧紧固好。2每根工字钢梁梁由两根拉杆杆拉结，斜拉拉杆紧固时，必必须保证两根根拉杆同时上上紧。3预埋拉杆锚固固端与下部拉拉杆连接采用用特制直螺纹纹套筒，套筒筒长度为标准准套筒长度增增加3-5cm。套筒套丝丝采用正反丝丝，保证拉杆杆上丝时，同同进同退。同同时，斜拉杆杆加工时，加加工长度为实实测长度减掉掉3-5cm，即直螺纹纹套筒中有一一部分中空段段，作为调节节尺寸，以调调节斜拉杆准准确受力。检查验收：1工字钢梁安安装完毕、斜斜拉杆紧固后后，采用水准准仪对同一侧侧工字钢梁整整体找平，对对存在偏差的的构件进行局局部微调，保保证结构体系系受力均匀。2安装完毕后后应对斜拉杆杆进行全面检检查，保证紧紧固到位。水平连系杆安装装。在工字钢钢梁悬挑段加加设2到水平连系系杆，采用20号槽钢，与与工字钢梁焊焊接，以增强强斜拉杆支撑撑体系的平面面稳定性。模板支架搭设。模模板支架的搭搭设按照普通通悬挑模板支支架相关搭设设要求进行施施工。6材料与设设备6.1材料工字钢其主要质质量性能指标标应符合《热热轧工字钢尺尺寸、外形、重重量及允许偏偏差》GB//T706--2008要求。型号号及数量根据据现场实际情情况计算确定定。钢管必须具有有合格证和备备案证。壁厚厚、尺寸允许许偏差等须符符合《建筑施施工扣件式钢钢管脚手架安安全技术规范范》JGJ1130-20011的质量量规定。钢筋。应采用用HRB4000级钢筋，其其性能指标应应符合《钢筋筋混凝土用热热轧带肋钢筋筋》GB14499.2--2007规规定要求。6.2机具设设备施工机具主要要包括：塔吊吊、电焊机、直直螺纹套丝机机、圆盘锯、经经纬仪、水准准仪、钢尺、卷尺、管钳、焊缝检查尺。7质量控制7.1规范与与标准《建筑工程施施工质量验收收统一标准》GB503300《建筑施工扣扣件式钢管脚脚手架安全技技术规范》JGJJ130《钢结构工程程施工质量验验收规范》GB550205《钢筋机械连连接技术规程程》JGGJ1077.2质量控控制措施严把材料质质量关，各种种材料无合格格证及检验报报告不予验收收。预埋件的安安装必须严格格按照设计要要求及验收规规范制作、预预埋。必须保保证位置正确确，规格型号号符合设计要要求。斜拉杆上部锚锚固端预埋施施工时，应先先将锚固端放放入梁骨架内内，后绑扎梁梁主筋。钢结构施焊焊作业必须由由专业焊工施施工，项目部部质检员应对对焊缝厚度、垫垫片开孔尺寸寸等全部进行行检查，保证证钢结构的施施工质量。直螺纹套筒须有有合格证和材材料质量证明明书。钢筋丝丝头螺纹应饱饱满，不得有有螺纹大径低低于螺纹中径径的不完整丝丝扣。加工的的钢筋丝头应应逐个自检，出出现不合格丝丝头时严禁使使用。斜拉杆紧固施施工时，上下下端斜拉杆应应一次性紧固固到丝头位置置。斜拉杆底底部套丝长度度应适当加长长，丝长约标标准丝长得1.5倍。以保证证每根斜拉杆杆均能调试到到均匀受力状状态。8安全措施施工负责人人必须对职工工进行安全生生产教育，提提高职工安全全生产思想意意识及自我保保护能力，自自学遵守安全全纪律、安全全生产制度，服服从安全生产产管理。所有的施工工及管理人员员必须严格遵遵守安全生产产纪律，正确确穿、戴和使使用好劳动防防护用品。特殊工种的的操作人员必必须按规定经经有关部门培培训，考核合合格后持有效效证件上岗作作业。起重吊吊装人员遵守守十不吊规定定，严禁不懂懂电气、机械械的人员擅自自操作使用电电器、机械设设备。