论文部分内容阅读
摘 要：高层建筑是当前社会发展以及城市化进程不断加快的必然结果。正因为建筑受到了高度的限制，因此在其施工过程中具有较大的难度，据此，本文结合某高层建筑工程为例，首先对高空反弧悬挑结构施工技术的难点问题进行探讨，然后分析了高空反弧悬挑结构施工技术在高层建筑中的应用，以供相关技术人员参考。
关键词：高层建筑；反弧悬挑结构；模板支撑；施工技术
在高层建筑工程采用高空反弧悬挑结构进行施工的过程中，最为重点的问题也就是对模板的支撑设计，因为该设计直接关系到整个工程的质量以及稳定性。在设计高空反弧悬挑结构时，由于采用的是清水混凝土，所以在设计之前要求施工人员做好模板工程，其中包括放样、定型以及测量等施工环节。另外，我们还需要重视混凝土的浇筑问题。下文以某工程为例，浅要分析了高空反弧悬挑结构在高层建筑中的施工与应用。
1 工程概况
某高层建筑工程中，根据测量其总建筑面积达到2万平米，分为地上结构16层和地下结构1层，其中可将其分为两幢单独建筑。该建筑的结构形式均为框架剪力墙结构。建筑属于混合建筑，集商用、民用为一体，另加地下车库。在建筑的上部结构中，我们设计的阳台属于弧形，并在建筑表面的两侧都设计了反弧装饰，在很大程度上达到了建筑的美观效果。
2 施工难点分析
在建筑工程的反弧装饰过程中，由于其位置处于屋面标高56.7m的位置，弧面半径为3.8m，三跨共计长度达到24m，另设有四根挑梁，以作支撑之用。另外，我们在建筑工程施工过程中，要求从主体结构向外悬挑3.412m，经过分析，此时其结构的重量为40.3吨，倾覆力矩为7.5kN/m。由上可知，施工人员需要对模板的支撑作用进行合理的设计，只有这样才能够保障建筑工程的安全与稳定，从而保证工程的适量。在对高空反弧悬挑结构设计的过程中，由于需要采用的是清水混凝土，首先，我们需要根据相关规定要求來配置混凝土，使其达到设计的要求，其次，因为混凝土的施工是在土料施工之前，因此要求混凝土的成型好，质量高。据此，我们就需要对模板支撑进行合理的设计，只有保证模板工程各项施工环节的质量，才能够保证反弧悬挑结构的施工质量。除此之外，在反弧悬挑结构中，混凝土的浇筑也是一大施工难点，因此，要求所浇筑混凝土的质量达到标准，流动性、密实度都需要符合设计的要求，只有将每一道工序做好，保证施工质量，才能够真正保证反弧悬挑结构的质量，使建筑工程在达到美观效果的基础上保证质量，延长其使用寿命。
3 模板支撑体系选型
在本工程施工之前，工程师应该根据工程的特点以及功能拟定多个施工方案，然后再进行比较，选用合适的施工方案进行施工，在本工程施工过程中，我们需要采用的是型钢悬挑、底部加设钢管斜撑的施工方案。通过分析，这种施工方案的优点是：1）不管是搭设施工还是拆卸施工，都相当简便；2）可以将施工场地合理的利用起来；3）所需的材料较少，并可拆卸之后还可循环使用，节省了资源以及成本。施工工艺是：首先，施工人员需要在15层楼的楼面位置架设相应的钢梁，然后将其外挑控制在4.0m左右，内部附着在楼面2.0m的位置处；其次，采用三排φ16的高强度螺栓将各个钢梁进行连接，保证其质量；再次，为了提高建筑楼面对钢挑梁的承载力，我们可以在钢梁下部适当的位置挑出斜撑，并与钢梁相互焊接，使之形成一个三角架，降低钢挑梁的自重；最后，施工人员应该其位置搭设扣件式脚手架，完成挑檐结构体系的建设。
4 结构计算
4.1 基本假定
4.1.1 假定钢挑梁根部锚筋与楼面联结无相对位移，钢挑梁近似为一端固定，一端自由的悬臂件。
4.1.2 假定钢管斜撑集中作用于悬臂钢梁端部，暂不考虑中部顶撑，斜撑简化成悬臂梁端支承。
4.2 荷载计算
