高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法效益分析

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的效益分析如下：

1、经济效益

该支撑体系中所使用的36a工字钢和16号工字钢均以租赁解决（约160~180元/吨），而8号槽钢则利用该工程幕墙骨架的原料，节约成本费用的支出，该支撑体系总成本造价约为15万元；若采用落地式满堂红钢管支撑体系，支顶架钢管、扣件使用量大，经估算需投入钢管约570吨，扣件约95000只，搭设工程量约67000立方米，按造价约需7万。悬挑斜拉式型钢支撑体系对比落地式满堂红钢管支撑体系节省约52万。

2、节能效益和社会效益

（1）安全可靠。整个安装及拆卸过程没发生安全事故，达到预期要确保安全的设想。

（2）有利于文明施工。由于投入钢管等材料相对减少，占用施工堆场也减少，从而为现场文明施工创造了条件。

注：施工费用以2009-2010年施工材料价格计算

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的环保措施如下：

1、在悬挑梁板的洒水养护过程中，采用节水喷淋头进行喷水养护，并在屋面设置砖砌沉淀池，收集多余水量并循环利用，有效降低污水排放量。

2、由于整个施工过程均采用露天作业，在工人作业区设置可伸缩的防雨、防晒棚架，以改善施工人员的工作环境。

3、运送混凝土小型机动车不得过满溢出，混凝土残渣及时清除干净。

4、在工程施工过程中加强对施工焊接、工程材料、废水及弃渣的控制和治理。

5、制定固体废弃物控制措施。定期清运弃渣及其他工程材料运输过程中的散落物与沿途污染物，弃渣及其他工程废弃物按指定的地点和方案进行合理堆放和处理。

6、制定施工噪音控制措施。选用先进环保的施工工艺，采取有效措施降低施工噪声到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。

7、对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。

采用《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1、严格执行以下相关技术规范标准：《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130-2001；《建筑施工模板安全技术规范》JGJ 162-2008；《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》；《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ 46-2005；《建筑施工高空作业安全技术规范》JGJ 80-91；《中华人民共和国建筑法》；《中华人民共和国安全生产法》；《建筑工程安全生产管理条例》。

2、脚手顶架搭设人员必须是经过国家标准《特种作业人员安全技术考核管理规则》考核合格的专业工人，上岗人员应定期体检，体检合格者方可上岗。

3、搭设脚手顶架人员必须戴安全帽、安全带，穿防滑鞋等。

4、操作层上的施工荷载应符合设计要求不得超载；严禁任意悬挂起重设备。

5、在支撑体系顶层外围搭设1.5米高的栏杆，材料选用钢管，间距按照支撑立杆的间距，栏杆上铺设密闭的安全网。

6、为了加强支撑体系的稳定性和整体刚度，防止倾倒，利用支撑体系的水平杆与原有结构柱锁扣连系，起到拉顶作用。

7、组织专门监测小组，在工字钢安装、支顶架搭设及混凝土浇注期间对支撑进行沉降监测，观测点布置图附后，用经纬仪或吊锤线称观测支撑立杆的垂直情况，一旦发现偏移情况，立刻停止作业，疏散作业人员，检查原因，及时采取措施抢险加固支撑体系

8、六级和六级以上大风、雨天应停止支顶架作业。

9、设专人负责对顶架进行经常检查和保修，在模板安装及混凝土浇筑过程也必须进行，发现险情立刻通知现场负责人停止作业，疏散作业人员，启动应急救援程序。

10、支顶架使用期间，严禁任意拆除主节点处的纵、横向的水平杆和扫地杆，支撑，栏杆及挡脚板，如要拆除，则应采取安全措施，并报主管部门批准。

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的质量控制要求如下：

一、质量控制规范标准

1、严格执行以下相关技术规范标准

《钢结构设计规范》GB 50017-2003；《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001；《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81-2002；《设备安装工程施工及验收规范》J 218-2002；《机械设备安装手册》；《建设工程质量管理条例》；《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001。