施工用电要要符合国家现现行标准《施施工现场临时时用电安全技技术规范》JGJ46的有关规定定。氧气、乙炔炔、油漆等易易爆、易燃物物品，应妥善善保管，严禁禁在明火附近近作业，严禁禁吸烟。当有六级及六级级以上大风、雾雾、雷雨和雪雪天应停止脚脚手架搭设与与拆除作业。雨雨、雪、大风风后应及时检检查脚手架，合合格后方可允允许施工人员员使用，上架架作业应有防防滑措施，并并应扫除积雪雪。搭拆脚手架时，地地面应设围栏栏和警戒标志志，并派专人人看守，严禁禁非操作人员员入内。人员员上下脚手架架必须走设安安全防护的人人行道和斜道道，严禁攀爬爬脚手架上下下。在脚手架架上进行电、气气焊作业时，必必须有防火措措施和专人看看守。9环保措施保证施工噪噪声符合《建建筑施工场界界噪声限制》（GB12523）的要求，昼间不大于62分贝，夜间不大于55分贝。现场材料应分分类统一堆放放，标识清楚楚，废弃垃圾圾应集中堆放放、处理。10效益分分析10.1经济济效益分析以2014xxx会xx大厦工程为为例，该工程程悬挑屋面檐檐口高度37.35米、最大跨跨度5.35米。采用斜斜拉悬挑支模模的方式同落落地满堂支撑撑架、三角型型钢桁架支模模体系相比，成成本分析如下下。表三种支模模方式建筑面面积单平方米米造价分析对对比项目材料单价人工费工期备注落地满堂支撑架139.4元//㎡22元/㎡18天根据规范规定，搭搭设高度不宜宜超过36m，且架体上上荷载总和标标准值不应大大于7.5kkN/m2。三角型钢桁架702元/㎡45元/㎡45天成本与工期、悬悬挑构件高度度无关斜拉悬挑支模281元/㎡21.41元//㎡30天成本与工期、悬悬挑构件高度度无关10.2社会会和环保效益益采用本工法，提提高了劳动生生产率，加快快了施工进度度，达到设计计效果，提高高了公司的社社会信誉。11应用实例例11.122014年xx项目（xx大厦）工程概况。本工工程位于青岛岛市崂山区xx大道以北，涧涧西以路西，纵纵五路东侧。总总建筑面积约约46000平方米。地地下2层，地上1#楼9层，建筑高高度为37.4米；2#楼7层，建筑高高度为29.2m。本工程抗抗震等级为三三级，框架结结构，采用筏筏板基础。本本工程将来作作为2014年青岛xx会展会期间间行政指挥中中心，为xx会重点工程程。质量目标标确保“泰山杯”。工程效果果图见图11.1..1。施工情况：图工程效果图1#楼悬挑部位位为1-3～1-8/11-A～1-F轴，结构悬悬挑长度分别别为5.35米、4.95米、2.85米。斜屋面面最外侧设计计一道横梁，梁梁截面尺寸为为300mmmx600mmm。屋架层高高度为5.38米，混凝土土强度等级C30。施工时，在在7层楼面安放18号悬挑工字字钢梁，局部部部位采用22号工字钢。布布置间距为900mm，采用两道Φ16预埋钢筋固固定。悬挑工工字钢离端部部1.35米处设两根根直径25mmHHRB4000螺纹钢筋作作斜拉，荷载载全部由斜拉拉钢筋承担，在8层楼面边梁处预埋直径25mm的HRB400钢筋两根（锚固长度＞1000mm），钢筋端头均预先套丝，斜拉钢筋与锚固端采用直螺纹套筒连接。在工字钢梁悬挑段加设2到水平连系杆，采用20号槽钢，与工字钢梁焊接，以增强斜拉杆支撑体系的平面稳定性。水平悬挑工字钢上搭设满堂脚手架作为屋面模板支撑体系。