扬州裕元建设有限公司 江苏扬州 225002
摘要：本文以扬州市华鼎星城住宅小区项目为例，介绍型钢悬挑外脚手架在高层住宅楼工程中的应用，具体阐述型钢悬挑多排脚手架在工程特殊部位的处理，通过对其搭设方法、步骤、受力计算、日常使用维护等全过程进行分析认证、跟踪检查，达到安全使用、美观实用、缩短工期的效果，为今后同类工程类似部位处理提供一定的参考价值。
关键词：悬挑多排脚手架；悬挑钢梁；变形控制；稳定性
前言
本项目有数幢高层住宅楼，平面形状不规则，外立面水平向、竖向装饰线条较多，对外脚手架的施工、安全防护提出了更高的要求。目前型钢悬挑脚手架已得到广泛应用，对此类课题探讨与研究已有相当多的资料文献，笔者在学习相关规范、参阅资料文献的基础上，针对工程特殊部位，将普通型钢悬挑双排脚手架设计成三排或四排，通过方案设计、专家论证、实际施工及使用检查，有效解决工程平面不规则等情况下型钢悬挑脚手架施工安全防护问题，缩短施工工期、满足业主预期销售目标。
1.工程概况
华鼎星城三期工程位于扬州市京华城路与真州路交叉口西南角，总建筑面积19.4万m2，由11幢新建高层住宅楼及一个汽车库组成，建筑物总高度68.4m～76.5m。住宅楼为框架—剪力墙结构，单体楼层数为23、24、26层，楼层层高均为3.0m，±0.00相对标高均为同一绝对标高。标准层局部平面图，如图1所示。
图2结构施工局部悬挑外脚手四排架平面大样图
在工字钢上搭设四排外脚手架，搭设最大高度为22.5m，采用扣件式Ф48×3.0钢管排架，立杆横距0.8m和1.0m，纵距1.0m（普通悬挑双排架纵距≤1.5m），步距1.8m，内立杆距墙体的距离为0.25m，小横杆里端悬挑O.2m，距离外墙面0.05m。
悬挑脚手架主要受力构件为立杆、悬挑工字钢及反拉钢丝绳，脚手架体系的传力顺序：竹笆片→大横杆→小横杆→立杆→工字钢、钢丝绳→混凝土结构。
工字钢悬挑脚手架构配件组成：16号工字钢、Ф48×3.0钢管、扣件、Ф15钢丝绳、Ф20预埋吊环、Ф16锚固螺栓、10mm锚板、-5×100角钢。工字钢悬挑外脚手四排架侧向示意图见图3，其中：悬挑工字钢与现浇楼板连接方式见节点1，工字钢与脚手钢管连接点见节点2，结构边梁柱预埋吊环见节点3，连墙件设置方式见节点4。工字钢悬挑外墙脚手架正面布置图见图4。
悬挑脚手架型钢梁采用16号工字钢，工字钢的固定形式为楼面结构板内预埋三根Ф16的“U”型锚固螺栓，内侧附加两根Ф18m钢筋；距外边梁100mm设置一道锚固螺栓，在结构板钢梁锚固端设置两道锚固螺栓，锚固端部的两锚环间距200mm。
根据悬挑梁位置，施工至上一层楼面梁板结构时，在楼层框架梁柱上对应预埋吊环。吊环与钢丝绳配套对应设置，严禁二根及以上钢丝绳共用一个吊点。吊环采用Ⅰ级Ф20钢筋制作，锚入混凝土内不小于35d并钩住混凝土结构钢筋。当混凝土达到设计强度后，及时安装钢丝绳。吊环与工字钢底部套上钢丝绳拉紧，采用4个配套夹头和一个安全弯固定，见节点5。
图4悬挑外脚手架正面示意图
悬挑工字钢的受力钢丝绳选用6×37+FC，直径Ф15，抗拉强度为1550MPa，每根钢梁上与外立杆的交点处设置卸荷点，钢丝绳一端固定在悬挑钢梁外端立杆交点处，在钢梁下端加焊一根Ф25短钢筋，以防钢丝绳滑脱，上端与对应预埋吊环相扣接。
3.脚手架结构安全验算
建筑物高度越大，脚手架所受的风荷载越大，本案例选取第3步悬挑架体进行验算，架体高度22.5m，架顶距地面为78m。悬挑工字钢计算简图，如图5所示。
图5悬挑工字钢计算简图
