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摘要：本文主要结合具体工程案例就某新型悬空结构模板支撑体系的施工工艺做进一步的分析和探讨。
关键词：建筑；悬空结构；模板；支撑体系；施工
中图分类号： TU7文献标识码： A
悬空结构施工是一些建筑工程整体目标成功实现的关键，尤其是对于一些悬空结构高度大，施工技术与安全控制难度大的工程。对于这类工程而言，悬空结构施工不仅影响到整个工程质量与后序结构及安装施工安全，同时影响到整个建设项目能否按时完工。由于我国经济社会快速发展，大型工业厂房及购物广场项目建设进入高速期，对这类建筑工程而言，常规的落地模板支撑体系已无法满足施工技术要求，存在突出的工序穿插矛盾，严重制约着工程进度。一是大型设备施工时，只能等待楼盖模板支撑体系拆除后方可进行，大大增加了关键线路的施工时间；二是巨大面积楼盖混凝土浇筑时，汽车布料机覆盖范围以外部分，只能通过大型塔吊运输混凝土完成浇筑任务，极大地影响了楼盖混凝土浇筑效率。因此，只有通过设计创新，研发一种适应于模板支撑体系与其下部设备安装等立体交叉施工的方案，方可解决工序穿插矛盾与杜绝坍塌事故的发生。本文主要结合具体工程案例就某新型悬空结构模板支撑体系的施工工艺做进一步的分析和探讨。一、工程概况
某生产企业的制造厂房建设项目，建筑为两层框架结构，长度130m，宽度118m,建筑面积3万多㎡。一层标高7.75m，二层标高15.55m，框架柱网纵向尺寸12m,横向尺寸9m，框架梁截面尺寸为400×1500㎜，连续梁截面尺寸分别为300×1100㎜和300×900㎜,现浇板厚度130㎜。本悬空模板支撑体系位于6～7轴与A～X轴交汇区域，跨度12m,长度118.35m,板顶标高15.55m,属典型的大跨度重载悬空模板支撑体系。
二、方案选择根据工程项目实际情况，设计团队提出了四种备选施工方案。
1、12m跨度工字钢悬空体系。按照上部梁板支撑体系立杆纵向间距布置工字钢主梁，满足承载力要求。工字钢梁上翼缘按照间距3.0m焊接纵向系杆，满足整体稳定性要求；支座处不需要焊接搞剪钢板就可满足搞剪强度要求。
2、12m跨度整体平面钢网架悬空体系。采用整体平面网架，其三维节点上纵向设置型钢次梁，满足承载力要求。不需要设置纵向系杆，可满足整体稳定性要求，支座外边缘满足抗剪强度要求。
3、12m跨度型钢焊接桁架悬空梁体系。采用100×6钢管焊接桁架主梁，按照模板支撑体系立杆横向间距设置型钢次梁，满足承载力要求。钢管桁架上玄按照间距4.0m焊接纵向系杆，满足整体稳定性要求，支座外边缘满足抗剪强度要求。
4、12m跨度扣件式钢管桁架悬空主梁体系。采用48×3.5钢管扣件连接桁架主梁，扣件拧紧力矩均达到45N，m，其三维节点上设置纵向型钢次梁，满足承载力要求。钢管桁架上下玄按照间距3.0m焊接纵向系杆，满足整体稳定性要求；支座处焊接10mm厚度抗剪钢板，满足抗剪强度要求。
结何上述四个方案，从可实施性、经济性、工期及其它影响因素等多方面进行分析和评估。
第一种方案，工字钢梁仅需要焊接加长，可根据模板支撑体系立杆间距灵活布置。工字钢梁每根自重小,方便吊装；工字钢梁造价330元/㎡，不需要设置次梁，可节约型钢次梁费用42元/㎡，工字钢梁回收利用率为90%；工字钢梁焊接加长不占关键线路工期；吊装就位工期为1d。采用工字钢悬空梁体系，其承载力、刚度和稳定性满足设计要求。
第二种方案，需要搭设操作平台空中拼装整体平面网架，预埋支座钢板焊接连接；整体平面桁架造价为360元/㎡；回收利用率仅为50%，三维节点上部设置型钢次梁购买费用42元/㎡；搭设操作平台与拼装整体平面桁架需要工期25d,且占关键线路施工工期20d。整体平面桁架承载力高，刚度大，稳定性良好。
第三种方案，可现场焊接组装，但吊装难度较大；型钢次梁可按照上部模板支撑体系立杆横向间距灵活布置。φ100×6钢管焊接桁架费用260元/㎡支撑体系；次梁型钢购买费用28元/㎡支撑体系；材料回收利用率60%；钢管焊接桁架，可在使用前现场预先拼装,不占关键线路工期；吊装就位工期为3d。焊接桁架整体性良好，节点安全可靠性。