悬挑结构模板支撑体系采用扣件式满堂脚手架，立杆横向间距900㎜，纵向间距900，步距1500㎜，操作层小横杆间距900㎜。图工程效果图2#楼悬挑部位位为沿屋面四四周，结构悬悬挑长度为4.6m和3.5m两种。屋架架层高度为4米。其中在2-1～2-G轴、2-3～2-G轴阳角处悬悬挑4.6米，混凝土土强度等级C30。施工时，在在5层楼面安放18号悬挑工字字钢梁，局部部部位采用22号工字钢。布布置间距为900mm，采用两道Φ16预埋钢筋固固定。悬挑工工字钢离端部部1.7米处设两根根直径25mmHHRB4000螺纹钢筋作作斜拉，荷载载全部由斜拉拉钢筋承担，在6层楼面边梁处预埋直径25mm的HRB400钢筋两根（锚固长度＞1000mm），钢筋端头均预先套丝，斜拉钢筋与锚固端采用直螺纹套筒连接。在工字钢梁悬挑段加设2到水平连系杆，采用20号槽钢，与工字钢梁焊接，以增强斜拉杆支撑体系的平面稳定性。阳角部位采用22-b号工字钢梁按设计方案地面拼接完毕后，整体吊装至5层楼面与柱结构内预埋钢板焊接，每根工字钢梁由2根直径25mm斜拉钢筋拉结。模板支撑架搭设要求同1#楼。1#、2#楼屋屋面结构施工工时间为2012年11月至2013年1月。现场施施工图见图-1～11.1..2-4。图-1工人安装装斜拉杆图11.1..2-2架体施工完完毕效果图-3斜拉杆细细部节点图11.1..2-4屋面成型效效果应用效果。本工工程采用该工工法施工，工工人施工简单单快捷，悬挑挑架系统稳定定，施工平稳稳有序，工期期质量目标顺顺利达到既定定要求，得到到了建设单位位的好评。11.2220114青岛世界园园艺博览会xx文化交流中中心工程图工程效果图工程概况。本工工程位于天水水路27号，原百果果山森林公园园内。总建筑筑面积163389㎡。地下2层，地上3层，建筑高高度为24米。本工程程抗震等级为为三级，框架架结构。工程程效果图见图图11.2.图工程效果图施工情况。本工工程屋面为斜斜坡现浇结构构，悬挑部位位为沿屋面四四周，结构悬悬挑长度为2.5m。屋架层高高度为3.5m。混凝土强强度等级C30。由于本工工程工期非常常紧，现场无无搭设落地式式模板支撑架架的条件，施施工时，在3层楼面安放18号悬挑工字字钢梁，布置置间距为1200mmm，采用两道Φ16预埋钢筋固固定。悬挑工工字钢离端部部1.5米处设两根根直径22mmHHRB4000螺纹钢筋作作斜拉，荷载载全部由斜拉拉钢筋承担。施施工时间为2013年6月-2013年7月。应用本工法屋面面施工速度较较快，且施工工质量较好，观观感质量也达达到了预期效效果，得到了了建设单位及及监理单位的的一致好评。工法应用用证明2014年xxx项目（xx大厦）位于于青岛市崂山山区xx大道以北，涧涧西以路西，纵纵五路东侧。总总建筑面积约约46000平方米。地地下2层，地上1#楼9层，建筑高高度为37.4米；2#楼7层，建筑高高度为29.2m。本工程抗抗震等级为三三级，框架结结构，采用筏筏板基础。本本工程将来作作为2014年青岛xx会展会期间间行政指挥中中心，为xx会重点工程程。质量目标标确保“泰山杯”。1#楼悬挑部位位为1-3～1-8/11-A～1-F轴，结构悬悬挑长度分别别为5.35米、4.95米、2.85米。斜屋面面最外侧设计计一道横梁，梁梁截面尺寸为为300mmmx600mmm。屋架层高高度为5.38米，混凝土土强度等级C30。