高空连廊悬挑支模疑难问题解决.pdf

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1、 高空连廊悬挑支模疑难问题解决高空连廊悬挑支模疑难问题解决 中天一建中天一建/技术发展处技术发展处 1 工程概况工程概况 本项目共有 8 幢高层住宅，楼层层高为2.9m，每栋住宅楼从 14 层15 层北外立面有一大悬挑连廊，如图 1 所示。连廊底结构标高为39.0240.47m，连廊的板厚为 100mm、120mm，板配筋为双层双向8200，混凝土标号为C30。高空连廊尺寸为 1.6 m17m，连廊离主楼外墙边的距离为 3.450m、4.600m；东西两端锚在楼梯间框架梁上，梁截面为 200550mm；连廊中间由主楼内剪力墙处外伸的 4 根挑梁支撑，悬挑梁截面为 200700/470mm；连廊

2、梁截面尺寸为 200470mm，在连廊南北两侧设置有折梁，如图 2 所示。（a）三个单元连廊立面图 （b）两个单元连廊立面图 图 1 连廊立面图 （a）三个单元连廊平面图 （b）两个单元连廊平面图 图 2 连廊平面图 中国江西省南昌市之龙湖新建区长望路项目总承包工程中国江西省南昌市之龙湖新建区长望路项目总承包工程位于南昌市新建区长富大道（中石化长堎加油站旁），由南昌洪睦置业有限公司主持开发建设。项目类型为住宅小区，总建筑面积为 108176 平方米，最高建筑高度为 52.2m。项目本标段施工内容包含 8 栋 18 层高层住宅楼、1 层地下室、幼儿园和局部商铺。楼梯间 楼梯间 楼梯间 连廊 连廊

3、 楼梯间 连廊 楼梯间 空中连廊 空中连廊 2 难点分析难点分析 2.1 难点分析（1）连廊底结构标高为 39.0240.47m，模板工程支模高度较高。（2）连廊离开主楼外墙距离最远 4.600m，最近为 3.450m，悬挑长度较长。（3）连廊长度细长，长度为 17m；连廊上有折梁形成踏步），高空连廊混凝土浇筑方量约为 7m3（约 16.45T），该部位模板支模架搭设难度大、要求高。综上所述，在主体结构阶段进行高空连廊施工是本工程待解决的疑难问题。3 悬挑方案选择悬挑方案选择 为了解决高空连廊施工这一疑难问题，项目部编制了专项方案，选择采用主楼悬挑下撑方案。3.1 主楼悬挑下撑方案（以三个单元

4、连廊为例）（1）从主楼一共悬挑 40 根 16#工字钢，如图 3 所示。（2）16#工字钢下方依次为 2 根纵向布置的22#B 工字钢和横向布置的 12 个 16#型钢三角支撑架（牛腿）。根据楼层平面图，楼层边缘凸出部位三角支撑架的长度为 3650mm，凹进部位三角支撑架的长度为 4800mm，如图 4 所示。（3）16#工字钢上方搭设连廊支模架以及外架。（a）牛腿、16#悬挑工字钢布置图 （b）牛腿布置图 图 3 主楼悬挑下撑平面图 （a）3650mm 牛腿 （b）4800mm 牛腿 图 4 主楼悬挑下撑剖面图 方案经监理和甲方审核后，甲方认为主楼凹进部位的三角支撑架长度过长，三角支撑架上端

5、与主楼连接处的梁，其抗拔和抗扭承载力无法满足要求。随后公司技术处计算了三角支撑架上端最不利情况下的拉力，由设计院对连接处梁进行复核，结果是：三角支撑架上端与主楼连接处拉力为 160kN，连接处的梁无法满足抗拔和抗扭的要求，会导致梁破坏。经过项目部、公司、监理、设计和甲方等多方多次讨论之后，提出了主楼悬挑下撑+楼梯间下撑方案。3.2 主楼悬挑下撑+楼梯间下撑方案（1）从主楼悬挑 16#工字钢，悬挑工字钢总长为 9m，悬挑长度为 4550mm，在 16#悬挑工字钢上方搭设连廊支模架以及外架。（2）16#悬挑工字钢下方设置 2 道横向布置的 22#B 工字钢，内侧工字钢距墙外侧间距为1550mm，工

6、字钢间距为 1900mm。横向工字钢下布置纵向三角支撑架支撑，三角支撑架采用16#型钢，外伸长度为 3550mm，焊接在楼层剪16#悬挑工字钢 4800mm 牛腿 3650mm 牛腿 力墙的预埋板上。（3）针对主楼在靠近楼梯间部位凹进去部分，在两个楼梯间各设置两个横向的型钢三角支撑架。楼梯间部位的三角支撑架焊接于楼梯间内侧梁上的预埋板上，因楼梯梁截面较小，承载力较小，故楼梯间采用对撑的形式，在楼梯间设置16#工字钢拉梁，将内侧梁所受的拉力传递给外侧梁，由两根梁共同承受。（4）楼梯间的三角支撑架与横向设置的22#B 工字钢表面标高一致，为防止楼梯间部位三角支撑架对楼梯间梁的影响，楼梯间的三角支撑