4.2.1 圆弧自重（含挑梁、三角联系梁）：F1=403kN（16.8kN/m）
4.2.2 脚手支撑及模板自重力：F2=250N/m2
4.2.3 施工荷载：F3=2500N/m2
4.2.4 框架梁自重：F4=6.2N/m（考虑框架梁自重一半作用于支撑平台）
4.2.5 挑梁自重：
F5=31.05kg/m
4.2.6 钢排梁自重折合：
F6=17.23kg/m
则作用于钢挑梁的荷载分配如图2。
5 施工方案的实施
5.1 搭设步骤
5.1.1 根据前述挑架布置方案，于13、14层斜撑位置预埋“”形φ25限位筋。
5.1.2 预埋固端锚栓：当结构施工至15层结构平面时，钢挑梁相应位置，预埋M20螺栓，螺栓锚固端与15mm钢板顶焊并与梁主筋焊接。
5.1.3 搭设斜撑，固定钢挑梁。
5.1.4 搁置型钢挑梁，搭脚手架支撑，并张好安全网。
5.2 结构及支撑加固措施
5.2.1 在15层结构施工时，于挑梁固端锚栓位置增设一根小梁250×350，上配4φ16，下配3φ16加强（因本工程室内吊井，故增加梁不影响室内效果）。
5.2.2 为确保15层楼面安全，将M20螺栓间隔改为φ16拉筋，穿过15层结构预留孔，锚固于14层楼面，将挑梁对15层的拉力传递到14层，减少楼面负载。
5.2.3 为缩短斜撑有效长度，于14层框架梁内设置穿梁钢管与斜撑扣接，另之间增设一根通长钢管与室内棒架相联，以增强支撑系整体受力性能。
5.2.4 最外侧斜撑杆。采用双肢钢管，旋转扣件扣接。
5.2.5 支撑体系中挑架安全储备最低，故于挑梁上部最大应力处焊接鱼尾钢板加劲。
5.3 模板设计、安装 圆弧曲面底部成型质量要求，故考虑采用300mm宽十一夹板模组拼，用50mm宽薄胶带贴缝，并均涂隔离剂。圆弧曲面模板支撑龙骨采用φ20弧形@400钢筋骨架，内侧半径为3945mm，拆除后，钢筋调直后可重复利用。
5.4 模板放样
模板安装采用直角坐标法进行测放，以外挑水平距离为横坐标（Xi），以模板底面標高为纵坐标（Yi），利用既定的每50cm水平距离，求出模板底标高，测放时，用水准仪测出Yi：500的水平面，并弹出曲面边缘线，然后架设水平钢管，敷设弧形钢筋骨架，并与水平钢管焊接，形成曲面网状承力系，上铺模板。
6 混凝土浇捣
曲面混凝土浇捣突出矛盾就是混凝土流淌及混凝土密实度问题，经过多方案比较，采取如下措施：
6.1 优化混凝土配合比，在混凝土标号不变的前提下，减少混凝土坍落度，掺加适量减水剂，并适当提高石子（连续级配）粗粒径含量，以减缓流淌。
6.2 掌握二次振捣时间，布料后，先用铁楸拍振出浆，然后过60min后，再用小型高频振动棒振捣（振动棒不可长时间振击模板），木抹搓平（60min指振动界限，由现场根据混凝土参数、气温和浇捣条件等因素实验确定）。
6.3 混凝土浇捣时，由下至上进行。布料时，应左右均匀布料，严禁集中下料，以免打弯或踩弯面层钢筋。
6.4 振动密实后，用定制的弧形刮尺刮平，并注意经常性检查曲面混凝土厚度及弧度，以确保成形质量。
7 结语
综上所述，悬挑构件施工，必须认真做好模板支撑设计，通过挑、撑、拉等形式构成荷载传力架，在确保结构自身安全度的前提下，施工方案达到经济、安全、合理。对于大面积反弧挑檐等构件施工，要重视施工过程中的雨水等尚未预见的荷载，本工程每块挑檐长24m，深0.6m，宽1.5m，在拆模前，雨水管未导通的情况下，存水可达20t之多，这部分不小的荷载在施工前，也经过了认真的考虑，并及时采取了排放措施，避免了在施工过程中可能出现的隐患。
参考文献
[1] 于恩平. 高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术[J]. 中国新技术新产品. 2009（14）