施工时，在在7层楼面安放18号悬挑工字字钢梁，局部部部位采用22号工字钢。布布置间距为900mm，采用两道Φ16预埋钢筋固固定。悬挑工工字钢离端部部1.35米处设两根根直径25mmHHRB4000螺纹钢筋作作斜拉，荷载载全部由斜拉拉钢筋承担，在8层楼面边梁处预埋直径25mm的HRB400钢筋两根（锚固长度＞1000mm），钢筋端头均预先套丝，斜拉钢筋与锚固端采用直螺纹套筒连接。在工字钢梁悬挑段加设2到水平连系杆，采用20号槽钢，与工字钢梁焊接，以增强斜拉杆支撑体系的平面稳定性。水平悬挑工字钢上搭设满堂脚手架作为屋面模板支撑体系。悬挑结构模板支撑体系采用扣件式满堂脚手架，立杆横向间距900㎜，纵向间距900，步距1500㎜，操作层小横杆间距900㎜。2#楼悬挑部位位为沿屋面四四周，结构悬悬挑长度为4.6m和3.5m两种。屋架架层高度为4米。其中在2-1～2-G轴、2-3～2-G轴阳角处悬悬挑4.6米，混凝土土强度等级C30。施工时，在在5层楼面安放18号悬挑工字字钢梁，局部部部位采用22号工字钢。布布置间距为900mm，采用两道Φ16预埋钢筋固固定。悬挑工工字钢离端部部1.7米处设两根根直径25mmHHRB4000螺纹钢筋作作斜拉，荷载载全部由斜拉拉钢筋承担，在6层楼面边梁处预埋直径25mm的HRB400钢筋两根（锚固长度＞1000mm），钢筋端头均预先套丝，斜拉钢筋与锚固端采用直螺纹套筒连接。在工字钢梁悬挑段加设2到水平连系杆，采用20号槽钢，与工字钢梁焊接，以增强斜拉杆支撑体系的平面稳定性。阳角部位采用22-b号工字钢梁按设计方案地面拼接完毕后，整体吊装至5层楼面与柱结构内预埋钢板焊接，每根工字钢梁由2根直径25mm斜拉钢筋拉结。模板支撑架搭设要求同1#楼。1#、2#楼屋屋面结构施工工时间为2012年11月至2013年1月。本工程采用该工工法施工，工工人施工简单单快捷，悬挑挑架系统稳定定，施工平稳稳有序，工期期质量目标顺顺利达到既定定要求，得到到了建设单位位的好评。xx（集团）有有限公司经济效益证明工法名称高空大跨度悬挑挑混凝土屋面面斜拉支模施施工工法用于工程项目名名称2014年xxx项目（xx大厦）应用时间2012年111月~2013年1月以2014xxx会xx大厦工程为为例，该工程程悬挑屋面檐檐口高度37.35米、最大跨跨度5.35米。采用斜斜拉悬挑支模模的方式同落落地满堂支撑撑架、三角型型钢桁架支模模体系相比，成成本分析如下下。三种支模方式建建筑面积单平平方米造价分分析对比表项目材料单价人工费工期备注落地满堂支撑架139.4元/㎡22元/㎡18天根据规范规定，搭设高度不宜超过36m，且架体上荷载总和标准值不应大于7.5kN/m2。三角型钢桁架702元/㎡45元/㎡45天成本与工期、悬挑构件高度无关斜拉悬挑支模281元/㎡21.41元/㎡30天成本与工期、悬挑构件高度无关财务认证处财务经理::(签字)年月日填报单位认证总工室(签字)):年月月日项目经理(签签字):年月月日计算人(签签字):年月月日技术评审审证书成果名称称：高空大跨跨度悬挑混凝凝土屋面斜拉拉支模施工工工法完成单位位：xx建设集团有有限公司青岛东亚建建筑装饰有限限公司组织评审单位位：青岛市土土木建筑工程程学会（盖章章）评审日期期：年月日简要技术术说明及主要技术性能指标近年来高层悬挑挑混凝土结构