李锐
广东建安昌盛工程有限公司 广东珠海 519000
摘要：外脚手架是建筑工程中比较关键的施工设备，通过该工具能够对建筑外墙进行砌筑或者装修施工，建筑物的实用性能也在很大程度上受到外脚手架的影响。本文依据具体工程概况，对于造型复杂，结构形式多样的场馆脚手架施工难点进行分析，并着重突出脚手架的各项细节，希望推动建筑工程的顺利进行。
关键词：外脚手架；建筑物；场馆
前言
随着社会的飞速发展，近几年来我国社会建设工程项目的实施受到房地产事业的有力推动，建筑行业的施工技术得到了有效的提升，跨度及层高较大的现浇混凝土结构应用十分常见，异形结构的建筑和异形结构顶板造型特别普遍。脚手架是不可缺少的架设工具，它的作用是保证施工作业人员能够顺利并安全可靠的在不同高度的作业面上进行正常施工，其复杂的结构形式及应用技术已成为衡量建筑工程发展中的重要标志之一。
1.工程概况
某文化中心（图1）总建筑面积约247980m2，其中地下部分55772m2。本工程由六大场馆和中心花蕊文化塔及地下室组成。六大场馆建筑外观基本相同，均为垂直面和椭圆曲面交错布置，且椭圆曲面自±0.00m以上随层高上升逐渐变大，形成“上大下小”的曲面造型[1]。
图2 美术馆结构示意
2.2 外立面存在大量型钢梁和斜柱
2个场馆平面外围悬挑大量钢结构、钢-混凝土组合结构以及钢结构加层[2]。美术馆标高7.38～37.5m平面结构外围悬挑部分采用钢框架结构体系。型钢混凝土柱与型钢混凝土梁的穿筋；钢结构放样、吊装、组装、矫正及连接，尤其外立面斜向钢管混凝土柱，给该工程外脚手架的施工带来了较大的难度（图3）。
图3 美术馆三层平面示意
2.3 女儿墙悬挑过大
女儿墙设置于屋面层外围四周，悬挑长度平均为1.5m，且该层离地高度为37.65m，异形悬挑女儿墙给该工程外脚手架的施工增加了较大的难度。
2.4 外防护架存在大量圆弧形
弧形钢管弯制难度大，整体稳定性难以保证，且搭设过程中安全管理难，这给本工程外脚手架的施工带来了难度。
3.脚手架体系选择
常用的脚手架体系有落地式脚手架、悬挑式脚手架、整体提升式脚手架等。美术馆建筑高度为37.65m，屋面层楼板外侧边沿悬挑出1层楼板外侧边沿平均7.2m。落地式脚手架（坐落层室外地坪）搭设简单，但经过计算需要搭设至少9排满堂架才能满足安全及施工要求。美术馆首层椭圆长轴为100.8m，短轴为63m，搭设整体落地式脚手架工作量相当大，同时材料无法周转使用，费用相当高且严重影响各个工序施工；逐层悬挑脚手架搭设简单灵活，虽可隔层周转，但场馆单层面积很大，各种长度工字钢的需求量大，同样不经济；整体提升脚手架一次搭设，每层提升劳动强度低，安全防护功能好，但只能适用于建筑物外立面无变化或变化较小的建筑物，不适用本工程。
结合本工程美术馆外悬挑边缘多为钢筋桁架楼承板的特点，美术馆外脚手架采用落地架和悬挑架结合的搭设方式。美术馆尾部垂直段1～3层选用落地架，坐落层为地下室顶板，搭设高度为3层（约为22.5m），4～5层选用悬挑架，搭设高度为2层（约17.0m）；除垂直段外其余部位均用落地架，坐落层为本层钢筋桁架楼承板，高度为超出上层混凝土板1.8m[3]。
4.脚手架设计
4.1 垂直段架体设计
1～3层落地架立杆纵向间距取1.5m，横向间距取0.8m；脚手架内立杆与墙体距离按250mm设置；连墙件按每层3跨设置；步距取净距1.8m，悬挑架第1步架步距取1.5m。
4～5层悬挑架外脚手架立杆纵向间距取1.50m，横向间距取0.80m；脚手架内立杆与墙体距离按250mm设置；连墙件按每层3跨设置；步距取净距1.80m，悬挑架第1步架步距取1.50m设置。悬挑水平钢梁采用16#工字钢，具体设置如下：无悬挑构件部位，工字钢长度为3m，建筑物外悬挑长度1.15m，主梁外锚固点距离建筑物边缘0.10m，悬挑段计算长度1.25m；建筑物外锚固点以内工字钢长度1.75m，扣除主梁端部0.20m及2个锚固钢筋之间距离的一半0.10m，工字钢锚固段长度以1.45m计算。工字钢端部往内0.10m处设置1道钢丝绳作为保险钢丝绳，不参与计算。
4.2 椭圆段架体设计
