施工技术与应用 屋面大悬挑梁板支撑体系探讨 摘要：南通大学附属医院综合病房楼由南通大学附属医院投资兴建，江苏南通二建集团有限公司总承包施工。工程于２００４年１１ 月８日开工，２００８年８月１８日竣工投入使用。屋面大悬挑梁板施工是该工程中的难点，本文就工程采取何种支撑体系进行了分析探讨， 有效解决了屋面悬挑梁板的支撑难题。 关键词：悬挑梁板；支撑体系；主粱验算； （２）在支撑体系四边与中间每隔４排立杆从底到顶搭设连续竖向剪刀撑， 南通大学附属医院综合病房楼位于南通市西寺路２０号，是一座设计新 纵向３道，横向７道。颖、施工精细的智能型、节能型、环保型的现代化医疗大楼，它好像两叶风帆 （３）支撑体系与结构通过框架柱和预埋钢管作刚性连接，连墙件偏离主 ３ｍ，两步五跨，水平间距不大于４．５ｍ，垂直间距不大于３ｍ，从底 依偎在美丽的濠河之畔。该工程结构为框架结构，建筑面积６２４７４ ，地下一 节点不大于０．部第一步纵向水平杆开始设置。本工程模板支架为封闭式脚手架，周围设安 层，地上为二幢综合病房楼，通过连廊相连，南楼框架ｌ９层，北楼框架１７层。 本工程的施工难点为屋面钢筋混凝土悬挑构架结构的施工，悬挑架构涉 全网，验算时考虑风荷载作用。及标高为７１．９５ｍ和７１．３５ｍ，从建筑物外侧伸出最大悬臂长度为４．２ｍ，悬挑构 １工程概况 杆间隔交叉处应采用６．Ｏｍ、４．Ｏｍ的钢管，上部立杆采用４．５ｍ、５．Ｏｍ钢管。 架体系中有悬挑梁，悬挑梁之间设有连续梁，连续梁端设有连续板，连续板宽 为１．２ｍ，厚２０ｅｒａ。在离地面７１．９５ｍ和７１．３５ｍ高的屋面上完成该悬挑梁板的施 工是相当困难的。 （４）每根立杆上相邻步距的大横杆交替设置于立杆的内外侧，以减小立 杆的偏心荷载。 （５）支撑架的顶层两步架步距减半，并连续设置２道水平剪刀撑，扫地杆 层应设置水平剪刀撑，整个体系从上向下设置８道水平加强层，中间水平剪刀 撑均匀布置。 ２支撑体系方案设计 我们从设计图纸中可看到，在７１．９５ｍ处的屋顶结构有１块悬挑出的钢筋 混凝土屋顶板，而进行施工时，顶层的现浇梁板与１７层柱混凝土一起整体浇 筑。悬挑结构层以下的支撑面相对于地面的标高为７１．９５ｍ，这给悬挑结构的 模板支撑带来了难度，如果采用常规方法，模板支撑会比较困难，施工成本也 高，且施工工期较长。经过对多方 案的分析、比较，并请专家对方案 进行了论证，我们决定在ｌ５层搭 设悬挑支架平台。 ４多排悬挑架主梁验算 ４．１主梁验算 多排悬挑架主梁验算示意详见图２。 （４） 具体方法为：采用２ｏ＃工字钢 作挑梁，外伸６．９０ｍ，内锚２．５０ｍ，悬 挑工字钢的末端用８利曹钢焊接拉 结，以加强整体性；距楼面４．１Ｏｒｅ和 月ＩＩ ５．５０ｍ处用 １８ｍｍ钢筋斜拉至１６ 层楼面边梁，工字钢下部距楼面 ３．６０ｍ处用１２＃Ｉ字钢斜撑至１４层 楼面，形成挑、撑、拉结合的模板 图２主粱验算 （１）强度验算： 。 