2、模板施工应符合下表的要求。

3、钢筋加工绑扎

（1）钢筋制作质量应符合下表的要求。

（2）钢筋骨架安装质量应符合下表的要求。

二、质量保证措施

1、钢管支顶加设钢管水平拉杆和剪刀撑，增加整体稳定性，使支撑体系均匀受力。

2、楼面模板安装后，派专职质安员检查支顶、斜撑、拉杆是否牢固。确保支撑系统有足够的强度和稳定性。

3、楼面模板安装时要保证几何尺寸准确，符合设计和规范要求，模板制作安装要接缝严密、平整和不漏浆。

4、梁、柱接头的模板要用线称调校垂准，保证模板垂直度、平整度。梁模必须放线调正，通线取直。

5、模板支撑体系必须经过监理工程师的验收后才进入下一道工序施工，并办理报验手续。

6、模板安装完成后派专人清扫干净才能进行钢筋安装。

7、混凝土浇筑前，应经常检查模板、木枋、水平拉杆、纵横斜撑、支顶是否有变动，发现问题及时采取措施进行处理。

8、支模时，支柱应垂直，上下层支柱应在同一竖向中心线上。

9、模板必须在混凝土强度达设计强度的100%方可拆除。

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》所用的材料及设备明细如下：

1、材料

主要材料见下表。

2、机具设备

采用的机具设备见下表。

高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法适用范围

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》适用于30米以上高空悬挑混凝土结构的支撑，同时对大型悬挑构件支顶等施工有借鉴作用。尤其适用于高空悬挑结构的支顶施工。

高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法工艺原理

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的工艺原理叙述如下：根据75米高空悬挑混凝土结构的设计特点，考虑现场操作的简易性和安全性，利用36a工字钢作为支撑体系的主受力梁，16号工字钢作为传力横梁，同时利用2条8号槽钢与36a工字钢组合三角形的斜拉式受力体系；在型钢支撑体系下设置独立的钢管悬挑安全操作平台（与外脚手架分离），有效降低了型钢施工过程中的施工人员的操作危险性。采用斜拉式型钢支撑体系形式减少了钢管材料的使用量和大型吊装设备的投入，同时确保了悬挑梁板的施工质量。

高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法施工工艺

• 工艺流程

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的施工工艺流程见下图。

• 操作要点

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的操作要点如下：

一、搭设安全操作平台

该工程在70多米高空进行大量钢结构安装作业，工人操作环境安全要求很高，同时，该悬挑结构北侧下方为城市主干道人行路，人流密集，东南侧下方为工地内场地通道，对安全防护要求也很高。为确保施工操作中的安全，增加搭设安全平台，作为安装钢梁的操作及防护平台（见下图）。

该平台采用钢管作为主要材料，在混凝土柱加3度钢管箍，并在天面层楼面浇筑混凝土时预留钢丝绳抽吊环。平台挑柱借助外墙脚手架排栅挑出，采用钢管大横杆连接，并根据外墙脚手架柱距设挑柱尺寸。伸出尺寸每1.5米设挑柱一条，平台距离钢梁底1.4米。

二、36a主梁工字钢安装、锚固

根据现场实际情况，在施工层的下一结构层按水平距离每隔2~3米悬挑1条12米长的I36a的工字钢作为悬挑支撑体系的主梁，梁后端部用φ25钢筋与楼板（梁）锚固（见下图）。

主梁工字钢安装以人工安装为主，采用纵向推移法施工：工字钢主梁推出楼面时，前端用手动葫芦吊住（因主梁工字钢为用每根长12米的原材，使型钢中心在楼面内，有效防止了主梁工字钢安装过程产生倾覆），然后将工字钢沿端部的钢筋锚固座逐步向外推出；在推出过程中，利用建筑物边梁预埋的钢筋锚环和拉索调整工字钢水平角度及保证操作安全；当工字钢推出达到设计要求时，在工字钢尾部用钢筋烧焊固定（锚固大样见下图）。

三、斜拉杆8号槽钢安装

每条主梁前端利用2条8号槽钢作为斜拉杆，分别与主梁的外端部和施工层边梁预埋钢板焊接，组成三角形受力体系。斜拉槽钢与主梁工字钢连接大样见下图1，与结构连接大样见下图2。

四、横梁16号工字钢安装

主梁工字钢安装就位后，人工将16号的横梁工字钢垂直主梁推出，达到设计位置时，烧焊与主梁工字钢连接固定。

五、钢管支撑体系搭设

当整个悬挑斜拉型钢体系安装完毕后，对所有焊缝进行验收，确保焊缝均达到合格后，选择局部进行1.4负荷试压，经检查确保符合要求后才进行钢管支顶架搭设。16号工字钢面至悬挑结构的板底距离为3.26米，至斜板最高点为4.46米，采用支撑于16号工字钢面的钢管作为模板支撑体系，钢管间距沿横梁方向间距1米，沿主梁方向间距按6号工字钢间距，钢管下端利用顶托支承于横梁工字钢上。钢管支撑体系如下图所示。

