高空悬挑模架及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高空悬挑模架施工技术领域，具体涉及一种扣件式钢管脚手架的高空悬挑技术。
【背景技术】
[0002]众所周知，模板支撑技术的应用是建筑结构施工的一个重要环节，并与建筑工程质量密切相关，特别是大跨度悬挑结构的模板施工，是所有施工单位的施工难题。
[0003]传统的悬挑结构模板支撑采用的落地式脚手架模板支撑体系，造价高、工时长、悬挑跨度小、施工安全得不到有效保证，传统落地式脚手架模架施工工艺施工速度慢、效率低，自身刚度低，工人劳动强度大、安全性能低、质量隐患大。钢管悬挑模架在悬挑层以下3-4层开始逐步悬挑，钢管使用量大、架体自身刚度小、架体稳定性差、安拆繁琐。采用贝雷架悬挑模板支撑体系，预埋固定节点较多、节点固定困难、吊装量大。
[0004]随着我国经济的发展以及人民生活质量的提高，人们对建筑立面效果的新颖和时尚有了更高的要求，建筑师们也顺应市场需求，在自己的作品中增添上各式悬挑结构“元素”，设计出了许多造型别致的经典之作。这些结构往往是高空大跨度悬挑结构，在给建筑物添加亮点的同时，也给现场施工带来了很大难度。
[0005]例如，有着特殊意义的公安局办公楼，设计成具有悬挑结构的挑檐型式，屋顶上的结构构件悬挑出建筑平面以外数米，用以突出建筑物的雄伟风姿。这类高空悬挑结构高支模的施工特点是:跨度大、高度高、施工难度大。采用传统的外支模架支撑受力模式比较复杂，架体搭设高度较高，材料使用量多，对地质条件要求高，工程成本高、施工工期长，安全系数低等。
[0006]为了做到技术先进、经济合理、保证质量、确保安全，因此完善高空悬挑结构高支模的施工方法是一个新课题，具有非常显著的现实意义。模板工程是现浇钢筋混凝土结构工程中最为重要的分项工程，它不仅是现浇混凝土的成型工序，而且与工程质量、施工安全、综合经济效益等方面直接相关。
【发明内容】
[0007]针对传统的悬挑结构模板支撑在悬挑混凝土结构施工时因其位置高、跨度大、受场地限制以及风荷载大等原因，直接利用外支模架搭设难度高、施工成本大、施工工期长、安全性不能很好保障，成为施工难题，为解决这一施工难题，本发明提供一种高空悬挑模架及其施工方法。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的方案:
高空悬挑模架施工的方法:
1、在结构η层梁中进行角钢预埋件预埋，采用膨胀螺栓将底角钢固定在梁边角部位，相邻底角钢间隔分布；将斜撑工字钢按照设计角度焊接在底角钢顶角或一侧，底角钢作为斜撑工字钢的支撑点。
[0009]2、在悬挑工字钢中部焊固有顶角钢，该顶角钢与n+1层梁边角部位匹配扣合；在悬挑工字钢端部或靠近端部的下方焊固有斜撑工字钢支座，该斜撑工字钢支座包括斜底座和两侧夹板，与斜撑工字钢端部匹配对接。这样，斜撑工字钢与悬挑工字钢为活连接状态。由于斜撑工字钢支座能够很好约束斜撑工字钢上部，达到卡接目的，所以无需将斜撑工字钢焊接在悬梁工字钢上，从而避免繁琐的焊接和拆解工作，避免破坏工字钢梁主体，便于运输和存放。
[0010]3、在n+1层结构施工时，楼板预埋圆钢压环至少两道，第一道圆钢压环距离梁边Kl,第二道圆钢压环距离第一道圆钢压环K2 ;若三道圆钢环时，第三道圆钢压环距离第二道圆钢压环K3 ;将悬挑工字钢的根部插入每道圆钢环中，每个圆钢压环与悬挑工字钢梁焊接牢固，或者用木楔塞紧固定；
4、在顶角钢与斜撑工字钢中部连接有斜拉钢筋，该斜拉钢筋设置有张紧机构；纵向钢筋焊接在斜撑工字钢与斜拉钢筋交接处，焊缝长度为型钢宽度；
5、在屋顶外挑檐结构施工时利用搭设的18#悬挑工字钢进行阳台架体搭设构成钢管悬挑架；钢管悬挑架中的钢管扫地杆、水平拉杆采用对接，剪刀撑采用搭接，搭接长度不小于500mm，用两个旋转扣件分别在离杆端不小于10mm处进行固定。