Ｗ：Ｍ ＝（１） １６．０９ Ｘ １Ｏ６，２３７Ｏｏ０＝６７．８８Ｎ／ａｍ２ｒ ≤阅＝２０５Ｎ／ａｍ ，符合要求！ｒ （２）抗剪验算： ｆ一＝Ｑ （８Ｉ ６）［ｂ｝ｌ （ｂ一８）ｈ１ ｆ８ Ｘ ２３７０００００×７）＝１７．９６Ｎ／ａｍ ｒ（２） ＝２２．０８×１０００×［１００×２００２－（１００—７）×１７７．２９ ≤【Ｔ】＝１７０Ｎ／ｍｍ２，符合要求！ （３）挠度验算： Ｖ ５．１ｌｍｍ￣＜［ｖ】＝２Ｘ１７４ｏｏ （３） 日 ｄ 四 囤１模板脚手架示意 圜 ３支撑体系材料的选择 支架平台；然后在悬挑平台上再 搭设模板脚手架的悬挑支架体系 方案，竖向钢管模板支撑２层高 （图１）。 ２×１４００／４００＝７．０ｍｍ，符合要求１ ４ ２上拉杆件验算 ＝本工程采用的材料为：２０＃７字钢、 ４８ｒａｍ×３．５ｍｍ钢管、十一夹板模板、 轴心受拉强度计算： ｏ＝ＮｄＡ ＝书１８ｒａｍ的圆钢筋、吊筋端部采用直螺纹连接等。 ３．１模板支撑体系的组成 （４） ４８．４２×ｌＯ ５４．５０＝１９０Ｎ／ｍｍ２ 根据该工程特点，我们采用多层胶合板作模板，５０ｒａｍ×１ｏｏｍｍ木方作龙 骨，在悬挑结构体系上，搭设满堂钢管脚手架作模板的支撑固定系统。具体做 法为：先在１５层悬挑工字钢搁置的楼板和梁部位，均预埋２根 ２０ｒａｍ的钢筋 ＜ｆ＝２０５Ｎ／ｍｍ２，符合要求１ ￣４．３下撑杆件验算 （１）轴心受压稳定性计算： ＦＮｘｌ，（‘ＰｌＡ） ＝插筋，作固定工字钢的锚固筋；其弯曲角度预先经过计算后再作钢筋的成型。 架设２ｏ＃Ｔ字钢，间距９００ｍｍ，用２根 １８ｒａｍ圆钢筋作双拉索拉结在１６层的楼 面边梁上；在绑扎ｌ６层的楼板、梁、柱钢筋时，先预埋吊拉钢筋的 ２０ｒａｍ锚环 （吊拉钢筋采用滚压直螺纹连接，悬挑梁部位），然后在ｌ４层的现浇板施工时 均预埋２００ｒｍｎ Ｘ ２００ｍｍ的钢板予埋件，将主斜撑工字钢与予埋件焊接，形成 整体，组成挑架体系，作为整个脚手架的支撑系统。 ３．２模板支架的搭设要求 （５） ３５８００．４９／（０．６１ １×１８１０）＝３２．３７Ｎ／ｍｍ２ ＜ｆ＝２０５Ｎ／ｍｍ２，符合要求！ （２）对接焊缝验算： ￣＝Ｎｘ／（Ｌｔ） ＝３５．８ Ｘ １０ ＝３５．８ Ｘ １ １８１０＝１９．７８Ｎ／ａｍ２ｒ （６） ＜ｆ￣＝１４０Ｎ／ｍｍ２，符合要求１ ￣（１）模板支撑体系采用扣件式钢管脚手架，纵距及横距均为０．９０ｍ，步距 为１．５０ｍ，立杆间连接采用对接扣件。为使接头按规范要求相互错开，底部立 ４．４悬挑主粱整体稳定性验算 （１）压弯构件强度： （下转第４３５页） ’４３３ 施工技术与应用 使制品的早期强度大大提高。 ２．５磁化水、晶种应用技术 ３．