高空屋面飘板的模板支撑设计与施工

高空屋面飘板的模板支撑设计与施工

饶婉平 1 钱贵友 2

中建四局贵州投资建设有限公司 贵州省贵阳市 550000

摘要：近年来，随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们迫切需要满足人类的基本生活需求和精神需求。因此，各种特殊的建筑造型和新的建筑结构形式层出不穷。浮板装饰层是公共建筑中常见的一种，高空悬挑结构模板支架的施工一直是施工领域的难题。

关键词：高空；风荷载；屋面飘板；悬挑支；撑架；

结合某高层住宅楼屋顶浮板的施工实例，对海、高海拔、大风荷载环境下的浮板施工进行了综合分析。在此基础上，对悬臂模板支架进行了设计计算。最后系统总结了施工过程中的控制点，为类似工程的设计和施工提供参考。

一、施工难点分析

1.风荷载取值影响较大。本工程地处贵阳，从近40年大风资料的统计结果可见，飘板施工的6月份偏南大风占主导地位，平均风力达5～6级，且风速越大，海面对大风增强作用越明显， 口地区向岸风增强约2～3 rn／s，风荷载取值对飘板支撑架影响较大。

2.飘板离地近百米，稳定性和安全性要求较高。飘板支撑架离地高度在95 m左右，向岸风因受到高层建筑阻挡，在迎风面上部约1／3的地方进行分流，大部分向上越过顶部的风因流道变窄，使流速大大增加，对飘板支撑架产生上升翻流作用，风涡流作用将影响支撑架的稳定性和安全性。

3.外伸构件荷载较大，施工难度较高。悬挑结构外伸尺寸较大，有边梁和挑梁，故荷载较大；在同层混凝土柱施工阶段，因不能安装连墙件或建筑结构还不能承受脚手架因风荷载产生的水平推力，故脚手架如同悬臂构件，搭设高度越高，稳定性越差。

二、飘板支撑架设计

1.风荷载取值。施工阶段的大型设施安全风险分析时，可根据工程所在地台风发生频率和实际施工情况来确定基本风速的重现期。本工程施工周期1年，屋面飘板的施工周期仅为2个月，遇到强劲风的概率相对要小得多，根据当地台风统计资料和现场监测数据表明，10年重现期风荷载最大为10级风，以此换算的风压作为基本风压。这与按《建筑结构荷载规范》GB／T 50009--2012的规定，取重现期n=10年对应的风压值0.4kPa，换算成10 m高度处的10 min内平均风速为25．5m／s基本一致。

2.构造设计。从第33层顶板(95．6 m标高)开始布置1 8。工字钢作为悬挑支模承力结构，纵距1．5 1"13．，布置12．6。工字钢作为次梁，钢管立在次梁上；支撑搭设高度3 m，步距1．5 m，外侧单排脚手架搭设高度4．2 m；采用预埋在楼板混凝土内的“Q”形西18 mm圆钢固定，局部工字钢下设12．64槽钢作为支撑斜杆，两端分别与预埋在混凝土内的钢板、工字钢满焊焊接，焊缝高度为8mm。屋面飘板悬挑长度≤0．8 m的采用工字钢悬挑支撑形式；悬挑长度>0．8 m的采用型钢悬挑、底部架设槽钢斜撑，与挑梁焊接构成悬挑三角架支撑形式；结合4栋单体的结构尺寸，考虑工人焊接可操作性，尽量统一制作可周转使用的三脚架支撑，降低一次性材料的投入。

三、施工方案实施

1.脚手板。悬挑平台施工时满铺自制钢笆片，与悬挑钢梁焊接；采用圆钢自制钢笆片的理论质量为每片4．5 kg，约为木脚手板的1／4，能有效减轻钢平台自重。

2.密目网。钢平台底板满挂安全平网，悬挑支撑架仅在操作层外侧竖向满挂密目网。在台风暴雨时，沿海地区悬挑支撑架可临时拆除密目网，可有效减小台风对外架的侧向稳定的影响。密目式安全网的系绳强度并非越大越好，因为强度过高的系绳将使超越设计能力后的巨大风荷载(其原因有密目安全网易积灰污染造成挡风面积增大或遇到强风暴等多种情况)仍能通过系绳传递给脚手架的连墙杆，从而给脚手架留下了安全隐患。相反，将密目网的一部分系绳强度有目的地进行降低后，就可以在出现强风、突发性阵风或暴风时，使安全网的系绳受力增大而被拉断，从而与脚手架杆件脱离后形成局部敞开式开口，使密目安全网的挡风面积骤为减小，从而消除了脚手架的安全隐患，所以安装密目网时，下口和东侧2个边的每个环扣应穿人符合规定的纤维绳，上口和西侧2个边的每个环扣应穿入抗拉能力≤0．1kN的单独系绳，以保证在遇到设计所能抵抗的强大风荷载之前能及时断裂并形成局部敞开式通道。

3. 连墙件。在屋面结构混凝土浇筑前，由于尚未形成空间结构体系，柱、墙处于悬臂状态，承受水平荷载的能力较弱，不宜采用连墙件使悬挑支撑架与同层柱、墙连接的方法来保证支撑架的稳定，宜采用悬挑支撑架与满堂排架合二为一，通过水平杆连接，采用搭接并形成整体，加大架体宽度，提高架体抗倾覆能力和侧向刚度，保证架体稳定。

4.剪刀撑。为了减少风涡流侧向力产生的钢管脚手架平面外变形而导致脚手架整体失稳，悬挑支撑架应全覆盖设置垂直剪刀撑，拐角应设置横向斜撑，中间每隔6跨设置l道斜撑，角度450～600，在中间步距设置1道水平剪刀撑，且连墙件对应外立杆设斜向拉杆与结构预埋件连接，以满足抗上升翻流作用的要求。

5.悬挑梁。先预埋压环，后布置工字钢，在拐角处布置的水平型钢与埋件电焊牢固，焊缝厚度不得小于8 mm，焊缝长度不得小于500 mm。型钢穿墙若遇暗柱钢筋，可向旁边微移避开，如果避不开，则将碰到的暗柱钢筋割断，在割断的这根钢筋边插入1根长1 400 mm同规格钢筋绑条焊补强。一定要保证这根外挑工字钢主梁在平面上的斜角。在工字钢翼板上立脚手钢管的部位焊接1根长200 mm的西22 mm钢筋作为限位钢筋，同时在工字钢内焊接2根西8 mm钢筋，以加强工字钢抗扭变形。斜撑底部设置10 mm x 200 mm x 200 mm钢板埋件，斜撑与钢板焊接，焊缝厚度不得小于8 mm，焊缝长度不得小于500 mm，钢板埋件锚筋与混凝土梁主筋电焊固定，钢板与锚筋采用满焊，焊缝厚度不得小于8 mm工字钢穿剪力墙采用在墙体模板支设前在墙内预埋150 mm x 220 mm x墙厚d mm的木盒，在墙体混凝土浇筑完毕后拆除。

6.其他。顶层顶步采用搭接方式，可更好地抵抗侧向风荷载水平力，受力也更合理。

总之，屋面悬挑造型在新建高层住宅中的应用越来越多，且悬挑于建筑主体外，通常要设置悬挑支撑架进行钢筋混凝土飘板的浇筑，而风荷载的取值对其设计的影响较大，将地区几十年的大风资料分析与国家荷载规范相应的风荷载进行对比，最终确定风荷载的取值，使支撑架的设计更为安全、合理。

参考文献：

[1]周萍．高空屋面飘板的模板支撑设计与施工研究．2018.

[2]刘建忠．关于高空屋面飘板的模板支撑设计与施工.2019.