高层建筑屋面大悬挑钢筋混凝土梁板施工工法.docx
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高层建筑屋面大悬挑钢筋混凝土梁板施工工法
高层建筑屋面大悬挑钢筋混凝土梁板施工工法
1.前言
为了建筑立面的美观，许多高层建筑的屋盖设计成悬挑长度2-4m的钢筋混凝土梁板结构。
此类屋盖模板体系的施工难点是：
架设高度高、悬挑长度长、模板荷载大、属危险性较大工程，各种常用的模板体系不能满足强度、刚度及稳定性的要求，或经济上不合理，或难以保证施工安全。
我公司通过对此类模板体系的研究、设计及施工实践，总结成功的经验编写本工法。
2.工法特点
2.1根据屋盖挑出长度的不同，在屋盖下两层或三层楼盖上挑出工字钢平台，在工字钢平台上搭设钢管作支架立柱的模板体系。
2.2工字钢平台由工字钢、钢索、锚环等组成，它将模板体系的荷载传至高层建筑的主体结构上。
它受力合理、传力明确，能满足强度、刚度及稳定性的要求。
2.3工字钢平台的架设与主体结构的施工同步进行，不占用工期的关键线路，它使模板体系的搭设高度和材料用量减小，能保证施工安全。
3.适用范围
本工法适用于高层建筑悬挑长度为2-4m的钢筋混凝土屋盖的施工。
4.工艺原理
如图5.2.1-1，在屋盖下两层或三层楼盖上挑出的工字钢平台承受了由钢管立柱传来的模板体系的荷载。
钢索、锚环是工字钢平台的支点。
钢索将部分荷载传给工字钢平台上的各层楼盖的边梁，另一部分荷载则由锚环和钢垫板传给支承工字钢平台的楼盖。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
如图5.1-1
图5.1-1施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1方案编制
技术负责人应组织相关技术人员认真学习图纸、了解现场情况，编制施工方案。
工字钢平台的基本形式如图5.2.1-1。
应综合考虑屋盖的挑出长度、屋盖下各层楼盖的层高以及楼盖边梁的截面高度，以各道钢索与水平面的夹角不小于45o为宜,以确定工字钢平台架设在哪一层上。
当屋盖挑出长度＜3m时、工字钢平台设在屋盖下第二层，设一道钢索为宜；当屋盖挑出长度≥3m时、工字钢平台设在屋盖下第三层，设二道钢索为宜。
图5.2.1-1
1、支架
采用钢管扣件作模板支架，并应在钢管上端设置可调顶托。
支架的设计应符合《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162的规定。
支架的纵横间距、步距等尺寸，应与室内楼盖支架的尺寸相协调，使室内外支架能连接成整体。
2、悬挑支模平台
通过计算确定工字钢、钢索、锚环规格。
每架工字钢平台的计算简图如图5.2.1-2。
图5.2.1-2计算简图
其中：
A、B支座是钢索，C支座是边梁，D支座是锚环。
p—模板支架立柱传来的荷载标准值。
q—工字钢梁及铺设在其上的木板和安全网的自重标准值。
每架工字钢平台的间距应等于支架立柱的纵距。
5.2.2测量放线
根据所确定的工字钢间距及锚环位置，于屋面下二或三层的结构层模板施工时，在模板上将锚环位置定位放线，需专人并定设备进行，以确保测量的精准度。
5.2.3预埋锚环
锚环必须采用HPB235级钢筋，直径由计算确定，并且≥18㎜，其形式及成型尺寸应如图5.2.3-1。
图5.2.3-1锚环大样图
5.2.4工字钢、钢索准备
应提前将所需的工字钢、钢索按照相应的规格、数量进行准备，并进行材料复试，材料复试报告符合要求，才能进场使用。
在工字钢挑出位置于其下口焊接一角钢卡。
5.2.5安装工字钢平台
1、悬挑工字钢定位：
