一种高空大悬挑混凝土梁板结构施工方法

摘要

本发明属于建筑施工领域，一种高空大悬挑混凝土梁板结构施工方法，包括现浇混凝土大悬挑结构梁和装配预制混凝土叠合板，通过配筋优化，降低结构梁的现浇高度；待现浇混凝土大悬挑结构梁的梁身混凝土强度等级达到设计强度100%及以上后，拆除现浇悬挑结构梁模板支撑系统；依托现浇混凝土大悬挑结构梁来安装预制混凝土装配式叠合板，预制混凝土装配式叠合板下部不再设置任何支撑系统；装配叠合板与结构梁的连接钢筋，浇筑叠合层混凝土，最终形成完整的高空大悬挑混凝土梁板结构。本发明不仅大幅度节约了模板安装及拆除等施工成本费用投入，还具有高空作业危险性小、工艺简单、操作方便、施工速度快、质量标准高、施工机械化程度高等优点。

说明书

技术领域

本发明属于建筑施工领域，特别涉及高空大悬挑混凝土梁板的施工。

背景技术

随着经济不断发展，人们对个性化要求的不断提高。在建筑领域，不断出现个性化突出的建筑结构，各类高空大悬挑结构的应用，彰显出建筑外形特征的独特。在高层建筑上设置向外拓展的悬挑空间是目前最常见的一种建造方式，通过设置个性化的悬挑的形状，以达到个性建筑的要求。目前常用的大悬挑混凝土梁板结构多采用现浇混凝土工艺，如中国专利200910115141.7，公开了高层建筑之高空悬挑结构的施工工法，先给出设计方案，再根据设计方案先后对承力结构和承重结构进行现浇施工，其支撑架结构构造复杂，需要在高空部位大面积地搭设大悬挑操作平台，给施工带来了诸多的困难和不便；导致了工期延长，增加了模板支撑系统的材料投入，施工成本大幅度提高；同时也增加了高空施工的安全风险，特别是施工操作人员在搭设和拆除高空操作平台的过程中，极易出现高空坠落的安全事故，给社会和家庭造成不利影响和损失。

发明内容

本发明的目的是解决目前高空部位大悬挑混凝土梁板结构的传统现浇混凝土技术工艺的上述诸多不足，提供一种高空大悬挑混凝土梁板结构施工方法，高空现浇混凝土大悬挑梁与预制装配式混凝土叠合板组合的集成施工。通过对大悬挑混凝土梁板结构的传统现浇混凝土工艺进行了技术创新和设计优化，降低了施工技术难度，降低了高空施工的危险性，具有工艺简单、操作方便、施工速度快、经济效益好、施工机械化和工业化程度高等优点。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种高空大悬挑混凝土梁板结构施工方法，包括现浇混凝土大悬挑结构梁和装配预制混凝土叠合板，

S1，现浇混凝土大悬挑结构梁：降低结构梁的现浇高度，结构梁的现浇高度等于原设计大悬挑结构梁的有效截面高度减去原设计现浇结构板厚度，并配筋优化；现浇混凝土大悬挑结构梁，待梁身混凝土强度等级达到设计强度100%及以上后，拆除现浇悬挑结构梁模板支撑系统；

S2，装配预制混凝土叠合板：预制混凝土装配式叠合板下部不再设置任何支撑系统，依托现浇混凝土大悬挑结构梁来安装预制混凝土装配式叠合板，装配叠合板与结构梁的连接钢筋，浇筑叠合层混凝土，最终形成完整的高空大悬挑混凝土梁板结构。

进一步地，所述施工过程包括：

S1，现浇混凝土大悬挑结构梁：

（1）在现浇混凝土大悬挑结构梁施工前，按照原设计大悬挑结构梁的有效截面高度减去原设计现浇结构板厚度，得到现浇混凝土大悬挑结构梁高度；取原设计现浇结构的梁板荷载，依据计算所得的现浇大悬挑结构梁的有效截面高度和原设计混凝土强度重新计算受力主筋、箍筋和构造钢筋的配筋面积，据此调整和优化大悬挑现浇结构梁的配筋；