美术馆3层椭圆段选用双排落地架，架体坐落层为2层顶板。外脚手架内侧立杆距层高22.38m混凝土梁边缘500mm，立杆之间水平间距1500mm，横向间距900mm，步距800mm，架体高出2层顶板面1.5m。为保证架体整体稳定性，设置水平间距为4.5m的抛撑和钢管抱柱。外架立杆由6m和3m钢管交错连接（图4）。
图4 椭圆段架体布置示意
主体结构在施工的过程中合理划分施工段，采用立体交叉平行流水作业法，多工种多工序相互穿插、紧密衔接。将外围混凝土楼板、外围钢结构梁柱、外围钢筋桁架楼承板、外围防护架的施工形成局部流水，第n层外侧混凝土梁板浇筑10d后，开始安装悬挑结构，同时搭设外防护架，然后支设n+1层模板支撑架，浇筑n+1层混凝土。上一层混凝土结构施工时，其下一层钢结构悬挑部分及钢筋桁架楼承板已施工完毕，经计算已能承受上部结构施工的荷载。由于下部的悬挑部分比上部混凝土结构平均大1.5m，因此，其外侧采用定制栏杆作临边围护，内侧混凝土部分采用传统的钢管架体系，既能满足施工要求，又保证安全[4]。
待层高22.38m处外围混凝土梁合模后，外边缘钢结构梁开始安装铺设钢筋桁架楼承板前，将长3m钢管拆除（图5）。其余各层均按此方法搭设。
图6 钢结构安装防护示意
根据本工程场馆外围无剪力墙的特点，模板支撑架拆除后，开始拆除外防护架，拆防护架同时安装定型化防护。该定型化防护与传统钢管防护架相比，更加安全、经济、美观。
5.脚手架细部处理
5.1 混凝土悬挑部位外架布置
美术馆层高7.38m处最外圈外脚手架为单排反向支撑架，仅在支设最外圈梁模板及绑扎最外圈梁钢筋用，混凝土浇筑及后期均不上人，只起防护作用。该反向支撑架立杆与模板支撑架立杆间距为600mm，斜撑水平间距1500mm，沿美术馆该处高支模架体搭设方向均匀布置，竖向间距为500mm，脚手架立杆与小横杆处均布置水平拦腰杆。支设于下方的落地式模板支撑架除采用水平间距4.50m的抛撑外，同时采用间距4.05m的钢管抱柱形式的连墙件，抱柱钢管与结构柱及钢管柱间要夹好木方或护角，避免结构柱柱角破坏，并做好成品保护（图7）。
图7 混凝土悬挑部位架体布置示意
5.2 美术馆屋面层女儿墙外围外脚手架布置
美术馆屋面层女儿墙外脚手架采用单排钢管悬挑方式，该外架只起围护作用，禁止承重。在浇筑女儿墙内侧钢筋桁架楼承板混凝土时预埋φ20mm的钢筋，在每根悬挑钢管上套设φ60mm塑料套管，长度与女儿墙厚度相同。外围防护悬挑架立杆距女儿墙外边缘700mm，立杆之间水平间距1500mm，沿女儿墙外边缘均匀布置，其上布置2道拦腰杆（步距750mm）。悬挑架水平钢管长3.5m，穿过预埋在楼板外边缘500、1700mm处φ20mm的钢管圆箍，该水平钢管悬挑出女儿墙外边缘1000mm，沿女儿墙方向水平间距1500mm。女儿墙内侧水平钢管距末端800mm处正交布置6m长钢管，用扣件与水平悬挑钢管连接，注意对每根钢管扭矩逐一检测，保证其安全性和整体性（图8）。
图8 女儿墙架体布置示意
5.3 美术馆外围防护架拆除后的临边防护
每层模板支撑架拆除后，开始安装定型化防护栏杆，然后拆除相应部位外防护架。定型化防护栏杆与钢管防护栏杆相比有以下优点：安全性高；周转使用，节约成本；美观，大方。根据楼层面的弧度及楼层内部各种类型洞口尺寸制作定型化防护栏杆。玻璃幕墙的安装拟采用吊篮施工，不使用防护架。
6.结语
建筑结构的多样化，使得外脚手架的施工难度也越来越大，外脚手架的搭设是建设工程施工环节的基础性工作，具有施工难度大、安全风险高的特点。在进行建设工程外脚手架搭设的过程中，建设人员需要对脚手架的搭设要求中的每一个细节都有所了解，对于其中的要求在进行搭设的时候要严格遵守，才能切实保障建筑物的实用性能。
参考文献：
[1] 唐方明.某建筑外脚手架设计及搭设[J].企业科技与发展.2008（18）172-173+176
[2] 贺熙.外脚手架安全防护一例[J].建筑安全.2009（05）53-54
[3] 江满.建筑工程脚手架施工应用探究[J].科技创新导报.2010（17）49
[4] 祁李华.圆弧顶部挑梁式外脚手架的设计与应用[J].建筑安全.2004（03）38-39
论文作者:李锐
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/5
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