钢结构悬挑楼承板支架技术探究

钢结构工程中，为了保证悬挑楼承板浇筑混凝土时楼承板不下挠或不塌陷，通常采用以下两种方法：一是使用脚手架支撑，该方法施工成本高、周期长；二是使用角钢、方管等型材焊接在钢梁上进行支撑，楼板浇筑完成后还要使用火焰切割割除型材支撑架，焊接和切割加热，造成钢材淬硬，降低钢材性能，还需要打磨补漆。这两种常用的方法均浪费材料、人工，并增加施工周期，不利于绿色环保。

基于此，本研究详细介绍了一种钢结构悬挑楼承板支架技术，并对该技术的施工要点进行了研究，以为类似项目施工提供参考。

1 工程概况

中银国际金融中心项目位于海南省海口市江东新区，地上主体部分由3栋楼组成，地下室连为一体，1号服务楼，地上5层，地下2层，为钢框架+偏心支撑结构体系；2号办公楼，地上17层，地下2层，为钢框架+屈曲约束支撑结构体系；3号商务楼，地上8层，地下2层，为混凝土框架结构体系；1号、2号楼在3层设置2座钢连廊连接。总建设用地面积2.4万m²，总建筑面积约11.38万m²。本项目中1号、2号楼框架柱采用矩形钢管柱，1号楼钢梁采用H形钢梁和箱形钢梁，2号楼钢梁采用H形钢梁，钢梁总用钢量约4 950 t。

2 施工技术要点

针对项目工程特点，对悬挑钢筋桁架楼承板支架的设计、制作及应用进行分析。

2.1 设计分析

该支架由横撑杆、斜撑杆及调节支架组成，形成三角形的受力形态，有利于支撑悬挑的楼承板或钢筋桁架楼承板。该支架通过丝杆和法兰调节顶紧钢梁，无需焊接，方便拆装，对原结构无影响，使用时不会对支架造成破坏，可以重复使用。

该支架可根据钢梁的截面尺寸、楼承板的悬挑长度对支架进行调整，适用性强。支架示意如图1所示。

图1 支架示意

支架节点使用midas Gen通用有限元软件进行悬挑楼承板支架的相关受力分析。

本支架用于悬挑楼板，其悬挑尺寸为250~750 mm，楼板厚60~200 mm，计算模型悬挑尺寸为750 mm，楼板厚150 mm，支架间距3 m，主要分析支架在浇筑楼板时的受力情况。支架横杆采用L75×5（Q235B），竖向撑杆方管B50×4（Q235B），梁高400 mm（图2）。

图2 支架尺寸示意

初步设计好支架尺寸后，进行荷载分析。永久荷载：程序自动叠加构件自重，楼板按25 kN/m³，线荷载q₁=11.25 kN/m；可变荷载：1.0 kN/m²（施工荷载），q₂=3.0 kN/m。

随后使用midas Gen软件进行建模计算分析。由图3可以看出，支架最大竖向变形值为0.294 mm=1/2 550小于1/400，故挠度满足要求。由图4可以看出，支架杆件最大应力比为0.690，小于1，强度、稳定性满足要求。

图3 支架最大竖向变形云图

图4 支架杆件最大应力比云图

综上所述，在楼板浇筑过程中支架构件的强度、稳定性及挠度变形均满足规范要求。

2.2 生产制作

悬挑钢筋桁架楼承板支架采用液压联合冲剪机进行下料（图5）。当施工人员核查清楚下料单上所注明的材质、规格、尺寸及数量后，才能进行下料冲剪；检查材质、规格与下料单要求的相符性，如果必须采取材料代用措施，则应严格遵守代用流程；查看材料外观质量，是否有疤痕、夹层、变形、锈蚀等现象，其外观是否符合有关质量规定的条件；将不同工件所用相同材质、规格的料单集中，考虑能否套料。

图5 支架冲剪下料

使用数控平面钻进行开孔（图6）。开孔前要选择好相应的钻头进行刃磨。刃磨的钻头除了保证顶角、后角、横刃斜角准确，两主切削刃长度相等且与钻头中心线对称、两主后刀面光滑外，为便于定心和减小孔壁的粗糙，还应对横刃和主切削刃做适当修磨。

图6 数控平面钻孔

2.3 应用研究

首先测量悬挑楼承板旁边钢梁截面高度、H形钢梁翼缘板厚度及楼承板悬挑长度，然后在楼承板铺设完成后，在悬挑的一端装置支架，根据测量数据调整安装楼承板支架。支架安装完成检测合格后进行楼板混凝土浇筑。

3 质量控制要求

钢材切割面平面度要求为0.05，不大于2 mm，割纹深度允许偏差为0.3 mm，零件长、宽允许偏差均为±3 mm，局部缺口深度允许偏差为1 mm。本技术采用直径为12 mm螺栓，其螺栓孔直径允许偏差为0.00~+0.18 mm。焊缝质量等级要求为一级，焊接时不得出现裂纹、未焊满、根部收缩、咬边、电弧擦伤、接头不良、表面气孔和夹渣等现象。

4 安全措施

（1）施工前进行安全生产技术交底，做好安全教育，提高作业人员安全生产意识，严禁违规作业，建立健全安全生产责任制。

（2）对施工中可能出现的安全隐患进行排查，制订切实有效、有针对性的安全防护措施。

（3）严格控制材料、设备等质量，杜绝安全隐患。

（4）针对作业设备，制订安全操作规程，并实时对设备进行维护、保养，确保其处于良好的工作状态。

（5）当电气设备暴露在室外场地使用时，应搭设防雨篷进行保护。若电气设备被雨水淋湿，应采取必要的干燥措施，后经相关部门检查无问题后才可以重新使用。

（6）严格按照支架计算分析限制范围内使用，悬挑钢筋桁架楼承板的悬挑尺寸为250~750 mm，楼板厚度60~200 mm。需要超出上述范围时，需要重新计算确定支架材料的规格与用量。

5 环保措施

（1）严格执行相关规范要求，建立施工现场环境保护管理、环境卫生管理和检查制度。（2）根据相关规范要求，采取相应措施以使施工现场噪声符合国家要求。（3）建立健全施工现场环保管理规章制度，并认真贯彻执行。（4）调查作业中可能存在的影响环境的因素，有针对性地制订切实可行的保护措施。（5）在施工作业区域范围内，科学合理地规划各种材料、设备的堆放区域，定型化防护要做到标牌清晰、完整，各种标示要醒目，施工场地要保持整洁文明。

6 结束语

通过应用一种新型的钢结构悬挑楼承板支架施工工法，不仅大幅降低了材料损耗、提高了质量、缩短了工期、减少高空作业、降低安全风险，而且还响应了国家新技术应用政策的号召。本技术的成功应用为同类工程施工提供了宝贵经验，其技术从实际出发，通过现场多次实验，因地制宜，安全可靠，技术先进，具有良好的社会效益和经济效益。