（2）根据优化后的大悬挑现浇结构梁的悬挑长度和截面尺寸计算其对模板支撑系统的要求，据此计算并设计轻钢结构组合桁架及其连接件，使之满足大悬挑现浇结构梁对模板支撑体系的强度、刚度和稳定性要求；然后，按照前述的模板支撑体系的设计方案要求，制作轻钢结构定型组合桁架及其连接件；

（3）在现浇混凝土大悬挑梁所在楼层的下2层和下1层施工过程中，在大悬挑现浇结构梁中轴线的两边相等的位置预留连接件的穿梁螺栓孔，并在预留穿梁螺栓孔的位置配置抗扭钢筋加强处理；在大悬挑现浇结构梁施工前，按照（2）中模板支撑体系的设计方案要求，采把轻钢结构定型组合桁架及其附属的安全防护栏杆等安装完毕，形成高空操作平台；

（4）在高空操作平台上搭设大悬挑现浇结构梁的模板支撑系统，绑扎结构梁钢筋并在结构梁上表面预留与预制叠合板的连接钢筋，与所在楼层结构梁板一起浇筑混凝土并及时养护；

（5）待现浇悬挑结构梁的混凝土强度达到设计强度的100%及以上后，依次拆除梁模板、模板支撑系统、轻钢结构定型组合桁架及其附属构件，完成大悬挑现浇结构梁施工；

S2，预制混凝土装配式叠合板，吊装预制混凝土叠合板，把叠合板的锚固钢筋与结构梁预埋连接钢筋连接固定，绑扎叠合板钢筋并浇筑混凝土，形成与原设计一致的高空大悬挑混凝土梁板结构，完成该高空大悬挑混凝土梁板结构的施工。

进一步地，所述S1，现浇混凝土大悬挑结构梁：其中（1）原设计高空大悬挑全现浇混凝土梁板结构的基础上优化并分解后的现浇大悬挑结构梁，其截面宽度、悬挑长度及梁底标高均与原设计现浇大悬挑结构梁相同，截面高度等于原设计现浇大悬挑结构梁的截面高度减去原设计现浇结构板厚度；按照原设计现浇结构的梁板荷载和混凝土强度重新计算配筋面积，据此调整和优化现浇混凝土大悬挑结构梁的配筋，调整后，须送交原设计单位审核并取得同意；在现浇混凝土大悬挑结构梁顶面边缘部位为光面、顶面中部采用捣毛麻面处理，在梁顶面中部设置竖向连接短钢筋及沿梁长度方向贯通的水平连接钢筋，梁顶面无外露箍筋。

进一步地，所述S1，现浇混凝土大悬挑结构梁：其中（1）的竖向连接短钢筋，锚固在现浇混凝土大悬挑结构梁内，沿悬挑梁长度方向间距200-1000mm，外露长度30-50mm，钢筋直径8-16mm。

进一步地，所述S1，现浇混凝土大悬挑结构梁：其中（1）的水平连接钢筋，沿梁长度方向水平贯通，并与竖向连接短钢筋绑扎连接，钢筋直径8-16mm。

进一步地，所述S1，现浇混凝土大悬挑结构梁：现浇悬挑结构梁模板支撑系统采用轻钢结构定型组合桁架做为的主要受力和传力构件，轻钢结构定型组合桁架由若干个轻型钢构件按照顺序拼装组合而成，该轻钢结构定型组合桁架安装在悬挑梁下第2层和第1层结构梁或剪力墙的外侧部位，通过穿梁螺栓固定在悬挑梁下第2层和第1层结构梁或剪力墙上；单片组合桁架的重量不大于1000kg；组合桁架周边凌空部位安装工具式安全防护栏杆，安全防护栏杆采用轻钢构件并按照统一尺寸制成，采用螺栓与组合桁架连接固定；防护栏杆高度不低于1.2m，在安全防护栏杆的四周包裹密目安全网；在预制混凝土装配式叠合板安装前，拆除全部的轻钢结构定型组合桁架支撑系统。

