组合式型钢支承架在悬挑脚手架中的应用

上海南汇建工建设（集团）有限公司 上海 201399

1 工程概况

印象春城六街坊工程位于上海市浦东新区周浦镇23#地块，总建筑面积91 290 m2，主要有A、B、C、D的4 幢商务楼和E、F的2 幢沿街商业楼组成。其中商务楼A、B、C为15 层框架-剪力墙结构，檐口高度71 m；商务楼D为14 层框架-剪力墙结构，檐口高度66.5 m；商业楼E、F为2 层框架结构，檐口高度10 m。

商务楼A、B、C、D从第4层起拟采用悬挑脚手架，分别在第4、第8、第12层悬挑，共有3 挑。其中商务楼A、B、C每挑搭设10 排脚手架，搭设高度至72 m，商务楼D第1、2挑每挑搭设10 排脚手架，第3挑搭设8 排脚手架，搭设高度至68.4 m。

2 组合式型钢支承架构造与特点

2.1 构造情况

本工程采用的组合式型钢支承架是一种实用新型技术创新，其构造由以下几部分组成（图1）。

（a）悬挑钢梁：采用16#工字型钢，非转角处长度为1.7 m，4 个转角处及东西山墙的挑阳台旁边两侧各2 根长度为2.7 m。在距钢梁端头0.15 m和1.2 m处各焊接1 根长150 mmΦ25 mm圆钢作为立杆固定附件，在距端头0.3 m处焊1 块耳板连接拉杆用。连着墙的一端用1 块尺寸为270 mm×170 mm×12 mm的连接锚板焊接，螺栓布置见图2，锚板与主体结构（混凝土梁板）采用2 根M24高强螺栓固定；

图1 组合式型钢支承架剖面构造（非转角处）

图2 螺栓布置

（b）悬挑钢梁设置加强肋，加强肋厚度10 mm，设置在立杆、拉杆等位置；

（c）在转角处，由于悬挑钢梁侧向刚度较弱，故考虑采用18#工字型钢作为悬挑钢梁，且增加1 根16#工字钢作为斜撑；

（d）拉杆：采用M24螺杆，一般长度为4 488 mm，中间设置花篮螺栓可作调节螺杆拉力，在拉杆下端焊接1 块与悬挑钢梁上的耳板连接的下耳板，用M24高强螺栓固定（图3），在拉杆上端焊接1 块耳板与主体结构（上一层混凝土梁板）连接，也用M24高强螺栓固定；

图3 拉杆下耳板与钢梁耳板连接实景

（e）为增强水平刚度，转角处位置必须设置水平斜撑；

（f）所有连接板、耳板与悬挑钢梁焊缝必须周边围焊，焊缝饱满，没有起弧、划弧引起的焊口缺陷。

2.2 特点分析

（a）节约材料：传统的悬挑方式一般采用1 根较长（约4 m）的工字型钢，一端用U形钢筋拉环或预埋螺栓锚固在混凝土梁板上，另一端挑出，锚固长度一般不小于悬挑长度的1.25 倍，而组合式型钢支承架悬挑钢梁长度只需悬挑端的长度约1.7 m，可节约钢梁材料1 倍以上。

（b）安拆方便：相比于传统做法[1]，组合式型钢支承架悬挑工字钢梁采用2 根高强螺栓穿过预留孔与混凝土梁板固定，安拆极其方便。

（c）对施工影响小：传统做法是将锚固端放置于楼面上，对楼层施工和材料运输有一定影响，也带来一定的安全隐患。而且，砌墙时由于挑出端的预留洞口较大，需要在钢梁拆除后补砌修补，极易产生渗漏水现象，影响工程质量。而采用组合式型钢支承架则不会产生以上问题。