悬挑脚手架的悬挑钢梁按照带悬臂的连续梁计算，计算的架体为四排脚手架，采用钢管类型Ф48×3.0，立杆采用单立杆、纵距1.0m，横杆距1.0m和0.8m，步距1.8m，距外墙0.25m。连墙件采用2步3跨，竖向间距3m，水平距离4.5m。
悬挑钢梁采用16号工字钢，其中建筑物外挑长度3.15m，锚入建筑物长度3.85m。悬挑梁采用Ф15钢丝绳与建筑物拉结，距主梁外锚固点水平距离依次为3.05m、2.05m、1.25m，上部拉结点与墙支点的垂直距离为3.0m，钢丝绳参与受力计算。
风荷载参照：本工程地处江苏省扬州市，基本风压为0.25KN／m2，风压周期10年一遇，高度变化系数1.866，体型系数0.96；计算中考虑风荷载作用。
荷载参数：立杆承受的结构自重荷载标准值为0.128KN／m；脚手板采用竹笆片，自重标准值为0.1KN／m2，铺设方式一步一设；栏杆、木挡脚板自重标准值为0.17KN／m，每步均设置；密目式安全网自重标准值为0.01KN／m2；施工荷载标准值3.00kN／m2，同时施工层数2层。
经受力计算分析（计算过程略），满足安全要求。
4.脚手架搭设与拆除
4.1搭设流程
楼面模板面上定位放线→预埋固定Ф16“U”型锚固螺栓→楼面混凝土施工完毕且达到规定强度→安装固定工字钢→搭设立杆、大横杆、小横杆→拉结点固定、搭设剪刀撑→小横杆上铺设脚手板→安装护栏、挡脚板→外立面满挂密目安全网。
4.2搭设要点
（1）立杆接头除顶层可采用搭接接头外其余全部采用对接扣件连接，立杆与大横杆采用直角扣件连接。脚手架底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，两个相邻立杆避免在同步同跨内，并在高度方向错开距离不小于50cm。
（2）纵向水平杆置于横向水平杆之上，在立杆的内侧，用直角扣件与立杆扣紧，其长度大于3跨，不宜小于6m。纵向水平杆接头与相邻立杆的距离不大于纵距的1/3。同一水平内的内外两根纵向水平杆的接头均应相应错开，不得出现在同一跨度内。
（3）每一立杆与纵向水平杆相交处，都必须设置横向水平杆，两端采用直角扣件扣在纵向水平杆上，形成基本架体主节点。
（4）纵横扫地杆采用直角扣件固定在距底座下皮不大于15cm处的立杆上，横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆的下方的立杆上。
（5）剪刀撑沿脚手架两端和转角处连续设置，每道剪刀撑宽度为4跨，与地面的倾斜角为450～600之间；整个立面自下而上连续设置，剪刀撑接长采用搭接，搭接长度1m，采用3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接斜杆端头的距离不小于10cm。
（6）连墙件采用钢管扣件式刚性连接，按横竖向顺序均匀布置，与架体和结构立面垂直，并尽量靠近主节点。
（7）脚手架每层铺设竹笆片，竹笆片四角用12#铁丝绑扎固定，竹笆片设置在4根横向水平杆上（中部设两根横向水平杆）；脚手架满挂密目安全网，安全网用网绳和12#铁丝绑扎在外侧立杆的内侧，安全网水平搭接宽度不少于30cm，下口缝隙不大于1cm。
（8）脚手架防护
①悬挑架在楼层有钢梁的水平部位，采用竹笆片满面铺设至外墙外边缘，形成全封闭防护。
②脚手架外侧设防护栏杆和挡脚板，从悬挑架第一步开始每步架需在外立杆内侧连续设置两道防护栏杆（0.6m高的中栏杆和1.2m高的上栏杆），以直角扣件扣牢。挡脚板采用木板制作，高度不小于20cm，按每步架设置。
4.3悬挑脚手架拆除要求
（1）拆除作业架前，全面检查待拆脚手架，根据检查结果，制订拆除方案，报请企业安全管理部门和监理工程师审核批准、并进行安全技术交底后，方可拆除。
