高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术

高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术

屈砚波

正佳集团企业有限公司广东广州510000

【摘要】建筑反弧悬挑结构,是近年建筑立面设计采用比较多的一种外观形式,采用反弧悬挑的建筑外观大方美观,表现张力富有扩展性,立面凹凸层次感强,为建筑外立面增色不少。尤其应用于高层建筑,更能增添不少气势,但其在施工上有一定的实际难度,尤其高层反弧大悬挑结构的施工,有一定的技术难度。本文主要结合工程实例，分析了高层建筑高空反弧悬挑结构施工技术的几大控制要点。

【关键词】建筑；高空；反弧；悬挑结构；施工

前言

建筑反弧悬挑结构通常用在高空且建筑支撑面积小的建筑施工中，支模架的搭设应考虑优化的钢管斜撑悬挑型钢模式，其施工经济、安全。对于弧形曲面混凝土的浇筑只需关注混凝土密实度，和防止灌注过程中曲面混凝土浇捣的流淌即可。

1工程概况

本工程是一栋兼具商业和住宅为一体的住宅，总面积是24989m2，由两幢地下结构2层和地上结构16层的高层建筑构成。这两幢建筑工程的结构形式均为框架剪力墙结构。为了达到美观的效果，要将建筑物每层楼的阳台设计为弧形，并且在建筑的东西两侧各设计一个反弧悬挑结构，以此满足设计的要求。

2工程的施工难点

在本工程中，我们需要在建筑标高为57．8处设计反弧悬挑结构，其中弧形的曲面半径为3．7m，三跨的总长度为24m，为了实现

稳定性，施工人员应使用四根挑梁来支撑。在设计反弧悬挑结构的过程中，我需要将其从屋面直接悬挑3.412m，此时的重力荷载达到40.3t，倾覆力矩为705kN／m。这就为施工添加了难度，所以，必须合理设计支模板的支撑力，确保安全可靠性，也为了保证支模板的经济性。

3计算及选型

3.1模板支撑体系选型

通过对各种方案的比较，该工程采用型钢悬挑、底部架设钢管斜撑，与挑梁焊接构成悬挑三角架，其上安排型钢排梁，形成模板支撑的空中基础。

采用这一施工方案不仅能够方面模板的安装以及拆卸，还能够将施工场地充分的应用起来。当施工人员将其中的杆件拆除之后，还可以将其应用在建筑的其他部位，已达到稳定的效果，也解决了施工成本。这一施工方案的主要施工流程是：首先，需要在建筑第15层加设一定规格的钢梁，将其向外悬挑4.0m，而其内部钢梁的长度为2.0m。其次，在钢排梁中我们需要采用三排组装杆件进行施工，并且采用高强度螺栓将其固定；再次，为了减轻钢挑梁在建筑工程中的重量，我们需要采用钢管斜撑的方式在第13、14层作支撑，使之形成一个上脚架。最后，为了便于在高空作业，我们需要在三角架上搭设脚手架，并保证其稳定性，最后再对其进行反弧悬挑结构的施工。

3.2反弧悬挑结构的计算方式

（1）对反弧悬挑结构的基本加设

假设钢挑梁底部锚固的钢筋与建筑楼面的连接处没有发生位移情况，钢挑梁的一端为固定，而另外一端则需要自由移动。

假设钢管斜撑的支撑点在悬臂钢梁的某一端，那么该斜撑既可以看错是悬臂梁短的支承。

（2）荷载计算

圆弧自重(含挑梁、三角联系梁)：F1=403kN(16．8kN／m)。脚手支撑及模板自重力：F2=250N／m2。施工荷载：F3=2500N／m2。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。5)挑梁自重：F5=31.05k/m。钢排梁自重折合：F6=17.23k/m。