• 劳动力组织

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的劳动力组织情况见下表。

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的工法特点是：

1、实现钢结构在现场就地吊装，避免传统满堂红脚手架搭设工期的制约，同时减少了钢管材料的投入，有利于产品保护。

2、利用斜拉式型钢支撑体系，不占用外墙施工的脚手架，最大限度减少了对周边环境的影响。

3、斜拉式型钢支撑体系安装简单方便，对大型吊装设备需求不高。

广东省公安厅出入境制证中心大楼位于广州市东风路边，总建筑面积57753平方米，建筑物73米标高处周边均为悬挑梁板结构，悬挑投影面积947.93平方米。

悬挑混凝土结构的施工，通常利用落地式满堂红脚手架或悬挑脚手架作为支顶架体系。高空悬挑混凝土结构施工支架平台与传统的纯钢管支顶架相比，具有以下优点：占用的空间较少，能减少对屋面以下外墙施工现场的影响，节省现场施工的资源投入。采用满堂红落地式钢管支顶体系，外墙幕墙施工只能在悬挑结构完成后才能进行，不能与悬挑结构同时施工。因为原搭设外脚手架与支模重合部分不符合高支模要求，须拆除重新搭设高支模。在天面悬挑板结构及装饰工程完成，高支模拆除后，重新搭设外脚手架，才能进行幕墙施工（高支模立杆、水平杆密度大，装修作业人员无法操作）。仅考虑天面混凝土养护时间及外脚手架搭拆时间，幕墙工期比正常延长约50天以上。采用悬挑式脚手架支顶体系受力不明确，难以建立合理受力模型，容易产生侧向挠度，刚性小节点强度无法保证，且搭设该支撑体系高空悬空作业量大，危险性高，对安全措施的要求及工人安全操作意识较高。而采用悬挑斜拉式型钢支撑体系可有效避免与外墙施工的相互影响，有效减少施工工期，且搭设成本比满堂红落地式脚手架节约75%，同时，悬挑斜拉式型钢支撑体系装拆简单快捷，减少施工搭设的悬空作业量，危险性较小，并有利于建立合理的受力模型。高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法是一种技术含量较高、环保节能、具有广阔应用前景的工法。

高空悬挑混凝土结构施工支架平台，施工难题主要有：①斜拉式型钢支撑体系设计；②现场钢结构的吊装；③环境保护等。斜拉式型钢支撑比采用传统满堂红脚手架更具灵活性，但现场施工场地条件差，缺乏高空悬挑作业的经验，需解决上述施工难题。为此，广州市建筑机械施工有限公司组织有关部门开展专项施工技术创新，通过公司、分公司、项目部等各方努力，成功完成了高空悬挑混凝土结构施工支架平台，总结出《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》。

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》的应用实例如下：

1、广东省公安厅出入境制证中心大楼

位于广州市东风路边，总建筑面积57753平方米，其中地下室4层，建筑面积20160平方米；地面16层，建筑面积36950平方米；建筑总高度68.8米，建筑最高点75米，长80米，宽30米；主体结构为钢筋混凝土框架一剪力墙结构。建筑物73米标高处周边均为悬挑梁板结构，悬挑部位投影面积947.93平方米。该工程2005年10月开始安装，至2006年1月20日完成全部钢结构拆除。

2、广州大北枢纽站场工程

施工位于广州市越秀区站南路西南、环市西路南侧，总建筑面积87718.2平方米。该工程地下建2层地下室，地面上部分为两部分：客运站场为3层，配套办公楼为地下2层、地上10层；整个建筑物为钢筋混凝土框架结构，结构最高点47.30米。建筑物47米标高处周边均为悬挑梁板结构，悬挑部分投影面积688.4平方米。该工程2006年12月开始安装，至2007年2月10日完成全部悬挑部分模板拆除。