7、架与横向设置的 22#B 工字钢之间采用长圆孔连接，22#B 工字钢既能承担部分竖向荷载，同事不增加楼梯间的三角支撑架水平荷载，加强对梁的保护作用。楼梯间支撑架、对撑设置和长圆孔设置如图 6 所示。（5）两楼梯间主楼部分有两根长为 800mm的外挑梁，而三角支撑架设置在剪力墙部位，该部位设置三角支撑架势必会影响悬挑梁施工，经甲方与设计协商，采用三角支撑架切割转钢骨梁的施工方法。即该段梁先不浇筑，预留好钢筋。预埋锚板，焊接固定三角支撑架，等悬挑连廊施工完毕，切割工字钢，留下部分工字钢作为钢骨完成外伸梁的浇筑。图 5 主楼悬挑下撑+楼梯间下撑平面图 （a）主楼悬挑下撑剖面图 （b）楼梯间下撑剖面图

8、 （c）长圆孔设置 图 6 主楼悬挑下撑+楼梯间下撑剖面图 图 7 主楼 14 层外伸梁 图 8 三角支撑架转钢骨梁固定节点 4 计算复核计算复核 针对该方案计算了三角支撑架上方的所有荷载，方案中虽然楼层中 16#悬挑工字钢有锚固，但是计算中为了偏于安全考虑，认为 16#悬挑工字钢不起支撑作用，计入三角支撑架上方所要计算的荷载中。（1）三角支撑架上部荷载主要有钢筋混凝土结构、模板、方木、钢管脚手架、16#工字钢、22#B 工字钢、施工荷载、施工人员和设备荷载等。荷载传递路径为：16#工字钢22#B 工字钢三角支撑架主楼。按照最不利原则选取所受荷载最大的三角支撑架计算，将其上部划分为三个计算区域

9、，如图 9 所示。根据传力路径，荷载转化为三个集中力分别作用于三角支撑架的 A、B、C 三个点，计算得到 A 点所受的恒荷载和活荷载分别为 31.57kN 和 22.41kN，B 点所受的恒荷载和活荷载分别为 30.08kN 和 13.7kN，C 点所受的恒荷载和活荷载分别为 2.8kN 和 7.98kN。图 9 最不利情况下荷载计算划分图（2）通过 PKPM 钢结构模块建立模型，根据计算得到的 A、B、C 三个点的恒荷载和活荷载在模型上施加相应的荷载值，并考虑最不利情况下的风荷载，如图 10 所示。（a）支架立面图（KLM.T）（b）恒载图（D-L.T）（c）活载图（D-L.T）（d）左风载

10、工况图（L-W-1.T）（e）右风载工况图（L-W-1.T）图 10 三角支撑架计算模型（3）对模型进行钢架验算得到弯矩包络图、剪力包络图和轴力包络图，同时得到钢梁挠度图、配筋包络和钢结构应力比图，如图 11 所示。（a）弯矩包络图（KNm）（b）剪力包络图（KN）（c）轴力包络图（KN）（d）钢梁挠度图（恒+活）（mm）（e）配筋包络和钢结构应力比图（mm2）图 11 模型计算结果 根据钢结构应力比图可知，柱、梁应力比均小于 1，钢架满足要求。（4）分别计算不同荷载组合情况下（弯矩最大、轴力最大、剪力最大）的支座反力，经过比较得出在轴力最大的情况下三角支撑架上端与主楼连接处拉力最大，为 11

11、2.85KN，如图 12所示。（a）支座反力图（M-max）（b）支座反力图（N-max）（c）支座反力图（V-max）22#B 工字钢 图 12 不同荷载组合情况下支座反力图（5）将计算结果提供给设计院复核，设计院根据最大支座反力对剪力墙的构造边缘构件进行加强配筋，并出具了配筋图，如图 13 所示。（a）剪力墙构造边缘构件加强配筋图一 （b）剪力墙构造边缘构件加强配筋图二 （c）剪力墙平面布置图 图 13 设计院复核结果 5 高空连廊施工操作要点高空连廊施工操作要点 5.1 施工准备（1）技术准备：项目总工组织经理部技术、生产人员熟悉图纸和方案，认真学习掌握施工图的内容、要求和特点，熟悉各部

12、位截面尺寸、标高，并做好相关技术交底工作，逐级交底。（2）进度计划和人员安排：在 13 和 14 层楼面结构施工时由 2 名焊工专门负责三角支撑架制作及螺栓、预埋板预埋施工，预留孔周边采取加筋加强措施，待 14 层楼面混凝土浇筑完成后安排三角支撑架就位，完成三角支撑架的吊装、就位与固定。随后开始安排专业人员（4 人）对横向设置的 22#B 工字钢进行焊接、吊装及就位（包括与三角支撑架的抱箍及与楼梯间梁的拉结），时间为 3 天。由架子工负责在 14 层楼面16#悬挑工字钢的布置，时间 2 天；抽调 8 名架子工对 15 层连廊的支模架搭设，时间为 2 天。（3）材料准备：根据现场施工情况制定材料

