摘要:建筑反弧懸挑結構，是現在建筑立面設計采用較多的一種形式。高層建筑懸挑結構施工，懸挑結構模板支撐體系的方案設計及施工是關鍵，它決定著高層建筑懸挑結構施工的質量、安全、工期及成本。反弧懸挑結構通常位于高空且建筑支撐面積小，支模架的搭設應考慮優化的鋼管斜撐懸挑型鋼模式，其施工經濟、安全。對于弧形曲面混凝土的澆筑只需關注混凝土密實度，和防止灌注過程中曲面混凝土澆搗的流淌即可。
　　關鍵詞:高空反弧懸挑結構;施工技術;模板支撐
　　建筑反弧懸挑結構，是近年建筑立面設計采用比較多的一種外觀形式，采用反弧懸挑的建筑外觀大方美觀，表現張力富有擴展性，立面凹凸層次感強，為建筑外立面增色不少。尤其應用于高層建筑，更能增添不少氣勢，但其在施工上有一定的實際難度，尤其高層反弧大懸挑結構的施工，有一定的技術難度，本文結合工程案例，探討高層建筑高空反弧懸挑結構施工的技術。
　　1、工程簡介
　　某企業總部大廈，總建筑面積29680m2,框架剪力墻結構，包括主體建筑和附屬建筑，主體建筑含地下2層和地上11層，該項目集寫字辦公、商場和地下公共停車場于一體，外立面造型精巧、別具一格。屋面兩側，同時設計四塊反弧挑檐立面結構，互相呼應，渾然一體，營造出獨特的建筑外立面效果。
　　2、施工分析
　　反弧挑檐屋面結構，位置天面標高為48.5m,曲面半徑為3.9m,，三跨共計27m，4根挑梁構成支撐,結構自重40.2t,從主立面向外懸挑距離為3.512m,傾覆力矩為708kN/m
　　（見圖1）。圖1懸挑支撐平面示意圖
　　3、支撐架方案設計
　　在已有的工程實踐中，高層建筑懸挑結構施工中模板支撐體系方案主要有：滿堂落地腳手支撐、三角桁架式鋼平臺支撐和更為簡單優化的鋼管斜撐懸挑型鋼三種基本方案。滿堂落地腳手支撐方案由于投入鋼管量大，使用周期長，架體沉降不穩定對懸挑結構成型質量影響等，在高層建筑懸挑結構施工中很少采用。三角桁架式鋼平臺支撐使用型鋼投入量大，施工成本高，常應用于較大體積的懸挑結構施工。考慮反弧懸挑結構的構件體積和施工成本，本例工程采用優化的鋼管斜撐懸挑型鋼方案。通過底部架設的鋼管斜撐懸挑的型鋼,再把其與挑梁焊接成懸挑三角架,然后把鋼排梁鋪設安裝于型鋼之上,由此構成的支撐結構成為模板支撐的基礎。
　　具體設計為：從10層樓面構設鋼梁（I20b@2000）,鋼梁外挑4.8m,內附樓面部分2.5m,再從9層樓面架設鋼梁，作為二級支撐，9層鋼梁外挑2.8m，內附樓面部分2m，每層使用3排鋼排梁（I16）,之后使用Φ16高強螺栓與鋼挑梁聯接，再從9層、8層樓面各挑出鋼管斜撐與之上的挑梁相焊接,構成穩固的雙層三角型剛架,在10層的三角剛架上搭好鋼管扣件式腳手架,構成整體的挑檐結構的施工承力體系。如圖2。
　　
　　圖2雙層三角剛架支撐
　　4、設計計算
　　4.1荷載計算
　　4.2.1圓弧自重(包括挑梁、三角聯系梁):
　　F1=402kN(16.8kN/m)
　　4.2.2腳手支撐及模板自重力:
　　F2=250N/m2
　　4.2.3施工荷載:
　　F3=2500N/m2
　　4.2.4框架梁自重:
　　F4=6.2N/m(考慮框架梁自重一半作用于支撐平臺)
　　4.2.5挑梁自重:
　　F5=31.05kg/m
　　4.2.6鋼排梁自重折合:
　　F6=17.23kg/m
　　作用于鋼挑梁的荷載分配（見圖3）。
　　
　　圖3鋼挑梁荷載分配圖
　　4.2強度計算
　　圖4
　　如圖4，AD梁承受均布荷載，所以在AD梁上產生彎矩,把AD梁簡化成連續梁,其彎矩圖如圖5。
　　
　　圖5
　　最大彎矩位于AB跨中Mmax=26.5057KN•m，AB段內力NAB=128.3KN
　　則橫梁的最大正應力：б==75.327N/mm2<f=215N/mm2