3、萝岗区行政办公用房及萝岗中心区人防工程一期施工总承包（一标段）工程

位于萝岗区开创大道以北，水西环路以南。该工程为钢筋混凝土框架结构，建筑面积约36000平方米。其中地上行政办公楼3栋（最高5层），建筑面积约24000平方米，地下室连成整体，建筑面积约12000平方米，结构最高点为31.17米标高的悬挑梁板结构，悬挑部分投影面积594.5平方米。该工程2007年12月开始安装，至2008年2月5日完成全部悬挑部分模板拆除。

《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》成功运用于广东省公安厅出入境制证中心大楼工程、广州大北枢纽站场工程、萝岗区行政办公用房及萝岗中心区人防工程一期施工总承包（一标段）工程。悬挑部分态体好，质量合格，经有关部门组织验收，符合国家验收标准。创造了经济效益、环保节能效益和社会效益。

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《高空悬挑混凝土结构施工支架平台技术施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法适用范围

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》适用于高空悬挑结构的施工。

斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法工艺原理

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》的工艺原理叙述如下：

1、通过建立“悬挑钢梁拉绳反拉体系”工作平台，满足高空混凝土结构模板支撑体系和外脚手架搭设需求。

2、高空悬挑梁板的施工，完全依托钢平台，平台由工字钢组成，在平台上搭设钢管脚手架、排架、支立模板。

3、钢梁悬挑端部通过焊接拉环与钢丝绳连接，且通过预埋拉环固定在上层结构梁上；搁置在楼面的部分通过预埋螺栓与结构锚固在一起。

4、由于钢丝绳弹性较大，采取预紧措施，施加预应力消除钢丝绳的部分合股弹性，使之不影响平台上搭设模板支架；具体方法为：平台铺设完后，拉紧钢丝绳，使钢梁的悬挑端部向上拉起，拉起量根据平台具体尺寸和上部荷载而定，以消除钢丝绳的弹性，减小钢梁变形，使工作平台满足使用要求。

5、采用临时支撑措施，解决长钢梁高空安装的问题。

斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法施工工艺

• 工艺流程

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》的施工工艺流程如图1。

• 工作平台基本构造

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》工作平台的基本构造如图2、图3所示，钢梁悬挑端部通过焊接拉环与钢丝绳连接，搁置在楼面部分通过预埋螺栓与结构锚固在一起，钢丝绳通过拉环以结构连接。

• 操作要点

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》的操作要点如下：

一、编制方案

编制专项方案，建立力学模型，进行计算和验算，绘制施工节点大样图，并请专家对方案进行论证，按照论证意见对方案作进一步优化和完善。

二、制作钢梁

1.根据方案和施工详图，制作钢梁，焊接拉环。

2.焊接用圆钢规格以及焊缝高度和长度由计算确定，施工中的具体要求如下：

（1）首先对材料进行严格检查，确保材料符合要求。

（2）施焊时，保证足够的熔深，主焊缝与定位焊缝应结合良好，无气孔、夹渣和烧伤缺陷。

（3）应分层施焊，每焊一层后，清理完焊渣后再焊接下一层，确保焊缝的高度和长度。

三、钢梁吊装、铺设

1.当楼面混凝土强度达到10兆帕后才能进行钢梁吊装。

2.吊装前应检查预埋件或预留孔的位置是否准确，必要时应调整悬挑梁的长度等措施保证钢梁准确就位。

3.吊装时，操作人员可在下层脚手架上操作，如无下层脚手架时，应先搭设临时操作平台。

4.完成一根钢梁吊装后，应按规定检验并校正，才能进行下一根钢梁吊装。

5.工字钢梁逐根就位后，由于楼面平面偏差，所以各钢梁之间的平整度仍需调整。

6.根据计算得知，钢梁最大水平力较大，为避免钢梁在巨大水平力作用下，沿钢梁自身方向不发生位移，采用14号工字钢作为阻铁（长度为100毫米），与20号工字进行焊接，以阻止钢梁水平向位移。

7.为保证阻铁位置准确，经多次商讨决定待钢梁就位后，现场焊接。焊接时，采用小电流短弧焊接，第一层焊缝用短电弧作前后推拉动作，焊条与焊接方向成8度~90度角。其余各层焊条横摆，并在坡口侧略停顿稳弧，保证两侧熔合。

8.由于角部钢梁是埋入混凝土中，在楼面固定的钢梁很短，只有不到800毫米，故在安装工字钢时，需设置临时支撑，支撑不参与悬挑平台受力计算，只承受平台上钢管及钢笆自重和操作人员荷载。经验算，临时支撑杆选用4根钢管组合截面，临时支撑详图见图4。