[2] 高丽秋，林英斌. 浅析高层建筑高空反弧悬挑结构施工[J]. 黑龙江科技信息. 2009（26）
关键词：高层建筑；反弧悬挑结构；模板支撑；施工技术
在高层建筑工程采用高空反弧悬挑结构进行施工的过程中，最为重点的问题也就是对模板的支撑设计，因为该设计直接关系到整个工程的质量以及稳定性。在设计高空反弧悬挑结构时，由于采用的是清水混凝土，所以在设计之前要求施工人员做好模板工程，其中包括放样、定型以及测量等施工环节。另外，我们还需要重视混凝土的浇筑问题。下文以某工程为例，浅要分析了高空反弧悬挑结构在高层建筑中的施工与应用。
1 工程概况
某高层建筑工程中，根据测量其总建筑面积达到2万平米，分为地上结构16层和地下结构1层，其中可将其分为两幢单独建筑。该建筑的结构形式均为框架剪力墙结构。建筑属于混合建筑，集商用、民用为一体，另加地下车库。在建筑的上部结构中，我们设计的阳台属于弧形，并在建筑表面的两侧都设计了反弧装饰，在很大程度上达到了建筑的美观效果。
2 施工难点分析
在建筑工程的反弧装饰过程中，由于其位置处于屋面标高56.7m的位置，弧面半径为3.8m，三跨共计长度达到24m，另设有四根挑梁，以作支撑之用。另外，我们在建筑工程施工过程中，要求从主体结构向外悬挑3.412m，经过分析，此时其结构的重量为40.3吨，倾覆力矩为7.5kN/m。由上可知，施工人员需要对模板的支撑作用进行合理的设计，只有这样才能够保障建筑工程的安全与稳定，从而保证工程的适量。在对高空反弧悬挑结构设计的过程中，由于需要采用的是清水混凝土，首先，我们需要根据相关规定要求來配置混凝土，使其达到设计的要求，其次，因为混凝土的施工是在土料施工之前，因此要求混凝土的成型好，质量高。据此，我们就需要对模板支撑进行合理的设计，只有保证模板工程各项施工环节的质量，才能够保证反弧悬挑结构的施工质量。除此之外，在反弧悬挑结构中，混凝土的浇筑也是一大施工难点，因此，要求所浇筑混凝土的质量达到标准，流动性、密实度都需要符合设计的要求，只有将每一道工序做好，保证施工质量，才能够真正保证反弧悬挑结构的质量，使建筑工程在达到美观效果的基础上保证质量，延长其使用寿命。
3 模板支撑体系选型
在本工程施工之前，工程师应该根据工程的特点以及功能拟定多个施工方案，然后再进行比较，选用合适的施工方案进行施工，在本工程施工过程中，我们需要采用的是型钢悬挑、底部加设钢管斜撑的施工方案。通过分析，这种施工方案的优点是：1）不管是搭设施工还是拆卸施工，都相当简便；2）可以将施工场地合理的利用起来；3）所需的材料较少，并可拆卸之后还可循环使用，节省了资源以及成本。施工工艺是：首先，施工人员需要在15层楼的楼面位置架设相应的钢梁，然后将其外挑控制在4.0m左右，内部附着在楼面2.0m的位置处；其次，采用三排φ16的高强度螺栓将各个钢梁进行连接，保证其质量；再次，为了提高建筑楼面对钢挑梁的承载力，我们可以在钢梁下部适当的位置挑出斜撑，并与钢梁相互焊接，使之形成一个三角架，降低钢挑梁的自重；最后，施工人员应该其位置搭设扣件式脚手架，完成挑檐结构体系的建设。
4 结构计算
4.1 基本假定
4.1.1 假定钢挑梁根部锚筋与楼面联结无相对位移，钢挑梁近似为一端固定，一端自由的悬臂件。
4.1.2 假定钢管斜撑集中作用于悬臂钢梁端部，暂不考虑中部顶撑，斜撑简化成悬臂梁端支承。
4.2 荷载计算
4.2.1 圆弧自重（含挑梁、三角联系梁）：F1=403kN（16.8kN/m）
4.2.2 脚手支撑及模板自重力：F2=250N/m2
4.2.3 施工荷载：F3=2500N/m2
