摘要：在高空大跨度懸挑結(jié)構(gòu)施工中，采用型鋼三角型支撐體系的施工技術(shù)，該支撐體系穩(wěn)定性好，剛度大，施工簡便，安全可靠，可縮短施工工期，減少工程建設(shè)投資。本文結(jié)合實際工程項目，以供同行參考。
　　關(guān)鍵詞：高空；懸挑結(jié)構(gòu)；型鋼三角型支撐體系
　　0前言
　　長沙市某大廈為28層的高層建筑，總高99．5m，標(biāo)準(zhǔn)層高3m，本工程在主樓27層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，于觀光梯頂板周邊向外懸挑4．20m的全現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)，以滿足觀光功能和建筑造型的需要。由于該懸挑結(jié)構(gòu)施工高度為83．90m，且懸挑跨度大，采用傳統(tǒng)的施工方法，將耗用大量的施工材料，且施工工期長，難以滿足本工程的實際需要。本著投入少、工效快、安全可靠、施工方便、有利于推廣應(yīng)用的施工原則，采用了用型鋼三角形支撐體系施工高空鋼筋混凝土大跨度懸挑結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，解決了施工難點問題，減少了工程建設(shè)投資。
　　1施工方案的確定
　　高空懸挑結(jié)構(gòu)的自重、風(fēng)載均較大，施工時模板支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性及剛度要求高，高空作業(yè)，要求整個支撐系統(tǒng)的施工過程具備絕對可靠的安全性。因此對整個支撐系統(tǒng)的支撐形式及材料的選擇，經(jīng)充分的考慮，對可能采用的幾個施工方案進(jìn)行了經(jīng)濟、技術(shù)及安全等方面的論證：
　　1．1傳統(tǒng)的滿堂落地式鋼管支撐體系
　　該支撐體系由于支模高度高，為保證整體的穩(wěn)定性和剛度，必須加密橫向桿件拉結(jié)和豎向支撐間距，因而需要投入大量的鋼管材料。無論從一次性投入或者采取租賃形式，費用均昂貴，從經(jīng)濟角度來看，這不可取。
　　1．2鋼管懸挑支撐體系
　　該體系為扣件式空間桁架，節(jié)點采用扣件連接方式。
　　(1)此支撐體系會產(chǎn)生較大的側(cè)向撓度，剛度小。(2)經(jīng)過計算，鋼管布置密度大。(3)鋼管的連接點，懸掛點缺乏絕對的安全性。(4)該支撐體系需要進(jìn)行大量的高空作業(yè)，風(fēng)力大，作業(yè)人員的工作時間長，因而工作環(huán)境安全性低。
　　1．3型鋼三角形支撐體系
　　(1)整體剛度大。(2)水平橫梁可以直接埋在觀光梯混凝土墻里，節(jié)點錨固牢固。(3)整個支撐體系安裝及拆卸方便，安全性大。對以上三種支撐體系，進(jìn)行綜合論證，確定選用“型鋼三角形支撐體系”，它具有工程需要的穩(wěn)定性好，剛性好，施工方便，高空作業(yè)時間短，減少工程建設(shè)資金投入等優(yōu)點。
　　2型鋼三角形支撐體系設(shè)計
　　型鋼三角形支撐體系由型鋼三角形支撐托架、槽鋼穩(wěn)定交叉水平支撐、托架上弦槽鋼水平檁條組成。三角形支撐托架，由型鋼焊接而成，安裝在觀光梯混凝土墻上。懸挑結(jié)構(gòu)荷載的豎向支撐著力點在三角形支撐的水平橫梁上，再傳到該層的鋼筋混凝土墻上，并通過三角形斜向支撐將部分力傳遞到下層的鋼筋混凝土墻上。
　　2．1支撐體系平面布置圖及計算簡圖
　　支撐體系平面布置見圖1，計算簡圖見圖2。
　　
　　1—托架，2—托架，3---托架，4—托架，5—檀條
　　
　　圖1支撐體系平面布置圖
　　
　　圖2支撐體系計算簡圖
　　2．2荷載計算
　　懸挑跨度4．2m，考慮到在平面布置中趨于合理，選定在每條懸臂梁底設(shè)一榀支撐托架，共七榀。每榀支撐托架的荷載組合如下：
　　膠合模板及支撐自重：q1=2．89kN／m；新澆混凝土自重：q2=21．21kN／m；施工荷載(包括振搗混凝土荷載)：q3=9．03kN／m；
　　小計：q=2．89+21．21+9．03=33．13kN／m
　　再考慮邊上的環(huán)梁所產(chǎn)生的集中荷載P=9．10kN
　　2．3支撐體系設(shè)計
　　上部的荷載，考慮到施工中的具體情況，依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計。
　　(1) 橫梁按受拉彎桿件計算
　　正應(yīng)力
　　式中N——軸心拉力；——凈截面面積；——計算截面的彎矩；——凈截面抵抗矩；——截面塑性發(fā)展系數(shù)；——鋼材的抗彎強度設(shè)計值。
　　通過計算，選用橫梁AD、DC為[25a。
　　(2) 斜支撐根據(jù)軸心受壓、軸心受拉桿件計算
　　
　　式中N——軸心壓力、拉力；——凈截面面積；驗算受壓構(gòu)件的長細(xì)比及整體穩(wěn)定要求：
　　 
　　式中——受壓構(gòu)件的長細(xì)比；[]——受壓構(gòu)件的長細(xì)比限值；——軸心壓桿的穩(wěn)定系數(shù)；A——軸心壓桿的毛截面面積；N——軸心壓桿的計算壓力。