第四种方案，可租赁钢管组装，但吊装难度大；需在桁架节点上设置纵向型钢次梁，上部模板支撑立杆间距受桁架节点间距的限制。现场组装与钢管租赁费36元/㎡支撑体系；立杆用量是正常设计用量的1.5倍，增加租赁费28元/㎡支撑体系；设置型钢次梁购买费用42元/㎡支撑体系；材料回收利用率96%； 1、扣件式钢管桁架，可在使用前现场预先拼装,不占关键线路工期；吊装就位工期为3d。扣件拧紧力矩不易保证，存在扣件滑移风险。
根据上述对四种方案的分析，综合可实施性、经济性、工期及其它影响因素考虑，最后选择了第一种方案即12m跨度工字钢梁悬空支撑体系。二、施工关键选型和设计
1、确定型钢悬空梁支座条件
工字钢主梁采用两端简支座计算模型，将工字钢梁搁置在两侧框架梁上，可操作性强。工字钢梁挠度较大，可通过设置卸载斜杆压迫工字钢支座上翼缘加以解决。这种工艺方法，工字钢梁安装没有支座处理费用，经济合理。且吊装就位只需要1d工期。
2、模板面板选型
根据工程建设要求结合具体方案，15㎜木胶合板面板，购置费用较低,可循环3次使用，损耗指数为20/3=6.7元/㎡混凝土。经计算，现浇板面板计算跨度0.25m时，满足承载力要求。
3、模板次楞选型
选择48mm宽、68mm高方木次楞,间距0.25m,消耗量单价0.012m³/㎡模板×3000元=30元/㎡,强度满足要求，挠度=0.7㎜＜950/400=2.38㎜,满足目标要求.该方案不影响工期，且可就地取材，投资小。
4、模板主楞选型
选择φ48×3.0双钢管主楞。可以租赁，费用低。且强度满足要求，挠度=1.8mm＜900/400=2.3mm,满足目标值要求,不影响工期,不影响其他工序施工。
5、梁底立杆传力方式验算模型
采用加劲式可调支托传力方式计算，可调支托为轴心传力，承载力可达40KN。加劲式可调支托承插速度快，120支/工日。
6、面板结构验算模型
面板采用三跨连续梁计算模型与混凝土浇筑工况一致，采用三跨连续梁计算模型时，其适应跨度大，节约次楞用量，满足承载力要求。
7、模板次楞结构验算
次楞采用两跨连续梁计算模型与混凝土浇筑工况一致，采用两跨连续梁计算模型时，其适应跨度大，可节约主楞与立杆用量，满足承载力要求。
8、模板主楞结构验算
主楞采用三跨连续梁计算模型与混凝土浇筑工况一致，采用三跨连续梁计算模型时，其适应跨度大，可节约主楞与立杆用量，满足承载力要求。
三、混凝土施工流程及工艺应用
先浇筑框架柱，待其强度达到20MPa后再浇筑梁板混凝土。先浇筑框架柱，仅需要在框架梁下平的框架柱上設置水平施工缝，可操作性强。这样施工，支撑体系耗材少，可提前浇筑框架柱混凝土，与整体浇筑相比可增加工期1d。将支撑体系水平杆件与框架柱可靠连接，抗侧移刚度大，安全可靠。
梁板模板支撑体系构造
框架柱与水平杆连接，其周边与柱网中部设置竖向连续剪刀撑。框架柱与水平杆连接，抗侧移刚度大，方便操作；周边与柱网中部设置竖向剪刀撑，可加强抗侧移刚度薄弱区域，可操作性强。周边与柱网中部设置竖向剪刀撑，钢管用量小，耗时少，具有良好的经济合理性。将支撑体系水平与竖向合理划分为均衡的刚度单元，将水平杆件与框架柱可靠连接，抗侧移刚度大，安全可靠
模板支撑体系变形监测
采用自制应力应变传导器监测精度偏低，但操作方法简单，可以在操作层上随时进行监控。自制应力应变传导器仅需要500元的资金投入，项目部可以接受。通过有限元分析确定受力杆件变形最大处并布设监测点，经15个同类工程应用证明，满足安全可靠性要求。
结论与总结
该方案设计思路新颖，方案系统完整可行。但由于目前同类方案较少应用，建议通过模拟试验进行悬空钢梁承载力确认。采用建书安全计算软件，对立杆、主次楞、面板进行系统承载力验算，立杆稳定承载力与系统抗倾覆满足目标要求；面板、主次楞强度满足要求，挠度均小于L/400的目标值。
参考文献：
[1]曾志华,鲍素贞,郑景元等.高层建筑悬空结构模板支撑体系施工技术[J].施工技术,2012,41(6):88-90.
[2]曹勇.悬空结构模板支撑体系施工技术研究[D].东南大学,2010.DOI:10.7666/d.y1753916.