根据楼面弹出架体定位线及锚环位置确定工字钢摆放位置，将工字钢下口的角钢卡靠紧边梁，并立即用钢管顶托固定工字钢。
确保工字钢位置正确，伸出长度满足要求。
2、连接钢索：
在架设工字钢时，将钢索连接到焊接在工字钢端部和上层梁上的钢筋锚环上，对工字钢进行临时固定。
如图5.2.5-1
图5.2.5-1
3、钢索的调节：
调节钢索的长短是为了使其受力。
待支架搭设完毕后调节钢索长度。
使其受力基本一致。
首先从未受力且调节量最大的一根开始调节，调节的工具是紧线钳，收紧钢索使工字钢向上抬起。
工字钢与混凝土板之间的间隙为工字钢悬挑长度的1％，最大间隙不超过2Omm。
用上述办法依次调节每根钢索的长度，使每根钢索处于受力状态。
达到工字钢与混凝土板间隙控制尺寸，确保每根钢索均处于受力状态。
随着施工荷载增加，间隙逐渐变小。
在浇混凝土之前，对存在于工字钢下面的间隙用薄钢板填塞，使工字钢受力。
4、工字钢连接及木板铺设：
工字钢面上用Φ20钢筋焊接连接，间距1O00mm，使工字钢成为一体后就可以在其上面铺设木板，形成平台。
5.2.6搭设模板支架
1、先搭设各层内架，再搭设工字钢平台上架体，架体高度方向按两步与边柱抱牢，并与该层的支架连成整体。
2、根据立柱在工字钢上的位置，焊接Φ25长100mm的钢筋，作为立柱的支点，以保证立柱不位移，工字钢不偏心受力。
3、模板支架四周与中间每隔四排立柱应设置一道纵向剪刀撑，由底部至顶连续设置。
4、高于4m的模板支架，其两端与中间每隔４排立柱从顶层开始向下每隔2步设置一道水平剪刀撑。
5.2.7安装屋盖模板
为减小浇筑混凝土后模板的下挠变形，应将梁模板底部抬起10-20，抵消钢索的变形和支撑体系的压缩变形。
5.2.8安装屋盖钢筋
根据图纸进行安装，应注意悬挑梁板钢筋的方向及保护层，并将所需钢筋堆放于框架边梁的内侧，不能集中堆放于悬挑梁板范围内。
5.2.9浇筑屋盖混凝土
1、在浇筑梁板混凝土时，按照先里后外、先中间后两边的顺序进行，确保满堂内脚手架比悬挑架先受力，以防倾覆。
2、采用泵送混凝土时，混凝土不得直接倾倒在悬挑部位的梁板内，而应倒在框架边梁的内侧，由人工铲运至悬挑部位，以减小泵送混凝土对悬挑部位的冲击。
3、悬挑与非悬挑区交界部位进行二次振捣，悬挑梁板进行三次抹面。
4、操作人员不得在悬挑部位集中，要分散开来，由尽量少的人员在悬挑部位进行操作。
5、在浇筑混凝土过程中，派专人看护支撑系统，密切注意支撑系统的变化。
5.2.10变形观测
主要对悬挑梁板的挠度进行观测，变形观测应定人、定仪器，在施工的各个阶段进行，并书面记录，及时将信息反馈给相关技术人员，作为是否进行调整及进行下一道工序的重要依据。
5.2.11混凝土试件制作
除按规范要求制作相应的标准养护时间外，应加大频率制作同条件养护试件，并保证养护条件与构件相同。
5.2.12养护
应采用覆盖或蓄水养护方法，使养护充分、及时。
5.2.13拆模
1、必须同条件养护试件强度≥100%设计强度时，才能按程序申请拆模。
2、拆除顺序：
应先清除平台上的所有杂物，而后由上而下，按“后搭的先拆，先搭的后拆”的原则进行。
拆除前工字钢平台必须按搭设逆序完成捆绑以便向下吊运，并逐一检查捆绑点是否牢固。
5.3劳动力组织（见表5.3）。
表5.3劳动力组织情况表
序号
人员
所需人数（人）
备注
1
技术管理人员
4
2
测量工
2
3
焊工
2
4
吊装工
2
5
架子工
10
6
木工
10
7
钢筋工
6
8
混凝土工
6
9
杂工
3
合计
45人
6.材料与设备
6.1工字钢:
应采用符合现行国家标准《碳素结构钢》GB700及《热轧工字钢尺寸、外形重量及允许偏差》GB706的热轧工字钢。
6.2钢索：
应采用符合现行国家标准《重要用途钢丝绳》GB8918的钢丝绳。