4.2.4 框架梁自重：F4=6.2N/m（考虑框架梁自重一半作用于支撑平台）
4.2.5 挑梁自重：
F5=31.05kg/m
4.2.6 钢排梁自重折合：
F6=17.23kg/m
则作用于钢挑梁的荷载分配如图2。
5 施工方案的实施
5.1 搭设步骤
5.1.1 根据前述挑架布置方案，于13、14层斜撑位置预埋“”形φ25限位筋。
5.1.2 预埋固端锚栓：当结构施工至15层结构平面时，钢挑梁相应位置，预埋M20螺栓，螺栓锚固端与15mm钢板顶焊并与梁主筋焊接。
5.1.3 搭设斜撑，固定钢挑梁。
5.1.4 搁置型钢挑梁，搭脚手架支撑，并张好安全网。
5.2 结构及支撑加固措施
5.2.1 在15层结构施工时，于挑梁固端锚栓位置增设一根小梁250×350，上配4φ16，下配3φ16加强（因本工程室内吊井，故增加梁不影响室内效果）。
5.2.2 为确保15层楼面安全，将M20螺栓间隔改为φ16拉筋，穿过15层结构预留孔，锚固于14层楼面，将挑梁对15层的拉力传递到14层，减少楼面负载。
5.2.3 为缩短斜撑有效长度，于14层框架梁内设置穿梁钢管与斜撑扣接，另之间增设一根通长钢管与室内棒架相联，以增强支撑系整体受力性能。
5.2.4 最外侧斜撑杆。采用双肢钢管，旋转扣件扣接。
5.2.5 支撑体系中挑架安全储备最低，故于挑梁上部最大应力处焊接鱼尾钢板加劲。
5.3 模板设计、安装 圆弧曲面底部成型质量要求，故考虑采用300mm宽十一夹板模组拼，用50mm宽薄胶带贴缝，并均涂隔离剂。圆弧曲面模板支撑龙骨采用φ20弧形@400钢筋骨架，内侧半径为3945mm，拆除后，钢筋调直后可重复利用。
5.4 模板放样
模板安装采用直角坐标法进行测放，以外挑水平距离为横坐标（Xi），以模板底面標高为纵坐标（Yi），利用既定的每50cm水平距离，求出模板底标高，测放时，用水准仪测出Yi：500的水平面，并弹出曲面边缘线，然后架设水平钢管，敷设弧形钢筋骨架，并与水平钢管焊接，形成曲面网状承力系，上铺模板。
6 混凝土浇捣
曲面混凝土浇捣突出矛盾就是混凝土流淌及混凝土密实度问题，经过多方案比较，采取如下措施：
6.1 优化混凝土配合比，在混凝土标号不变的前提下，减少混凝土坍落度，掺加适量减水剂，并适当提高石子（连续级配）粗粒径含量，以减缓流淌。
6.2 掌握二次振捣时间，布料后，先用铁楸拍振出浆，然后过60min后，再用小型高频振动棒振捣（振动棒不可长时间振击模板），木抹搓平（60min指振动界限，由现场根据混凝土参数、气温和浇捣条件等因素实验确定）。
6.3 混凝土浇捣时，由下至上进行。布料时，应左右均匀布料，严禁集中下料，以免打弯或踩弯面层钢筋。
6.4 振动密实后，用定制的弧形刮尺刮平，并注意经常性检查曲面混凝土厚度及弧度，以确保成形质量。
7 结语
综上所述，悬挑构件施工，必须认真做好模板支撑设计，通过挑、撑、拉等形式构成荷载传力架，在确保结构自身安全度的前提下，施工方案达到经济、安全、合理。对于大面积反弧挑檐等构件施工，要重视施工过程中的雨水等尚未预见的荷载，本工程每块挑檐长24m，深0.6m，宽1.5m，在拆模前，雨水管未导通的情况下，存水可达20t之多，这部分不小的荷载在施工前，也经过了认真的考虑，并及时采取了排放措施，避免了在施工过程中可能出现的隐患。
参考文献
[1] 于恩平. 高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术[J]. 中国新技术新产品. 2009（14）
[2] 高丽秋，林英斌. 浅析高层建筑高空反弧悬挑结构施工[J]. 黑龙江科技信息. 2009（26）