摘要：随着我国经济实力的增强，高层建筑以及高耸构筑物在建设工程中所占比重迅速扩大。同时，对施工脚手架在安全可靠、快速和经济方面提出了更高的要求，脚手架是建筑工程施工时搭设的一种临时设施。脚手架的用途主要是为建筑物空间作业时提供材料堆放和工人施工作业的场所。脚手架的各项性能（构造型式、装拆速度、安全可靠性、转率、多功能性和经济合理性等）直接影响工程质量、施工安全和劳动生产率。本文对高层施工中脚手架和模板支架的应用技术进行概述。
关键词：脚手架；模板支架；高层
一、脚手架在高层施工中的应用
1、工程概述
以某综合楼工程为例：建筑结构形式为剪力墙结构，总建筑面积为14040m2，地下一层、地上十八层，建筑高度52.56m，每层高约2.76m；抗震设防烈度为七度，耐火等级为地下一级，地上二级；结构安全等级三级，本工程为二类高层建筑物。
通过分析比较，综合现场实际情况，决定在本工程的外架施工中，三层以下（含三层）采用落地式双排外脚手架，3层以上部分采用悬挑式双排全封闭钢管脚手架。三层以上外墙悬挑脚手架计划分段悬挑，3层顶设12—16（16#）工字钢底座悬挑，钢丝绳卸载；在第十（6）层时再设一次钢丝绳卸载，（用Ø12钢丝绳套住端部（哪个端部）向上方穿入砼墙螺丝预留孔内予以固定卸载）。在十一（第9层）层设12—16（16#）工字钢底座悬挑，（以上悬挑设置类推）在屋顶在设一次钢丝绳卸载。
2、型钢挑架底座
外架底座采用16#工字钢钢作为挑梁支撑，钢管脚手架均选用φ48×3.5mm的A3钢管。具体做法如下：在外墙每隔1.5m预埋200*200*墙厚大的木盒，槽钢穿入后与预埋入板中2Ø18∩行环筋固定，第一道距墙0.2米第二道距墙1.5米，第3道为1.8米），工字钢外伸段上焊接两根100mm的Ф20短钢筋，便于立杆的竖立。工字钢用Ф12钢丝绳拉结。钢丝绳上端拉结点采用穿入剪力墙丝杆孔内，Ф12钢丝绳拉结。
3、架管、连接件设置
外架挑梁支座水平中心距平均为1.5m，架体立杆横距为0.9m，立杆纵距平均1.5m，步距为1.5m（1.8m内），立杆距结构外沿0.4m。剪刀撑的宽度为6m，与水平的夹角为50º，其与外墙的拉结采用刚性连接，即预埋Ф48钢管，上双扣件，（用双扣件转接）水平间距3m，竖向间距为3.0m，即二步二跨，覆盖面积9m2。
4、卸载
用Ф12钢丝绳拉接卸载，钢丝绳每跨拉结，钢丝绳上端拉结点采用入剪力墙或梁内。外架卸载第十层。十六层再作一次辅助卸载。
5、悬挑架搭设与拆除
悬挑架搭设工艺流程：施工准备→放线定位→预埋U型螺栓→悬挑架的支承结构安装→竖立杆→将纵向扫地杆与立杆扣接→安装横向扫地杆→安装纵向水平杆→安装横向水平杆→安装连墙件撑→安装剪刀→扎安全网→作业层铺脚手板和挡脚板。
悬挑架拆除工艺流程：安全网→拦杆→脚手板→剪刀撑→横向水平杆→纵向水平杆→立杆→悬挑架的支承结构。
6、计算要点
（1）悬挑梁的受力计算：
悬挑脚手架的水平钢梁按照带悬臂的连续梁计算。
悬臂部分脚手架荷载N的作用，里端B为与楼板的锚固点，A为墙支点。
脚手架横距为900mm，内侧脚手架距离墙体300mm，支拉斜杆的支点距离墙体=1200mm
水平支撑梁的截面惯性矩I=1660cm4，截面抵抗矩W=185cm3，截面积A=30.765cm2。
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受脚手架集中荷载P=1.2×7.910+1.4×4.050=15.162kN
水平钢梁自重荷载q=1.2×30.765×0.0001×7.85×10=0.290kN/m
悬挑脚手架计算简图
经过连续梁的计算得到：
各支座对支撑梁的支撑反力由左至右分别为
R1=18.02kN，R2=13.59kN，R3=-0.57kN
最大弯矩Mmax=0kN.m
抗弯计算强度f=M/1.05W+N/A=0×1000000/（1.05×185000）=0N/mm2
水平支撑梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2，满足要求。
（2）悬挑梁的整体稳定性计算：
水平钢梁采用16#槽钢，计算公式如下
其中b——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，按照下式计算：
经过计算得到b=570×10.7×94×235/（1300.0×180×235）=2.45
由于大于0.6，按照《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附录B，其值用应为：0.944
经过计算得：=2.45×1000000/（0.944×185000）=14.03N/mm2；
水平钢梁的稳定强度14.03<[f]=235，满足要求。
二、模板支架在高层施工中的应用
高层工程中模板支架的安全是施工的关键，高层建筑中模板支架施工难度高于地层，安全事故发生的概率也高于低层。
（1）柱模板支架：由其截面形式确定，常见的截面形式下，矩形柱体，分别计算两个方向上的强度，通过调节对拉螺杆的数量、位置使计算结果满足要求。随着柱体高度的影响，支模形式也需要调整。实际方案时，依照各工地图纸的说明，层高即为柱体高度。依据计算的模型，柱体两个方向间并无关联，只需按一个方向随截面长度地加大而改变对拉螺杆的设置方式。
（2）墙模板支架：以一般层高3m～4m为例，计算时，主要设计参数为对穿螺杆水平方向的间距及垂直方向的间距。垂直方向上第一道的离地距离一般为200～250mm，向上间距一般为400～500mm。依据实际的计算情况，下部几道螺杆的垂直距离应局部减小。
（3）大梁侧面模板支架：大梁侧面模板支架的计算，可视为与剪力墙相同，只是高度较小。调节对拉螺杆使得满足计算的强度要求。
（4）梁模板支架：
（a）立杆步距的设计：当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；高支撑架步距以0.9--1.5m为宜，不宜超过1.5m。
（b）模板支架的构造要求：梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆；立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度；梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。
（c）整体性构造层的设计：当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；单水平加强层可以每4--6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3；c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10--15m设置，四周和中部每10--15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。
（d）剪刀撑的设计：沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10--15m设置。
（e）顶部支撑点的设计：最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。
参考文献
[1]孙力.悬挑脚手架高层建筑施工中的应用[j].黑龙江科技信息，2010年31期.
[2]王伟.浅谈悬挑式外脚手架高层建筑搭设技术[j].黑龙江科技信息，2013年13期.
论文作者:焦守龙
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/16
标签：脚手架论文; 水平论文; 支架论文; 钢丝绳论文; 立杆论文; 模板论文; 荷载论文; 《基层建设》2016年18期论文;