进一步地，所述S2，装配预制混凝土叠合板：预制混凝土装配式叠合板是原设计高空大悬挑全现浇混凝土梁板结构的基础上优化并分解后的由若干个拼装单元组成的预制混凝土装配式叠合板，其结构形式为简支板，预制混凝土装配式叠合板的两端搁置在现浇混凝土大悬挑结构梁的顶面；叠合板的截面形状为矩形，其跨度及板底标高均与原设计现浇大悬挑结构板相同，叠合板的预制厚度加现浇叠合层厚度等于原设计现浇结构板厚度；按照原设计现浇结构的板荷载和混凝土强度重新计算并调整叠合板配筋，调整后，须送交原设计单位审核并取得同意；在预制混凝土装配式叠合板与现浇混凝土大悬挑结构梁的连接部位设置水平外伸钢筋，并与现浇混凝土大悬挑结构梁顶面的水平连接钢筋绑扎固定。

本发明对高空大悬挑混凝土梁板结构的传统现浇混凝土工艺进行了技术创新和设计优化，大大降低了高空大悬挑混凝土梁板结构的施工技术难度，仅对大悬挑混凝土结构梁采用传统的现浇施工工艺，用预制混凝土叠合板替代传统工艺的现浇混凝土悬挑板，取消了大悬挑结构板的模板支撑系统，大幅度节约了施工成本费用投入；通过对结构梁的配筋优化，降低了结构梁的现浇高度，使大悬挑混凝土结构梁对自身模板支撑系统的技术要求进一步降低；采用了轻钢结构定型组合桁架做为现浇悬挑结构梁模板支撑系统的主要受力和传力构件，提高了模板支撑系统的安全性，成本费用投入低，且安装及拆除方便、便于多次重复周转使用，大大降低了高空大悬挑操作平台的施工技术难度；采用工厂批量预制生产的装配式混凝土叠合板，叠合板板面光滑平整、无蜂窝麻面，外观质量远高于现浇混凝土板。因此本发明不仅大幅度节约了模板安装及拆除等施工成本费用投入，还具有高空作业危险性小、工艺简单、操作方便、施工速度快、经济效益好、质量标准高、施工机械化和工业化程度高等优点，经济效益显著，是一个值得推广的新技术。

附图说明

图1是高空大悬挑现浇混凝土结构梁模板支撑系统主视图

图2是高空大悬挑现浇混凝土结构梁模板支撑系统俯视图

图3是高空大悬挑现浇混凝土结构梁模板支撑系统侧视图

图4是预制混凝土装配式叠合板安装的侧视图

图5是预制混凝土装配式叠合板安装的结构俯视图

图6是图4和图5中的1-1剖面图

图7是高空大悬挑混凝土梁板结构施工完毕后的结构图

图8是图7中的2－2剖面图

图9是图3中1局部放大图

图10是图3中2局部放大图

图中：1、现浇混凝土大悬挑结构梁；2、模板支撑系统；3、轻钢结构定型组合桁架；4、穿梁（墙）连接螺栓；5、连接和固定钢板；6、悬挑梁以下第2层结构梁（剪力墙）；7、悬挑梁以下第1层结构梁（剪力墙）；8、预留穿梁（墙）螺栓孔；9、轻钢结构水平连接梁；10、安全防护栏杆；11、预制混凝土装配式叠合板；12、竖向连接短钢筋；13、水平连接钢筋； 14、叠合板水平外伸钢筋；15、叠合层混凝土。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

本发明的高空大悬挑现浇混凝土结构梁模板支撑系统的结构图如图1-3所示，预制混凝土装配式叠合板安装的结构图如图4-6所示，高空大悬挑混凝土梁板结构施工完毕后的结构图如图7-8所示。

从图7-8可见，本发明结构图由现浇混凝土大悬挑结构梁和预制混凝土装配式叠合板两部分构成，预制混凝土装配式叠合板吊装就位后，浇筑叠合层混凝土，形成与原设计一致的高空大悬挑混凝土梁板结构。

本发明的工艺流程如下：

降低现浇混凝土大悬挑结构梁的截面高度、优化和调整配筋方案→计算并设计现浇混凝土大悬挑结构梁模板支撑系统→设计和制作轻钢结构定型组合桁架及附属安全防护设施→安装轻钢结构定型组合桁架及附属安全防护设施→安装现浇混凝土大悬挑结构梁模板支撑系统→现浇混凝土大悬挑结构梁施工→拆除模板支撑系统、轻钢结构定型组合桁架及附属设施→吊装预制装配式叠合板及叠合层施工。