6.3锚环：
应采用符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分：
热轧光圆钢筋》GB1499.1的热轧光圆钢筋。
6.4钢管:
模板支架应采用φ48×3.5的钢管，其质量标准应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中Ｑ235－A级钢的规定，不得使用打孔、锈蚀、变形的钢管。
6.5扣件:
应采用锻铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》GB15831的规定，扣件的螺栓拧紧扭矩达65Nm时应完好无损。
6.6主要施工机械见表6，其中塔吊吊臂回转应覆盖整个工作面。
表6机具设备表
序号
设备名称
设备型号
单位
数量
用途
1
塔吊
QTZ80
台
1
吊运材料
2
电焊机
台
3
焊接钢平台
3
氧割设备
1
切割钢材
4
紧线钳
台
5
拉紧钢索
5
力矩扳手
2
检测扣件扭紧力矩
7.质量控制
7.1应执行的规范：
7.1.1模板支架、工字钢梁、钢索及锚环的设计应符合现行行业标准《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162、《钢结构设计规范》GB50017及《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。
7.1.2施工和验收应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205、施工和验收应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204。
7.2质量要求：
质量要求按表7.2执行
表7.2质量要求控制表
项目
序号
检查项目
质量要求
允许偏差或允许值
检查数量
检查方法
主控项目
1
现场所用原材料的品种、规格、性能
符合国家产品标准和设计要求
全数
外观检查及抽样检查试验
2
焊工资格
焊工必须经考试并取得合格证书，持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。
全数
检查焊工合格证及其认可范围、有效期
3
模板支架的立柱
应对准工字钢中心线，并插入焊接的钢筋头上
全数
对照专项施工方案观察检查。
一般项目
1
工字钢轴线位置
≤3mm
按构件数抽查10%，且不应少于3个
尺量检查
2
支架支撑系统上安装后的扣件螺栓拧紧力矩拧紧力矩
≥40N.m且≤65N.m
按立柱、纵横向水平杆、剪切撑、边墙杆，各类杆件各抽查10%，且不应少于5个节点
采用扭力扳手，按随机分布原则进行，不合格的必须重新拧紧，直至合格为止
3
跨度大于4m的梁板，其模板起拱，
当设计院无要求时，起拱高度宜为跨度的1/1000～3/1000
在同一检验批内抽查构件数量的10%，且不应少于3件
用水平仪或拉线，钢尺检查
7.3质量保证措施：
7.3.1建立质量保证体系，并使之有效运行，做到制度健全，职责明确。
7.3.2应组织专家组对专项施工方案进行论证，并应按照专家组的论证意见，对专项施工方案作进一步的优化和完善。
7.3.3认真作好各项技术交底工作，需进行各级交底，并有文字记录。
因技术措施不当或交底不清而造成质量事故的要追究有关部门和人员的责任。
7.3.4加强过程检查，对所发现的问题及时纠正，上道工序不合格绝不进行下道工序。
8.安全措施
8.1施工操作应遵循《建筑安装工人安全技术操作规程》关于钢结构的制作、安装和混凝土工程施工的内容，并遵循《建筑机械使用安全技术规程》中有关垂直运输机械和电动工具的操作规定。