13、租赁或者采购清单，清单中包括材料种类、规格、用途以及总需用量，如下表所示。表 1 材料清单 5.2 施工流程 空中连廊施工流程为：13 层、14 层三角支撑架预埋板预埋14 层 16#悬挑工字钢预埋件预埋三角支撑架制作三角支撑架吊装22#B 工字钢、16#悬挑工字钢吊装外架、支模架搭设混凝土浇筑，如图 14 至 19 所示。（a）13 层预埋件 （b）14 层预埋件 图 14 三角支撑架预埋板预埋 图 15 16#悬挑工字钢预埋件预埋 （a）三角支撑架 （b）三角支撑架焊接 图 16 三角支撑架制作 图 17 三角支撑架吊装 图 18 22#B 工字钢、16#悬挑工字钢吊装 （a）支模架 （b

14、）模板安装 图 19 外架、支模架搭设 5.3 连廊各部位施工要求（1）三角支撑架 以 3#楼西单元为例，三角支撑架采用 16#工字钢、悬挑长度 3550mm，在 9-13 轴剪力墙构造边缘构件部位设置锚栓预埋板，安装时采用2M18 安装螺栓，调整标高后将三角支撑架与预埋板进行焊接。遇剪力墙外有挑梁部位，挑梁先预留上部受力钢筋，待后期与飘窗一起施工。为了保证三角支撑架侧向的稳定性，主楼三角支撑架中部采用 8#槽钢稳定杆焊接连接，同时有直径 25mm 的花篮拉杆连接，如图 20 所示；楼梯间三角支撑架采用 8#槽钢稳定杆焊接连接，同时楼梯间两根梁之间设置 16#工字钢拉梁，将内侧梁所受的拉力传递

15、给外侧梁，使拉力由两根梁同时承受，如图 21 所示。图 20 8#槽钢、花篮拉杆设置 （a）楼梯间拉梁 （b）拉梁焊接 图 21 楼梯间 16#工字钢拉梁（2）22#B 工字钢 以 3#楼西单元的空中连廊（1.6m17.0m）为例，22#B 工字钢距离楼层或楼梯间梁中心线分别为 1650mm 和 3550mm，楼梯间三角支撑架上部 16#工字钢与置于主楼三角支撑架上的22#B 工字钢处于同一标高。为了考虑整体性，使所有三角支撑架共同受力外，也为了保证主楼施加荷载之后，楼梯间三角支撑架上端连接处不会因为受到的拉力增大而破坏，所以楼梯间三角支撑架上部 16#工字钢和置于主楼三角支撑架上的 22#B

16、 工字钢之间设置长圆孔，让其左右可以滑动，用于释放水平向拉力，如图 22 所示。图 22 长圆孔设置（3）14 层 16#悬挑工字钢 为了减少 14 层外墙（梁）留洞数量，避免后期处理问题，合理布置 16#悬挑工字钢梁。16#悬挑工字钢主楼部分与 22#B 工字钢采用抱箍抱紧，另外楼梯间部分直接与三角支撑架采用抱箍抱紧，如图 23 所示。16#工字钢上用废弃钢筋（约60mm 长）与 16#工字钢焊接,支撑体系立杆置于焊接的钢筋头上，以防位移，如图 24 所示。图 23 抱箍 图 24 16#工字钢上焊接定位钢筋（4）模板支设及外架搭设 支撑搭设完成后，在悬挑工字钢上搭设模板支架，及外侧操作脚手

17、架，搭设完成后经过验收方可进行混凝土浇筑。（5）混凝土浇筑 先浇筑与楼梯连接部分，待混凝土达到一定强度，再浇筑剩余部分，如图 25 所示。图 25 混凝土浇筑（5）悬挑梁施工 待连廊施工完毕，拆除三角支撑架，在有外伸悬挑梁部位，气焊切割工字钢，留下一部分工字钢作为钢骨梁骨架，完成钢筋调整及绑扎，完成混凝土浇筑。6 总结总结 高空连廊支模是本工程的一大难题，经过多方多次讨论之后，采用了主楼悬挑下撑+楼梯间下撑施工方案。采用悬挑工字钢作为支模架和外架下部支撑，为保证悬挑工字钢刚度和稳定性，悬挑工字钢下部采用三角支撑架支撑，三角支撑架与悬挑工字钢之间设横向工字钢。为分散楼梯间梁的受力，楼梯间采用对撑方式将荷载传递到另一侧梁上，减少固定侧梁荷载。同时楼梯间三角支撑架和横向布置的工字钢之间采用长圆孔设置，减小楼梯间三角支撑件竖向荷载，从而减少楼梯梁所受荷载。对于外伸悬挑梁，采用了三角支撑架转钢骨梁施工技术，完成了悬挑梁浇筑。项目部严格按照方案进行施工，完成了高空悬挑连廊的浇筑，保证了连廊施工的安全，并且保证了施工进度。目前部分楼栋已经施工完成，如图 26 所示。图 26 连廊立面图 该方案具有一定程度上的参考意义，为今后类似工程的疑难问题提供了解决方向。