[0011]6、在钢管悬挑架外侧周圈设由下至上的竖向连续式剪刀撑；钢管悬挑架中间每隔1m左右设由下至上的竖向连续式的剪刀撑；剪刀撑杆件的底端与地面顶紧，夹角为45。?60° ο
[0012]所述斜拉钢筋为双头带螺纹的螺杆，其两端分别连接有螺母，且上端螺母铰接在上角钢一侧，下端螺母铰接在斜撑工字钢中部。
[0013]高空悬挑模架包括悬挑工字钢和斜撑工字钢，在悬挑工字钢端部或靠近端部的下方焊固有斜撑工字钢支座，该斜撑工字钢支座包括斜底座和两侧夹板，与斜撑工字钢端部匹配对接；在斜撑工字钢底部焊固有底角钢，底角钢与η层梁边匹配固定；在n+1层楼板预埋圆钢压环至少两道，第一道圆钢压环距离梁边K1，第二道圆钢压环距离第一道圆钢压环K2 ;若三道圆钢环时，第三道圆钢压环距离第二道圆钢压环K3 ;将悬挑工字钢的根部插入每道圆钢环中，每个圆钢压环与悬挑工字钢梁焊接牢固，或者用木楔塞紧固定；在屋顶外挑檐结构施工时利用搭设的悬挑工字钢进行阳台架体搭设构成钢管悬挑架；钢管悬挑架中的钢管扫地杆、水平拉杆采用对接，剪刀撑采用搭接，搭接长度不小于500_，用两个旋转扣件分别在离杆端不小于100_处进行固定。
[0014]在顶角钢与斜撑工字钢中部连接有斜拉钢筋，该斜拉钢筋设置有张紧机构。
[0015]本发明的有益效果:
本发明高空悬挑结构特点高:悬挑构件部位距离地面高。2长:悬挑结构构件悬挑跨度长，结构自重产生的扰度大。
[0016]与贝雷架模板支撑及足够宽度的外支模架支撑(满足高跨比要求)相比，具有很多优点:节约扣件式脚手架等周转材料用量；不用考虑地质条件的影响；大量减少吊装作业；考虑到人为操作的不确定性、混凝土浇筑过程中荷载分布不均匀性及高空悬挑架风荷载等不利因素，采取与本层水平有梁板结构同步施工，跨内满堂架采用9m通长扫地杆、水平杆连接整体性构造措施及一道钢筋斜拉的整体性构造措施；缩减了搭、拆脚手架的时间，提高了施工速度和经济效益。
[0017]本发明基于计算及施工监测所得到的数据，技术人员通过深入的研究对比分析，总结出以下主要结论:
(I)在混凝土浇筑过程中，支架系统上部剪刀撑变形值大于下部，采取了增加剪刀撑扣件数量等措施，以加强剪刀撑节点约束，以利于脚手架支撑体系杆件的内力合理重分布。
[0018](2)斜撑工字钢与水平工字钢悬挑平台焊接点位置应根据悬挑长度来确定，在距离悬挑构件跨度边缘外部1/3范围内为最佳受力位置，施工时应严格按照此位置进行焊接作业。
[0019](3)在斜撑工字钢中间部位焊接Φ25钢筋，形成斜拉的约束措施；在斜拉钢筋与斜撑工字钢连接部位焊接纵向钢筋，增加斜撑工字钢及水平工字钢悬挑平台的整体稳定性。
[0020](4)在安放水平工字钢悬挑平台时，除了三道预埋拉环固定外，还应把水平工字钢悬挑平台与本层内满堂脚手架模板支撑用9m全长水平杆及扫地杆连接，提高架体的整体稳定性与抗倾覆能力。
[0021](5)本发明的施工技术稳定性好、承载力高；占用空间较少；能减少对屋面以下外墙施工现场的影响；支撑系统搭拆方便；节省现场施工资源投入；成功地解决了高空悬挑混凝土结构主体阶段施工对模板、脚手架的要求，并且架体材料采用的扣件式钢管脚手架成本低廉，经济效益显著。
【附图说明】
[0022]图1是本发明高空悬挑模架的结构示意图；
图2是图1的局部结构示意图；
图3是图1的的俯视图；
图4是图1中悬挑工字钢的固定状态示意图；
图5是图2的A向结构示意图；
图6是图2的B向结构示意图；
图7是图2的C部放大结构示意图；
图8是本发明另一种高空悬挑模架的结构示意图；
图9是连墙件结构示意图；
图10是观测点位置示意图；
图11是沉降观测记录表。
[0023]图中，标号I为悬挑工字钢，2为斜撑工字钢，3为底角钢，4为顶角钢，5为斜撑工字钢支座，51为两侧夹板，52为斜底座，6为斜拉钢筋，7为圆钢压环，8为木楔，9为下层梁，10为上层梁，11为下层，12为上层，13为钢管悬挑架，14为屋顶结构外边线，15为外挑檐外边线，16为