　　最大剪應力：τ==50.72N/mm2<fv=125N/mm2
　　穩定性：=125.54N/mm2≤f=215N/mm2
　　因此主梁強度滿足要求
　　通過內力計算知道腹桿FG內力最大，Ngf=205.07KN，Fg長度=4146mm
　　λ==130.76<150，б==120.7N/mm2<f=215N/mm2
　　因此腹桿滿足強度要求。
　　5、施工方案實施
　　5.1搭設步驟
　　在9層斜撐位置預埋“⊥”形Φ25限位筋。結構施工至10層結構平面時,在鋼挑梁相應位置,預埋M20螺桿,螺桿錨固端與15mm鋼板頂焊接，并與梁主筋相焊接；之后搭設斜撐,固定鋼挑梁；擱置槽鋼挑梁,搭好腳手架支撐,。
　　5.2結構及支撐加固措施
　　①考慮加強10層樓板安全,措施為把M20螺栓間隔改為φ16拉筋,將其穿過10層樓板的結構預留孔,之后錨定于9層樓板,這樣便將挑梁對10層樓板的拉力，傳遞到了9層樓板,形成分減樓面負載的作用；②對安裝剛平臺處的10層樓板進行連續支撐加強;③縮短斜撐的有效長度,在9層框架梁內設置穿梁鋼管與斜撐扣接,為增強支撐系受力性能，中間再加設一根通長鋼管與室內棒架相聯。
　　5.3模板設計與安裝
　　使用300mm寬的十一夾板模組拼,以50mm寬薄膠帶貼縫,并均勻涂隔離劑。圓弧曲面模板龍骨支撐使用用φ20弧形@400鋼筋骨架,內皮半徑為3955mm。
　　模板安裝以直角坐標法進行測放,以外挑水平距離為橫坐標(Xi),模板底面標高為縱坐標(Yi),通過既定每50cm水平距離,算模板底標高(如圖3)。測放時,通過152水準儀測出Yi:500的水平面,彈畫曲面邊緣線,之后架水平鋼管,敷設弧形鋼筋骨架,與水平鋼管焊接,構成曲面網狀承力系,鋪設模板。
　　
　　圖3模板安裝直角坐標法測放示意
　　6、砼澆搗
　　為加強混凝土密實度及防止水泥漿流淌,采用以下措施:
　　①優化砼的配合比,在不改變標號的情況下,通過減少砼坍落度,摻加適量減水劑和適當提高粗粒徑石子的含量,來減緩水泥漿的流淌；②二次振搗時間的掌握,布料后可先用鐵锨拍振出漿,1小時后,使用小型高頻振動棒隔點振搗,木搓抹平；③振動密實后用定制的弧形刮尺刮平,施工過程要經常檢查曲面混凝土弧度和厚度,以確保成形質量。
　　7、施工總結
　　高層建筑懸挑結構施工的關鍵是懸挑結構模板支撐體系的方案設計及施工，支模架的搭設應考慮優化的鋼管斜撐懸挑型鋼方案。本例工程采用此設計方案，組裝桿件較少,搭拆方便,場地空間利用率高,施工經濟，內力分配明確，施工安全。本例工程經拆模后實測,構件曲面弧度一致,在同一圓弧線上，各點標高最大差值為7mm,曲面平滑密實無接縫。
　　參考文獻:
　　[1]王偉,張金生.結構力學[M].武漢,武漢大學出版社,2000.
　　[2]JGJ812-2002.建筑鋼結構焊接技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社,2003.
　　[3]GB500102-2002.混凝土結構設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2003.
　　[4]GB502042-2002,混凝土結構施工質量驗收規范[S].北京,中國建筑工業出版社,2003.
　　[5]JGJ1302-2001,建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規程[S].北京,中國建筑工業出版社,2003.
　　[6]成強.結構力學[M].武漢：武漢大學出版社，2000.
　　[7]馮勇,王志成.懸挑構件施工技術研究與探討[J].現代建筑，2004，7（5）：28.