（2）拆除作业时，必须由专人负责统一指挥。脚手架拆除必须由上而下逐层拆除，严禁上下同时作业。
（3）连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆除脚手架。分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。
（4）拆除顺序：安全网→栏杆→脚手板→剪刀撑→横向水平杆→纵向水平杆→立杆→型钢。
（5）在拆除过程中，凡松开连接的杆、配件应及时拆除运走，避免误扶、误靠已松脱的杆件。拆除的杆、配件严禁向下抛掷，应吊至地面，同时做好配合协调工作，禁止单人进行拆除较重杆件等危险性作业。
（6）如遇强风、雨、雪等特殊气候，不得进行脚手架的拆除；严禁夜间拆除。
5.变形控制与维护
（1）本方案中型钢悬挑外脚手架的受力按悬挑型钢梁与钢丝绳组合受力设计，并经计算确定。在钢丝绳斜拉过程中出现的受力不明确及变形控制方面，采取钢丝绳先作预紧使钢梁外端上翘以减少受力后变形，具体措施如下：
①楼面铺设工字钢与预埋锚固螺栓固定；②竖立杆，搭设第一步脚手架；
③在每根剪力墙柱上做一个便于视线平视目测的水平标记；
④将每根柱的水平标记用水平管引测到相邻脚手架外立杆上，一个标记控制数根立杆，以便于观测；
⑤楼面预埋吊环直至混凝土结构施工结束；⑥搭设脚手架至三～四步高度；
⑦设置连墙件，预埋吊环的楼面混凝土强度满足设计要求后安装斜拉钢丝绳，同时通过外立杆上的水平线观测张紧程度；
⑧循环往上搭设，每搭设一个楼层进行一次变形观测，并跟踪记录、分析相关数据。
⑨施工时严格控制施工荷载，加强变形监控，制定应急措施。
（2）脚手架搭设期间安全、技术管理人员跟班检查，严格按方案要求搭设，防止违章作业；脚手架搭设完毕，按规范验收程序验收合格后方可投入使用；按规范及方案要求对脚手架进行定期专项检查，加强过程动态控制，进行数据统计分析，发现危险源、及时排除安全隐患，确保使用安全。
6.结论与思考
（1）该方案充分考虑结构和装饰工程施工阶段特点，结合业主提出的要求进行灵活运用，采取工字钢与脚手架施工工艺相结合，解决特殊部位型钢悬挑脚手架布置问题，简化施工工艺、缩短工期、节约了周转材使用量、取得了良好的经济效益。
（2）在完成主体结构与外墙装饰施工过程中，未发生任何安全事故、现场整洁有序，实现了安全文明管理目标，为打造绿色施工示范项目奠定了基础。
（3）随着建筑物“高、大、难”的特点越来越普及，相对于大跨度悬挑结构和局部大悬挑外装饰造型，型钢悬挑脚手架可否拓展为悬挑满堂脚手架，作为悬挑结构模板支架、外装修造型用脚手架的延伸，有待进一步探讨与验证……。
参考文献：
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[2]JGJ13O－2011，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S]．
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[4]王艾，王达兴，王涛．超高层建筑中斜拉式悬挑承重脚手架的设计[J]．建筑施工，2011．
[5]石伟国．高层建筑型钢悬挑脚手架设计及施工探讨[J]．建筑技术，2012．
论文作者:龚志国
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/12/1
标签：脚手架论文; 工字钢论文; 钢丝绳论文; 立杆论文; 扣件论文; 型钢论文; 水平论文; 《基层建设》2015年17期论文;