关键词：建筑；悬空结构；模板；支撑体系；施工
中图分类号： TU7文献标识码： A
悬空结构施工是一些建筑工程整体目标成功实现的关键，尤其是对于一些悬空结构高度大，施工技术与安全控制难度大的工程。对于这类工程而言，悬空结构施工不仅影响到整个工程质量与后序结构及安装施工安全，同时影响到整个建设项目能否按时完工。由于我国经济社会快速发展，大型工业厂房及购物广场项目建设进入高速期，对这类建筑工程而言，常规的落地模板支撑体系已无法满足施工技术要求，存在突出的工序穿插矛盾，严重制约着工程进度。一是大型设备施工时，只能等待楼盖模板支撑体系拆除后方可进行，大大增加了关键线路的施工时间；二是巨大面积楼盖混凝土浇筑时，汽车布料机覆盖范围以外部分，只能通过大型塔吊运输混凝土完成浇筑任务，极大地影响了楼盖混凝土浇筑效率。因此，只有通过设计创新，研发一种适应于模板支撑体系与其下部设备安装等立体交叉施工的方案，方可解决工序穿插矛盾与杜绝坍塌事故的发生。本文主要结合具体工程案例就某新型悬空结构模板支撑体系的施工工艺做进一步的分析和探讨。一、工程概况
某生产企业的制造厂房建设项目，建筑为两层框架结构，长度130m，宽度118m,建筑面积3万多㎡。一层标高7.75m，二层标高15.55m，框架柱网纵向尺寸12m,横向尺寸9m，框架梁截面尺寸为400×1500㎜，连续梁截面尺寸分别为300×1100㎜和300×900㎜,现浇板厚度130㎜。本悬空模板支撑体系位于6～7轴与A～X轴交汇区域，跨度12m,长度118.35m,板顶标高15.55m,属典型的大跨度重载悬空模板支撑体系。
二、方案选择根据工程项目实际情况，设计团队提出了四种备选施工方案。
1、12m跨度工字钢悬空体系。按照上部梁板支撑体系立杆纵向间距布置工字钢主梁，满足承载力要求。工字钢梁上翼缘按照间距3.0m焊接纵向系杆，满足整体稳定性要求；支座处不需要焊接搞剪钢板就可满足搞剪强度要求。
2、12m跨度整体平面钢网架悬空体系。采用整体平面网架，其三维节点上纵向设置型钢次梁，满足承载力要求。不需要设置纵向系杆，可满足整体稳定性要求，支座外边缘满足抗剪强度要求。
3、12m跨度型钢焊接桁架悬空梁体系。采用100×6钢管焊接桁架主梁，按照模板支撑体系立杆横向间距设置型钢次梁，满足承载力要求。钢管桁架上玄按照间距4.0m焊接纵向系杆，满足整体稳定性要求，支座外边缘满足抗剪强度要求。
4、12m跨度扣件式钢管桁架悬空主梁体系。采用48×3.5钢管扣件连接桁架主梁，扣件拧紧力矩均达到45N，m，其三维节点上设置纵向型钢次梁，满足承载力要求。钢管桁架上下玄按照间距3.0m焊接纵向系杆，满足整体稳定性要求；支座处焊接10mm厚度抗剪钢板，满足抗剪强度要求。
结何上述四个方案，从可实施性、经济性、工期及其它影响因素等多方面进行分析和评估。
第一种方案，工字钢梁仅需要焊接加长，可根据模板支撑体系立杆间距灵活布置。工字钢梁每根自重小,方便吊装；工字钢梁造价330元/㎡，不需要设置次梁，可节约型钢次梁费用42元/㎡，工字钢梁回收利用率为90%；工字钢梁焊接加长不占关键线路工期；吊装就位工期为1d。采用工字钢悬空梁体系，其承载力、刚度和稳定性满足设计要求。
第二种方案，需要搭设操作平台空中拼装整体平面网架，预埋支座钢板焊接连接；整体平面桁架造价为360元/㎡；回收利用率仅为50%，三维节点上部设置型钢次梁购买费用42元/㎡；搭设操作平台与拼装整体平面桁架需要工期25d,且占关键线路施工工期20d。整体平面桁架承载力高，刚度大，稳定性良好。
第三种方案，可现场焊接组装，但吊装难度较大；型钢次梁可按照上部模板支撑体系立杆横向间距灵活布置。φ100×6钢管焊接桁架费用260元/㎡支撑体系；次梁型钢购买费用28元/㎡支撑体系；材料回收利用率60%；钢管焊接桁架，可在使用前现场预先拼装,不占关键线路工期；吊装就位工期为3d。焊接桁架整体性良好，节点安全可靠性。
