新型悬挑式脚手架的研究与应用

刘琦

【摘要】传统脚手架无论在施工工艺还是经济效益方面都存在很大的弊端，随着“绿色建筑”环保理念的深入贯彻，以往传统工艺技术的脚手架在应对新时代建筑行业的标准已越来越吃力。新型悬挑式脚手架采用梁侧全预埋安装搭设装置技术，在保证安全生产的前提下，完美契合当今建筑行业的环保理念。新型悬挑式脚手架利用向上斜拉杆及向下斜撑杆受力，合理利用空间。采用预埋连接技术，对楼体结构不造成破坏。

【关键词】悬挑式脚手架;斜拉杆;撑杆 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.35.117

1、引言

近年來，全国各大城市逐步颁发相关规定禁止使用门式钢管脚手架，一种新型悬挑式脚手架应运而生。将梁侧全预埋安装搭设装置技术应用于悬挑式脚手架上，是城乡建设科技发展重点技术领域下的高效施工技术体系。通过研究，新型悬挑架中的型钢梁的工字钢用量，与传统悬挑架的型钢梁工字钢用量相比，不仅将锚固在楼面板与楼面梁的长度减少了，而且大幅度减轻了重量。新型悬挑架的优点是：1.操作轻量化;2.施工更加方便简单;3.可以将多种类的施工工序交叉同时进行，大幅度提高施工的效率;4.传统施工工艺需要现场进行焊接切割等工艺，现在不用再在现场进行此类工艺从而降低发生火灾的概率。这种全新的安装搭设方式，可以切实高效的保证施工的质量，杜绝渗水漏水隐患。

2、新型悬挑式脚手架简介

2.1上拉式

针对传统悬挑型钢梁承力架所存在的不足之处，新型悬挑式脚手架梁采用梁侧全预埋安装搭设装置。如下图1所示：

当梁外侧无悬挑板时，内立杆与外墙间距300mm，内、外立杆间距830mm。悬挑型钢梁长度为1.23m，采用“上拉式悬挑承力架”。当梁外侧有600mm凸窗板，内立杆与外墙间距900mm，内、外立杆间距630mm。悬挑型钢梁长度为1.63m，采用“上拉式悬挑承力架”。此时工字钢与钢筋斜拉杆形成稳定结构体系，保证脚手架不发生倾覆侧翻。

2.2上拉加斜撑式

当梁外侧有>600mm凸窗板，内立杆与外墙间距>1020mm，内、外立杆间距630mm。悬挑型钢梁长度大于1.75m，采用“上双拉式悬挑承力架+增设斜支撑杆”方式搭设。

通过增设受压撑杆与上拉斜杆共同工作，承担因偏心距增大产生的倾覆向下分力，保证脚手架基础处的平外内外稳定。

3、与传统脚手架对比

3.1传统脚手架的局限性

传统悬挑型钢梁的特点是：1需要穿过建筑物的外墙进而伸入室内，最终铺设在主体结构楼面之上，2使用3个U型预埋件锚固在楼面梁及楼面板之上。由于伸入室内的型钢梁布局复杂，且有些房间建筑面积较小，对室内建筑垃圾清理造成了阻碍，同时影响相关工作人员通行。型钢在穿过墙体时会大概率破坏混凝土梁、板等构件，从而引起楼面渗水及漏水。在拆除型钢梁前，有一定几率要对U型锚固环进行现场切割，拆除后应进行孔洞修补、补贴瓷砖，增加了施工时间。传统悬挑脚手架一次性投入的钢材较多，重量大，拆除过程需要全程依赖塔吊，起吊过程中盲区很多，存在很大的安全隐患。当型钢梁贯穿楼梯间时，对施工人员行走造成障碍，容易发成“碰头事故”。斜拉绳上端固定环拆除时，需现场切割，且不可回收重复使用。