4高层建筑高空反弧悬挑结构施工

4.1搭设步骤

根据前述挑架布置方案，在13层、14层斜撑位置预埋Ф25mm限位筋。

预埋固端锚栓：当结构施工至15层结构平面时，在钢挑梁相应的位置预埋M20螺栓，螺栓锚固端与15mm厚的钢板点焊，并与梁主筋焊接。

搭设斜撑，固定钢挑梁；搁置型钢挑梁，搭脚手架支撑，并张好安全网。

4.2结构及支撑加固措施

(1)在15层结构施工时，于挑梁固端锚栓位置增设1根小梁(250mmX350mm)，上配4Ф16mm钢筋，下配3Ф16mm钢筋加强。因该工程室内吊顶，故增加梁后不影响室内效果。

(2)为确保15层楼面的安全，将M20螺栓间隔改为Ф16mm拉筋，穿过15层结构预留孔，锚固于14层楼面，将挑梁对15层的拉力传递至14层，以减少楼面负载。为缩短斜撑的有效长度，于14层框架梁内设置穿梁钢管与斜撑扣接，之间另增设1根通长钢管与室内棒架相连，以增强支撑体系的整体受力性能。

(3)最外侧斜撑杆。采用双肢钢管，旋转扣件扣接。因支撑体系中挑架的安全储备最低，故在挑梁上部最大应力处焊接鱼尾钢板加劲。

4.3模板设计、安装

考虑圆弧曲面底部成型质量要求，故采用300mm宽十一夹板模组拼，用50mm宽薄胶带贴缝，并均匀涂刷隔离剂。圆弧曲面模板支撑龙骨采用Ф20mm弧形@400mm钢筋骨架，内侧半径为3945mm，拆除后钢筋调直可重复利用。

4.4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)，以模板底面标高为纵坐标(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：500mm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，形成曲面网状承力体系，上铺模板。

4.5混凝土浇筑

在高层建筑的高空反弧悬挑结构中最需要引起注意的便是混凝土的流淌，混凝土的流淌通常会造成结构整体稳定性的下降，严重影响了工程的质量，因此，在施工过程中我们需要通过各种方法改善混凝土的使用性能，确保工程质量以及工程施工安全。我们通常使用的方法包括以下几点：

通过改变混凝土的配合比，进一步改善混凝土的使用性能。在不改变混凝土标号的情况下，可以通过优化混凝土的配合比，改变混凝土的坍落度，通常使用的方法是加入少量的水和适当的高粗粒径的石子，来改变混凝土的坍落度，但是一定要注意的是需要严格按照混凝土配合比范围进行改变，以确保混凝土的标号。通过此种方法可以尽量的控制混凝土的流淌。

通常在混凝土制备的过程中有两次的振捣，这样可以最大程度的增加混凝土的均匀性，确保使用的性能。为了避免混凝土流淌，我们可以适当的延长混凝土的二次振捣时间，通过延长混凝土的二次振捣时间可以增加混凝土的均匀度以及各种材料之间的良好融合，可以改善混凝土的坍落度，进而避免混凝土的流淌。

由于是弧形面，因此，在施工过程中更应该认真仔细，严格的确保曲面的平整度，只有确保了曲面的平整度才能够最大限度的控制曲面的美观度。通常情况下我们会在混凝土振动密实后用特制的弧形刮尺将混凝土面刮平，这样才能够最大限度的确保工程的整体美观度，提升工程质量。

4.6模板拆除

待混凝土达到拆模强度后拆模。拆模时，首先拆除最上一步支撑，待气割割离钢筋龙骨与钢管的连接后(保留最上面1根两者之间的连接，以保证其整体性)，用搭机吊钩勾住钢筋网架，另系1根保险绳进行调节，依次退后拆除模板，使其掉落在满铺50mm厚木板的支撑平台上。型钢挑架的拆除同样采用搭机与气割配合，各组装杆件逆顺序依次拆除，拆模过程要认真组织，确保安全。

5结语

总之，悬挑构件的施工一定要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，

参考文献：

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