第四种方案，可租赁钢管组装，但吊装难度大；需在桁架节点上设置纵向型钢次梁，上部模板支撑立杆间距受桁架节点间距的限制。现场组装与钢管租赁费36元/㎡支撑体系；立杆用量是正常设计用量的1.5倍，增加租赁费28元/㎡支撑体系；设置型钢次梁购买费用42元/㎡支撑体系；材料回收利用率96%； 1、扣件式钢管桁架，可在使用前现场预先拼装,不占关键线路工期；吊装就位工期为3d。扣件拧紧力矩不易保证，存在扣件滑移风险。
根据上述对四种方案的分析，综合可实施性、经济性、工期及其它影响因素考虑，最后选择了第一种方案即12m跨度工字钢梁悬空支撑体系。二、施工关键选型和设计
1、确定型钢悬空梁支座条件
工字钢主梁采用两端简支座计算模型，将工字钢梁搁置在两侧框架梁上，可操作性强。工字钢梁挠度较大，可通过设置卸载斜杆压迫工字钢支座上翼缘加以解决。这种工艺方法，工字钢梁安装没有支座处理费用，经济合理。且吊装就位只需要1d工期。
2、模板面板选型
根据工程建设要求结合具体方案，15㎜木胶合板面板，购置费用较低,可循环3次使用，损耗指数为20/3=6.7元/㎡混凝土。经计算，现浇板面板计算跨度0.25m时，满足承载力要求。
3、模板次楞选型
选择48mm宽、68mm高方木次楞,间距0.25m,消耗量单价0.012m³/㎡模板×3000元=30元/㎡,强度满足要求，挠度=0.7㎜＜950/400=2.38㎜,满足目标要求.该方案不影响工期，且可就地取材，投资小。
4、模板主楞选型
选择φ48×3.0双钢管主楞。可以租赁，费用低。且强度满足要求，挠度=1.8mm＜900/400=2.3mm,满足目标值要求,不影响工期,不影响其他工序施工。
5、梁底立杆传力方式验算模型
采用加劲式可调支托传力方式计算，可调支托为轴心传力，承载力可达40KN。加劲式可调支托承插速度快，120支/工日。
6、面板结构验算模型
面板采用三跨连续梁计算模型与混凝土浇筑工况一致，采用三跨连续梁计算模型时，其适应跨度大，节约次楞用量，满足承载力要求。
7、模板次楞结构验算
次楞采用两跨连续梁计算模型与混凝土浇筑工况一致，采用两跨连续梁计算模型时，其适应跨度大，可节约主楞与立杆用量，满足承载力要求。
8、模板主楞结构验算
主楞采用三跨连续梁计算模型与混凝土浇筑工况一致，采用三跨连续梁计算模型时，其适应跨度大，可节约主楞与立杆用量，满足承载力要求。
三、混凝土施工流程及工艺应用
先浇筑框架柱，待其强度达到20MPa后再浇筑梁板混凝土。先浇筑框架柱，仅需要在框架梁下平的框架柱上設置水平施工缝，可操作性强。这样施工，支撑体系耗材少，可提前浇筑框架柱混凝土，与整体浇筑相比可增加工期1d。将支撑体系水平杆件与框架柱可靠连接，抗侧移刚度大，安全可靠。
梁板模板支撑体系构造
框架柱与水平杆连接，其周边与柱网中部设置竖向连续剪刀撑。框架柱与水平杆连接，抗侧移刚度大，方便操作；周边与柱网中部设置竖向剪刀撑，可加强抗侧移刚度薄弱区域，可操作性强。周边与柱网中部设置竖向剪刀撑，钢管用量小，耗时少，具有良好的经济合理性。将支撑体系水平与竖向合理划分为均衡的刚度单元，将水平杆件与框架柱可靠连接，抗侧移刚度大，安全可靠
模板支撑体系变形监测
采用自制应力应变传导器监测精度偏低，但操作方法简单，可以在操作层上随时进行监控。自制应力应变传导器仅需要500元的资金投入，项目部可以接受。通过有限元分析确定受力杆件变形最大处并布设监测点，经15个同类工程应用证明，满足安全可靠性要求。
结论与总结
该方案设计思路新颖，方案系统完整可行。但由于目前同类方案较少应用，建议通过模拟试验进行悬空钢梁承载力确认。采用建书安全计算软件，对立杆、主次楞、面板进行系统承载力验算，立杆稳定承载力与系统抗倾覆满足目标要求；面板、主次楞强度满足要求，挠度均小于L/400的目标值。
参考文献：
[1]曾志华,鲍素贞,郑景元等.高层建筑悬空结构模板支撑体系施工技术[J].施工技术,2012,41(6):88-90.
[2]曹勇.悬空结构模板支撑体系施工技术研究[D].东南大学,2010.DOI:10.7666/d.y1753916.