四、平台铺设

各工字钢梁之间选用φ48×3.5钢管加以连接，吊装完成后，即可铺钢管，钢管由里向外依次铺设，可用扣件在钢梁两侧将钢梁夹牢，然后满铺竹芭，使钢平台形成。钢平台四周应设置安全防护栏杆，并随着排架、脚手架的搭设，及时设置安全网进行安全围护。

五、拉钢丝绳

钢平台铺设完毕后，用手拉葫芦拉紧钢丝绳，使钢梁的悬挑端部向上拉起，根据事先确定的拉起量控制钢丝绳的拉紧，确保每根钢梁的拉起量和钢丝绳的预紧满足要求。

六、钢梁沉降观测

为保证工作平台在使用过程中万无一失，必须及时测量钢梁下挠变形，严格控制钢梁下挠值，确保在允许范围内。在钢梁完成安装时，将每根钢梁进行编号，观测每根钢梁梁端的初始标高并记录。当有荷载作用在平台上时，必须及时再次观测钢梁梁端标高，计算沉降值，并与允许值进行比较，若钢梁变形值达到或接近允许值时，必须收紧钢丝绳，控制钢梁的下挠。

• 劳动力组织

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》的劳动力组织情况见表1。

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》的应用实例如下：

一、扬州曙光电缆有限公司750千伏超高压交联电缆及配套项目工程1a立塔

1、工程概况

工程位于扬州北郊菱塘填，结构为纯剪力墙筒体结构，地下1层，地上16层，层高6~8米，总高达114.18米。从第12层中间 80.500米处（2层楼面标高为 78.000米）开始向四周悬挑扩大平面，最大挑出长度为3.4米，在建筑物东北和西南角楼面标高处挑出长度为1.6米，东南和西北角楼面标高处挑出长度为2.4米，东南和西北角楼层中间标高处挑出长度为3.4米（图5、图6）。

2、应用情况

施工过程中，工作平台处于安全、可控的状态，施工进度几乎未受影响，2008年7月27日至2008年7月30日钢梁吊装至平台铺设完毕，用4天时间，12层结构（ 84.000米）施工完成后，2008年8月20日至2008年8月22日反拉钢丝绳完毕用3天时间，整个体系施工工期共7天，立塔结构于008年10月24日顺利封顶，比目标工期提前7天，实现施工进度目标；该施工平台总造价13.6万元，由于采用该施工工法，节约了工期，材料、人工费等，合计节约施工成本约为4.3万元，取得了良好的经济和社会效益。

二、扬州市地方税务局综合业务用房

1、工程概况

扬州市地方税务局综合业务用房工程总建筑面积为26310平方米（地下建筑面积2810平方米，地上建筑面积23500平方米），建筑占地面积为2370平方米；综合业务用房地下1层，地上21层，局部22层，建筑物檐口高度为73.30米，建筑物总高度为91.60米，在建筑标高83米处，有一屋面网架向外悬挑，最大处达8.25米。

2、应用情况

由于该工程悬挑长度长，高度高，采用了斜拉式型钢悬挑平台，满足悬挑结构的施工，工作平台向外最大悬挑长度9米，悬挑钢梁采用了12米的25a工字钢，顺利完成了上部结构的施工，工程于2006年4月28日竣工，并获得了鲁班奖。

三、高邮市公安指挥中心大厦工程

1、工程概况

高邮市公安指挥中心大厦工程，位于高邮市珠光路东侧，该工程为框剪结构，地上15层（局部16层），地下1层，建筑面积为17500平方米。

2、应用情况

在建筑物顶标高处，有一向外悬挑的屋面网架，该施工平台采用了斜拉式高空大悬挑工作平台，满足施工要求，上部结构施工质量满足规范要求。工期于2009年6月竣工。

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》的工法特点是：

1、该工法利用斜拉式高空大悬挑工作平台，既能满足结构高支模施工又能满足上部脚手架的搭设需要。

2、斜拉式工字钢平台受力明确、工艺合理、安全可靠，且型钢回收率高，经济性好。

3、承力平台装拆方便，单一构件的重量较小，便于高空操作，施工更加快速、方便。

4、通过合理安排施工顺序，使得模板支撑体系和外脚手架不同时使用，计算上属于两个体系，满足安全要求。