（d）定型化加工：组合式型钢支承架均采用场外定型化加工，减少了场内加工的麻烦，可节省时间。

（e）拉杆长度可调节：由于预留孔位置事先已确定，事先加工的拉杆安装时长度可能有出入，则可通过中间的花篮螺栓调节，保证拉杆作用。

3 安装工艺流程

预留穿墙螺栓孔→安放及固定悬挑钢梁→转角处加封头梁和斜撑→安装拉杆→搭设脚手架

4 安装施工要点

4.1 安放预埋套管[2-5]

（a）预埋套管采用Φ30 mm给水管（普通套管容易破碎和变形）。

（b）在安装好的梁（板）模板上开孔，将套管穿过模板孔，两侧各留长20～30 mm。

（c）将预埋套管与梁内钢筋绑扎固定。

4.2 悬挑钢梁安装

（a）本工程由于外墙要安装幕墙，需留出一定的操作空间，故考虑将内立杆距外墙500 mm。

（b）悬挑钢梁纵向间距（即立杆纵距）1.5 m。

（c）通过计算后综合分析，在4 个转角处由于最大应力达到126.3 MPa，位于螺帽与垫板接触处及其上部，螺杆最大应力在90 MPa，位于螺帽附近的应力均小于规范规定值170 MPa，故转角处固定端在混凝土强度达到C25抗压强度标准值时进行安装固定，非转角处达到C20抗压强度标准值时进行安装固定。

（d）由于压力或拉力作用而引起的锚板翘曲位移会对螺栓有附加弯矩作用产生，使螺栓实际受力要大于规范计算结果，超过承载力限值，故选用双螺栓锚固形式。

（e）在使用穿墙螺栓时，孔道边缘做到光滑，避免应力集中。

（f）在4 个转角处悬挑钢梁与混凝土梁成45°斜向布置。为了加强转角处构造上侧向强度，在转角悬挑钢梁与非转角悬挑梁间加设封头梁（图4），并采用2 根拉杆。

图4 转角处钢梁、封头梁布置

（g）采用M24 mm×350 mm的2 根高强螺栓穿过悬挑钢梁端头锚板的2 个预留螺栓孔，用50 mm×50 mm×5 mm钢板作垫片，再用双螺帽将悬挑钢梁固定在混凝土梁上。

4.3 拉杆安装

（a）采用M24 mm×350 mm的1 根高强螺栓穿过拉杆上端耳板上预留螺栓孔，用50 mm×50 mm×5 mm钢板作垫片，再用双螺帽将拉杆上端耳板固定在上一层的混凝土梁上。

（b）采用M24高强螺栓将拉杆下端耳板与悬挑钢梁上的耳板连接，使拉杆受力。

（c）拉杆的受力状态可通过中间花篮螺栓进行调节。

（d）为避免与立杆位置重叠，混凝土梁板预留孔留设时稍偏离立杆位置30～50 mm。

4.4 监测监控[6-8]

（a）监测方法：采用经纬仪、水准仪对支撑体系进行跟踪监测，主要监测体系的水平、垂直位置的偏移现象。

（b）监测点设置：在立杆1 000 mm标高处，作出标记对比点，在混凝土楼板位置设置固定标准点时采用钢钉或钢筋头预埋方法；在混凝土柱或墙板设置固定标准点时则可用钢钉直接钉入。

（c）监测频率：搭设班组每天监测1 次，项目部每周监测1 次。

（d）本工程立杆下沉预警值为10 mm，立杆垂直偏差20 mm，监测数据超过预警值时停止施工，疏散人员，查明原因并及时采取措施。

图5 悬挑钢梁实景

5 结语

本工程通过采用组合式的型钢支承架作为悬挑脚手架的基础（图5），在施工过程中严格按照施工方案、技术规范进行安装。目前应用情况良好，不但在技术上得到了肯定，另外在成本、工期、安全上都取得了很好的效果。随着高层建筑中悬挑脚手架的大量使用，这种组合式的型钢支承架即安全可靠、安拆方便，又能大大节约成本和缩短工期，将会得到广泛的应用。