8.2所有进场人员，必须先进行安全知识普及教育，遵守安全的规章制度。
对参加操作的架子工、木工等应进行专项安全技术交底。
8.3垂直运输机械使用中要严格遵守有关安全操作规程，操作人员应持证上岗，明确职责，统一指挥，密切配合，服从调度。
8.4工字钢平台上，应设置安全兜网和满铺50木板的双重安全防护，并应有专人负责及时清除平台上的杂物，以防止高空落物伤人。
钢平台周边的临空面，应先期设置安全防护栏杆，并随着排架的搭设，及时用安全网进行全封闭的安全围护。
8.5支撑体系拆除之前，应由项目部技术负责人发出书面拆除通知，并召开拆前技术安全交底会。
拆除时，周围要设围栏或警告标志，并有专人指挥，主要进出口要张挂醒目的标志，并派专人看守，禁止闲人进入。
拆除顺序：
应先清除平台上的所有杂物，而后由上而下，按“后搭的先拆，先搭的后拆”的原则进行。
拆除前桁架必须按搭设逆序完成捆绑以便向下吊运并逐一检查捆绑点是否牢固。
9.环保措施
9.1对全体参建人员进行文明环保施工教育，强化文明环保施工意识，严格遵守现场制定的各项规章制度。
9.2加强现场平、立面管理，对供应到现场的材料，分别按规格型号、品种入库和堆码整齐，拆下的模板、支撑及时清理，现场供电、供水有组织，建筑垃圾要及时清理，保证场内道路畅通。
9.3针对现场噪声。
模板拼装、支架搭设安排在白天施工；砼振捣时，振动捧尽量避免接触模板、钢筋，浇筑时间不超过城建管理规定的时间；结构施工确保质量，尽量避免打凿；脚手架拆除时，严禁直接往下扔扣件、钢筋；项目部严格作息时间，白天、夜间的工序合理安排，使工程按进度有序进行，并采用用声控计进行噪声监控记录，噪声值不得超过规定值；操作层必要时设置隔音屏。
10.效益分析
本工法较采用落地式扣件钢管支架或钢管斜撑支架施工此类工程，有其显著效益，主要如下：
10.1本工法较采用落地式扣件钢管支架，将超高支模转换成普通模板支撑系统。
使得架体搭设量小，节省了大量的钢管脚手架材料的投入，工字钢可以回收再利用；随楼层同步施工，不占用主导工期、不占用施工场地，可提供立体交叉作业的条件并且使得工期短；避免了因架体太高的失稳和压缩沉降变形较大，对安全、质量影响较大的问题。
10.2本工法较采用钢管斜撑支架，解决了由于斜向钢管倾斜角大，支架稳定性差，抗倾覆性差，架设困难等问题。
10.3采用本工法施工此类工程，钢平台受力明确、性能可靠，能产生安全可靠、工期短、节省周转材料、便于质量控制等方面的经济、社会、技术效益。
11.应用实例
11.1宣威沐荣大酒店工程位于宣威市文化路与荣峰路交汇口处，总建筑面积为43851.73㎡，建筑层数为地下一层，地上十八层，建筑高度为66米，框架结构；在
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轴范围于屋面62.4m标高悬挑突出建筑外檐3m的混凝土梁板，应用本工法取得了最佳效果。
11.2曲靖市第一人民医院第二住院楼工程位于曲靖市麒麟区园林路，地下一层，地上设计为十八层，一层为出入院办理及中心药房，建筑总高度为70.75米,总建筑面积为38700㎡，为框架-剪力墙结构；于屋面悬挑出4米的钢筋混凝土梁板，应用本工法施工此悬挑梁板，在质量、安全、工期、成本方面均取得好的效果，得到了业主及社会广泛赞誉。
该工程荣获了2007年度国家优质工程银奖。
11.3云南省第一人民医院住院综合楼工程，建设地点位于昆明市金碧路157号云南省第一人民医院内。
地下三层，地上主楼二十层，裙楼十二层，于群楼屋面悬挑出2.9米的钢筋混凝土梁板，应用本工法施工取得好的效果。
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