3.2新型悬挑式脚手架优势

新型悬挑式脚手架不用穿越墙体进行安装，所以不会对混凝土墙、板等结构造成损坏，可以有效杜绝外墙渗漏水现象，从而保证主体结构的施工质量。型钢梁工字钢耗材少，安装拆除无需塔吊配合，轻量化操作，方便快捷。室内没有型钢梁妨碍建筑垃圾清理及相关工作人员通行，各种施工工序可交叉同时进行，施工现场环境简洁、美观。悬挑型钢梁与建筑物主体结构的固定是采用可拆式预埋高强螺栓，型钢梁拆除后，预埋螺栓还可回收重复使用。与传统做法的悬挑型钢梁对比，既节省型钢及U型预埋件，又可以减少拆除传统型钢和预埋件后所需的切割、补砌筑等环节的时间和费用。悬挑梁斜拉杆上端与建筑物主体结构的固定是采用可拆式预埋高强螺栓环，脚手架拆除后、可简便的拆除拉环，外墙各种施工工序可高效进行。针对使用铝模的工地，新型悬挑式脚手架的型梁不必伸入室内，可不必再另外采用木模配合，有效杜绝炸模现象。针对使用“装配式建筑”的工地，在悬挑层上的痛点，新型悬挑架亦可提供有效解决方案。

4、构件组成

4.1支撑体系

悬挑梁为16#普通工字钢为主件，连接件为焊接底座板、三角加强板、U型上拉件、下撑件。斜拉杆由直径20mm镀锌圆钢拉杆、封闭式可调节花蓝及丝牙保护套组成。下支撑杆由φ50×3.0无缝钢管为主件，φ34×5.0焊接无缝管为调节套管组成。当下支撑杆安装调整至受力状态后，应及时用胶带将“调节套管”包扎好，以防与混凝土粘结。

4.2预埋体系

预埋件分两种型号：长度为180mm预埋件的用于悬挑梁与建筑结构连接处;长度为150mm的预埋件用于上拉杆及下撑杆与建筑结构连接处。安装螺杆配套专用的“临时固定螺杆”，用于确保混凝土浇筑过程中预埋件不会产生偏位。预埋件安装时，应确保预埋件与模板接触面的无缝隙紧贴，防止砼浇捣时混凝土浆水渗入到预埋件的管内部，预埋件安装完毕后，混凝土振捣浇捣时，严禁振动棒直接与预埋件接触，以确保预埋件不被损坏或发生偏移。

5、高强螺栓的计算

5.1计算假定

假定型钢梁在弯矩作用下绕底座板边缘转动，从而使两个螺栓受拉。弯矩产生的压力有加劲肋所在一侧底板通过挤压传递给框架边梁。螺栓所受拉力的大小与螺栓杆中心到转动边缘的距离y成正比。外力产生的弯矩与两个螺栓承受的弯矩平衡。

5.2计算过程

假设每个高强螺栓所受弯矩产生的拉力为Nt，螺栓杆中心到转动点距离y=215mm，则有：

6、施工步骤

6.1预埋

以“悬挑梁布置图”为参考，对各号栋楼进行预埋。如有超长悬挑梁（大于2400mm），需在“悬挑梁布置图”中注明增设下支撑杆，在悬挑层的下层提前设置“下支撑杆”的预埋件。每根悬挑梁在外侧模板上开两个直径12.5mm的圆孔，再通过配套专用的螺杆临时固定，确保混凝土浇筑过程中预埋件不会产生偏位。预埋件安装时，需确保预埋件与模板接触面的无缝隙紧贴，防止砼浇捣时，混凝土浆水渗入到预埋件的管内部。现场预埋时，务必确保同根悬挑梁的两个预埋件在同一个水平线上。

6.2搭设脚手架

混凝土达到12MPa或规定要求后，便可以进行搭设外架，在这个过程中禁止在悬挑梁或钢管架体上放置大荷载物品。严禁在此过程中吊放塔吊上的任何材料。当实际条件不满足连接“上拉杆”时，脚手架可搭设最高高度为13米，当悬挑层上层的混凝土强度满足规定后，就要尽早装好上拉杆组，同时迅速将“上拉杆”调节至受力状态，即可继续向上搭设脚手架。在超长悬挑梁处，搭设脚手架前应提前将下支撑杆安装好并调节至受力状态。

结论：

新型悬挑式脚手架施工工艺流程简单，不破坏楼体构件，不占用楼内空间，安装连接件大部分为预埋件，拆卸方便。与传统脚手架进行对比，根部受力更加明确及合理，由纯悬挑结构改为稳定的三角支撑结构，通过螺栓与边框梁铰接，将脚手架偏心产生的弯矩转换为拉力与压力。新型悬挑式脚手架与传统脚手架相比，更能满足“绿色建筑”理念的要求，必将是未来发展的新趋势。

参考文献：

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[4]吴广文.对建筑施工悬挑式脚手架若干问题的思考[J].华东科技：学术版，2016（6）.