　　通過計算，斜支撐選用槽鋼：
　　CE——2[18a；DE——2[18a；AE—2[18a；EF——2[25a；EB——2[25a
　　(3)焊縫的計算
　　支撐與橫梁及支座的連接，采用現(xiàn)場焊接，根據(jù)受拉、受壓的貼角焊接縫，按強度計算：
　　
　　式中——焊縫的有效厚度；——焊縫的計算長度；——角焊縫的剪應(yīng)力；——角焊縫的強度設(shè)計值。
　　(4)型鋼三角形托架大樣圖(見圖3)．
　　(5)節(jié)點構(gòu)造做法
　　根據(jù)設(shè)計原理：懸挑結(jié)構(gòu)荷載的豎向支撐著力點在三角形支撐的水平橫梁上，再傳到該層的鋼筋混凝土墻上，并通過三角形的斜向支撐將部分力傳遞到下層的鋼筋混凝土墻上。故三角形托架的水平橫梁及斜向支撐與鋼筋混凝土墻連接點處理十分重要。要求節(jié)點牢固，施工方便，整個三角形托架的垂直度精確。
　　根據(jù)上述要求，決定采用“分部直埋式”方法，即將整個三角形托架從中間水平橫梁處分開成上、下兩大部分，水平橫梁直接埋入觀光梯井壁鋼筋混凝土墻上，腳部采用雙槽鋼預(yù)埋，斜向支撐通過與其焊接支撐在其上面。具體做法詳見型鋼三角形托架大樣圖圖3．
　　
　　圖3型鋼三角形托架大樣圖
　　3施工方法及技術(shù)措施
　　考慮到施工部位在塔式起重機工作范圍內(nèi)，故采用以下方法：在地面上將三角形托架分上、下兩部分分別按設(shè)計要求進(jìn)行焊接拼裝制作，再用塔式起重機吊到高空作業(yè)點進(jìn)行組裝和固定。
　　3．1施工流程
　　施工流程如下：
　　下半部預(yù)埋安裝→下半部交叉水平支撐安裝及施工平臺安裝上半部預(yù)埋安裝→上層水平檁條安裝→上層施工平臺安裝→懸挑模板支頂→懸挑樓面鋼筋混凝土施工。
　　
　　3．2節(jié)點施工
　　“分部直埋式”節(jié)點施工要求：
　　(1)逐榀固定的三角形支撐上、下部的垂直度應(yīng)有很高的精度，使預(yù)埋節(jié)點、鋼梁、斜支撐、斜撐的鉸接點在同一軸線上。
　　(2)每榀三角形支撐的水平高應(yīng)一致。
　　(3)每榀支撐間設(shè)置水平交叉系桿，把每榀三角形支撐聯(lián)成一個整體，形成一個空間結(jié)構(gòu)體系。
　　(4)整個三角形支撐體系完工后，每個連接點，每個焊接及埋件，都必須經(jīng)檢查認(rèn)定合格后再進(jìn)行下道工序的施工，以保證整個體系在空間工作中的整體性、剛度、承擔(dān)和傳遞力的可靠性。
　　3．3拆卸步驟
　　拆卸步驟：第二十七層懸挑樓板預(yù)留150mm×150mm的懸吊孔→用鋼絲繩懸吊托架于樓面上→托架割離支點→用塔式起重機從托架外側(cè)吊起托架→逐步放松懸吊絲繩→用塔式起重機把托架拖離懸挑板底并吊放至地面。
　　3．4施工安全措施
　　(1)所有施工人員需要佩帶安全帶施工。(2)下半部托架安裝后，在下半部三角形托架面鋪設(shè)施工平臺作為上半部托架安裝人員的工作平臺，并沿托架外斜滿掛安全網(wǎng)。(3)上半部托架安裝完成后，在托架面設(shè)置滿鋪施工平臺，增強施工人員的安全感。
　　4結(jié)論
　　在該工程觀光梯頂高空大跨度懸挑結(jié)構(gòu)工程施工中，應(yīng)用型鋼三角形支撐體系，滿足了建筑設(shè)計及施工的要求，取得了“投入少，見效快”的綜合經(jīng)濟效益。其特點是：
　　(1)采用分部直埋式：將大托架分部拼裝、分部安裝，施工方便，有利于吊裝，節(jié)點埋點準(zhǔn)確，節(jié)點牢固，特別適合現(xiàn)場施工。
　　(2)整個體系在空間工作中的整體性好，剛度大，承擔(dān)及傳遞力的可靠性大。
　　(3)從經(jīng)濟角度上比較，減少工程建設(shè)資金投入。
　　實踐證明，這種型鋼三角形支撐體系，穩(wěn)定性好，剛度大，施工簡便，安全可靠，可縮短施工工期，經(jīng)施工過程中的跟蹤檢查，未發(fā)現(xiàn)任何問題，保證了工程質(zhì)量。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]江正榮，朱國梁．簡明施工計算手冊(第三版)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005．
　　[2]GB50009—2001，建筑荷載規(guī)范[s]．
　　[3]侯君偉，關(guān)柯．建筑施工手冊(第四版)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003．
　　[4]GB50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[s]．
　　[5]汪一駿，顧泰昌．鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊(第三版)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003．      博士論文