S1，现浇混凝土大悬挑结构梁：

① 降低现浇混凝土大悬挑结构梁的截面高度、优化和调整配筋方案

按照原设计大悬挑结构梁的有效截面高度减去原设计现浇结构板厚度，得到现浇混凝土大悬挑结构梁1的截面高度；取原设计现浇结构的梁板荷载，按照计算所得的现浇大悬挑结构梁的截面高度和原设计混凝土强度重新计算受力主筋、箍筋和构造钢筋的配筋面积，据此调整和优化大悬挑现浇结构梁的配筋（须送交原设计单位审核并取得同意）。

② 计算并设计现浇混凝土大悬挑结构梁模板支撑系统

根据优化后的现浇混凝土大悬挑结构梁1的悬挑长度和截面尺寸计算其对模板支撑系统2的要求，据此计算并设计轻钢结构定型组合桁架3及其与主体结构的连接固定系统，使之满足大悬挑现浇结构梁对模板支撑系统2的强度、刚度和稳定性要求，并最终形成现浇混凝土大悬挑结构梁的模板支撑系统设计方案。

③ 设计和制作轻钢结构定型组合桁架及附属安全防护设施

按照前述的模板支撑系统设计方案要求，制作轻钢结构定型组合桁架3及与主体结构的穿梁（墙）连接螺栓4、连接和固定钢板5；在现浇混凝土大悬挑结构梁1所在楼层的下2层和下1层主体结构施工过程中，在现浇混凝土大悬挑结构梁1所在设计中轴线的两边相等的位置的悬挑梁以下第2层结构梁（剪力墙）6、悬挑梁以下第1层结构梁（剪力墙）7上预留穿梁（墙）螺栓孔8，并在预留穿梁（墙）螺栓孔8的结构梁（或剪力墙）配置抗扭钢筋加强处理，使该部位主体结构梁（或剪力墙）满足承受轻钢结构定型组合桁架3传递荷载所必须的强度和变形要求。

④ 安装轻钢结构定型组合桁架及附属安全防护设施

在现浇混凝土大悬挑结构梁1施工前，按照前述的模板支撑系统2的设计方案要求，采用垂直吊装设备在把轻钢结构定型组合桁架3、轻钢结构水平连接梁9及其附属的安全防护栏杆10等安装完毕，形成高空操作平台。

⑤ 安装现浇混凝土大悬挑结构梁的模板支撑系统

按照模板支撑系统2的设计方案，在高空操作平台上搭设模板支撑系统2。采用螺栓把模板支撑系统2的立杆底座按照设计间距固定在轻钢结构水平连接梁9上，然后依次搭设模板支撑脚手架、梁底模板和梁侧模板，采取固定措施形成现浇混凝土大悬挑结构梁的模板支撑系统。

⑥ 现浇混凝土大悬挑结构梁施工

绑扎现浇混凝土大悬挑结构梁1的钢筋并在其上表面预留与预制混凝土装配式叠合板11连接的竖向连接短钢筋12和水平连接钢筋13，与同楼层的结构梁板一起浇筑混凝土并及时养护。

⑦ 拆除模板支撑系统、轻钢结构定型组合桁架及附属设施

待现浇混凝土大悬挑结构梁1的混凝土强度达到设计强度的100%及以上后，依次拆除梁模板支撑系统2、安全防护栏杆10、轻钢结构水平连接梁9、穿梁（墙）连接螺栓4、连接和固定钢板5、轻钢结构定型组合桁架3及其附属构件，完成现浇混凝土大悬挑结构梁1的结构施工。

S2，装配预制混凝土叠合板：

①吊装预制装配式叠合板

采用垂直吊装设备吊装预制混凝土叠合板11，把叠合板水平外伸钢筋14与现浇混凝土大悬挑结构梁1的水平连接钢筋13连接固定，绑扎叠合板钢筋；

②叠合层施工

浇筑叠合层混凝土15，形成与原设计一致的高空大悬挑混凝土梁板结构，完成该高空大悬挑混凝土梁板结构的施工。

采用本方法进行施工，工期可缩短一半，节省支撑体系，施工效率大幅提高，施工质量同时得到保障。