１早强型矿物外加剂 日本某公司研究的高强度混合材∑１ ０００和乏２０００在混凝土中添加量 为水泥的８％～１３％，混凝土不经高压蒸压釜，短时间高强度化，１ ｄ强度达７５ ＭＰａ以上；上海某公司利用矿渣微粉研制了能显著提高混凝土强度专用外掺 大量的研究和试验数据表明，用磁化水拌合混凝土不仅可以加快水泥的 水化作用，增强混凝土的和易性，还可以提高混凝土的密实度和强度，缩短混 凝土凝结时间、提高混凝土的抗冻融性能，节约水泥用量。有研究表明向水泥 料，采用免压蒸技术，得到了Ｃ６０～Ｃ８０混凝土。 中加入晶种（钙矾石、水化硅酸钙等），可以大大增加混凝土早期强度。主要原 ３．２早强型化学外加剂 理是让晶种成为成核活化点，从而使水化反应和结晶反应加速，具有加速水 早强型化学外加剂研究单位主要是化学建材公司和国内的一些较 泥水化的作用。 有实力的混凝土外加剂生产单位，目前相关单位都有研究产品推出，且已取 得初步成果，其混凝土仅靠普通蒸汽养护８ ｈ左右能达到７０ ＭＰａ。 ３ ＰＨＣ管桩混凝土的早强技术 建设工程中大量应用的ＰＨＣ管桩，一般要求成型ｌ ｄ～３ ｄ就能够达到强 度等级Ｃ８０以上。工厂中一般通过常压蒸汽养护＋高压蒸汽养护两道养护工 ４结语 本文讨论了用于预制混凝土构件的早强混凝土技术的现状与方法，在以 后的时间里，通过混凝土上下游技术资源联动，根据不同预制构件养护工艺 的不同，对预制构件混凝土进行分类，例如自然养护、普通蒸汽养护构件，然 艺使混凝土达到设计强度要求，工艺复杂、能耗高。如果通过一道常压蒸汽养 护工艺就能使混凝土达到Ｃ８０强度等级，这种混凝土快速早强技术可简化 ＰＨＣ管桩的生产工艺、降低能耗和设备投人。目前ＰＨＣ管桩混凝土的快速早 后制定有针对性早强技术方案，并开发相应的化学外加剂和矿物外加剂产 强技术的研究主要着眼于早强型混凝土矿物外加剂和化学外加剂两个方面。 品，为相关工程提供技术支持。 （上接第４３１页）１２ｒａｍ钢板，以减少机械对软土的扰动。 的外观质量、搭接质量和整体性等。主要检验项目：桩、墙的垂直和整齐度情 ４质量检验 况；桩体的裂缝、缺损情况；桩体强度和均匀性；桩顶水平位移量；坑底隆起情 况。 ４．１施工期质量检验 ①桩位。搅拌桩桩中心偏位不得超过５０ｍｍ，桩身垂直度不得超过１／２００。 ５施工效果检测分析 ②型钢插入时的定位误差平行于基坑方向≤５０ｍｍ，垂直于基坑方向≤ 在基坑开挖之前，在工法桩、土体、道路侧坑外、坑外地表以及地下管线和 １０ｍｍ，垂直度≤１／２００，桩底标高误差≤３０ｍｍ，形心转角≤３ｏ。 建（构）筑等区域，开挖期间每１２ｈ观测一次包括位移沉降量和速率观测。经过３ ③桩顶、桩底标高不得低于设计值。桩底标高一般超深１０ｃｍ～２０ｃｍ，桩 个月的观测，支护结构的最大位移发生基坑东面，靠近新世纪大道一侧，位移 顶标高超过５０ｃｍ。 数值为３５ｍｍ。总的位移监测结果表明，水平位移值不大且于基坑开挖后一个 ④桩身水泥掺量需按成桩试验确定配合比的水泥用量进行施工。 月达到稳定状态，整个施工期间，未发生一起滑动、坍塌和基坑底部隆起事故。 ⑤水泥采用设计要求等级为ＰＯ４２．５的普通硅酸盐水泥。 ⑥施工过程中，可抽取施工总桩数的１％进行轻便触探（Ｎ１０）贯人度试 ６结语 验，要求成桩后ｌｄ龄期的Ｎ１０击数大于１５击或３ｄ内的Ｎ１０击数大于天然地基 ｓＭｗ工法桩支护结构刚度大、施工方便、墙体止水性能良好，可以承受基 土的ＮＩＯ－￣数的２倍以上。 坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，起到很好的挡土与截水作用，确保基 ４．２完工后的质量检验 坑开挖和地下工程能够安全顺利施工，因此ＳＭＷＳＥ法桩可以作为基坑围护的 ①取芯检验：随机抽取施工总桩数的０．５％的桩体，用钻孔方法钻取搅拌 最佳方案，最终的质量检测结果表明，在此类基坑围护工程中值得推广运用。 桩桩芯，检验桩体强度和搅拌的均匀性。取芯通常采用书１０６岩芯管，取出后 参考文献： 可当场检查桩芯的连续性、均匀性、硬度，并切割成试块于室内做无侧限抗压 ｌ１ｌ张璞．ＳＭＷ－￣－．法在深基坑工程中的应用【Ｊ】．岩石力学与工程学报，２００９． 强度试验。 【２］周顺华新型ＳＭＷ．Ｘ－－法基坑围护结构的现场试验和分析［『１＿岩土工程学报， ②开挖检验：选取不少于总桩数５％的桩体进行开挖检验，检查加固桩体 ２ｎ１１ （上接第４３３页） 盯一＝Ｍ ／（＾ｙ Ｗ）＋Ｎ，Ａ （７） 预埋锚固钢筋一加工悬挑工字钢一安放悬挑工字钢一拉结锚固拉索一 ＝１６．０９×１０￣（１．０５×２３７×１０ ＋１５．２１×１０￣３５５０ 搭支撑架一模板支撑搭设一梁板模板安装一梁板钢筋绑扎一浇筑混凝土 ＝６８．９３Ｎ／ｍｍ ≤田＝２０５Ｎ／ｍｍ２，符合要求！ （２）受弯构件整体稳定性分析： ６结语 ＝Ｍ一，（‘ＰｈＷ （８） 该悬挑结构方案经批准后，于２００５年１ｌＹ］２日在１４、１５、１６层楼面开始预 ＝１６．０９×１０６／（０．８９×２３７×１００ １＝７５．９５Ｎ／ｍｍ 埋拉接筋和搭设支架，搭设完毕，经检查验收合格后再使用，主体结构于２００５ ≤Ｉｆ］＝２０５Ｎ／ｒｎｍ２，符合要求１ 年１１月３０Ｅｔ浇筑完毕。在悬挑结构模板的支设和混凝土的浇筑施工期间，我 ４．５锚固段与楼板连接的计算 们安排了专人对悬挑支架进行测量观察，发现其体系稳定、可靠、实用、经济。 压环钢筋验算： ＝Ｎ／（２Ａ） （９） 待混凝土强度达到设计强度等级后，我们拆除了悬挑支架体系，经检查发现 ＝２×Ｎ， ｄ２＝２×３．２５×１０￣（３．１４×２０￣＝５．１７Ｎ／ｍｍ 其所浇筑的梁、板混凝土质量良好，无挠度过大、胀模等缺陷。 ＜［￣ｆ］＝５０Ｎ／ｍｍ２，符合要求１ 该工程质量受到国内行业专家及社会各阶层人士的高度评价，并获得中 ５施工工艺流程 国建设工程鲁班奖等诸多奖项。工程建成后，大大缓解了苏中地区就医紧张 的矛盾，为苏中地区医疗事业的发展作出了贡献，效益显著。 。４３５‘
