住宅花篮斜拉杆式悬挑脚手架施工技术

李 磊

(上海建工一建集团有限公司,上海 浦东新区 200120)

花篮拉杆式悬挑脚手架搭设是目前在建筑工程施工过程中不断的被施工企业所使用的一种施工工艺技术，本文就拉杆式悬挑脚手架工艺，介绍一种新的施工方法，这种新型的梁侧锚固螺栓悬挑脚手架的出现避免了传统脚手架很多弊端，如，大量工字钢穿外墙，外墙易渗漏；悬挑层砌筑、装饰等受影响；电梯井、楼梯间、阳角处型钢复杂、影响后续施工等问题。拉杆式悬挑具有施工简单、更加经济、实用性强等特点，比较适合钢筋混凝土结构高层房建施工。

1 工程概况

本工程位于安徽省合肥市蜀山区小庙镇，总建筑面积29万m2，含17栋住宅(最高26层)、2栋配套商业、1栋幼儿园、1栋睦邻中心，建筑高度最高83m。结构形式剪力墙框架结构，基础形式为住宅楼为CFG桩筏和PHC桩承台基础，地库部分为筏板基础。以4-2#楼为例(建筑高度最高)，悬挑层从10层楼板开始搭设，共3次悬挑至屋面。分别在10层、16层、22层楼板位置梁及剪力墙上设置型钢悬挑件；每次悬挑高度H≤20m。悬挑脚手架分段如表1所示。

外脚手架采双排单立杆，钢管用Ф48×2.8，立杆横距为1m；纵距≤1.6m(个别位置适当调整)；步距≤1.8m；扫地杆按要求设置，离钢梁上表面≤200mm，内立杆距建筑距离350mm。脚手架连墙件采用钢管扣件硬拉结，架体转角处以及每段架体最上一步为每步每跨均设置连墙件，其余架体每隔不超过2步2跨设置连墙件。

表1 悬挑脚手架分段表

2 花篮拉杆式悬挑脚手架基本要求

花篮拉杆式悬挑脚手架由工字钢组件、高强度螺栓、斜拉杆、预埋体等组成。参照江苏省地标DGJ32/J121-2011,详细说明花篮拉杆式脚手架施工工艺、产品材质、焊接质量及技术要求等。现场使用的钢梁、刚性拉杆、耳板及预埋件等应由工厂生产加工，并有出厂合格证方可进行现场安装。在上拉杆没有安装拉结前，脚手架应有可靠的临时加固措施。利用下方脚手架加固，脚手架受力计算应考虑附加荷载。花篮拉杆式悬挑脚手架搭设专项施工方案 。

3 花篮拉杆式悬挑脚手架施工设计

施工前，需对建筑结构外形尺寸及高度等进行分析，合理布置悬挑型钢梁的平面位置以及悬挑尺寸，同时型钢梁间距不得超过1.6m。对转角处悬挑工字钢梁上部设置联梁。根据设计的结构外侧边梁或外墙尺寸，计算确定高强螺栓的规格。高强螺栓的直径为20mm，强度级别为8.8级。上悬斜拉杆的尺寸、规格由楼层层高及工字钢梁悬挑长度经计算确定，拉杆的长短可由花篮螺栓微调。

4 施工要点

4.1 施工流程

钢悬挑脚手架搭设的工艺流程为：预埋螺杆(或者钢板)→安装(焊接)主梁 16#工字钢→安装连系梁 16#工字钢→摆放扫地杆→放置纵向扫地杆→立柱→安装横向扫地杆 →安装第一步纵向水平杆→安装第一步横向水平杆→安装连墙件→安装第二步纵向水平杆 →安装第二步横向水平杆→安装拉杆→搭设栏杆→加设剪刀撑→铺设钢筋脚手片→张挂安全网。

多排悬挑架主梁搭设流程为：预埋件设置→安装悬挑主梁→悬挑主梁上支撑杆件设置→联梁。

4.2 构造应满足下列要求

(1)耳板应设置在悬挑钢梁承受集中力作用处附近。悬挑钢梁悬挑长度<1 800mm时，宜设置一根钢筋拉杆，钢拉杆上端的吊挂支座的锚固位置相对于悬挑梁中心距向一边偏离50mm；悬挑长度≥1 800mm时，宜设置内外二根钢筋拉杆,钢拉杆上端的吊挂支座的锚固螺栓位置相对于悬挑梁中心距向二边偏离50mm。钢筋拉杆的水平夹角应不小于45°。

(2)混凝土强度不小于C10方可安装悬挑型钢，安装花篮斜拉杆式悬挑型钢之前，临时搭设在悬挑型钢底部位置的脚手架立杆上，将悬挑型钢预先放置在二根纵向大横杆上对型钢进行回顶，再用可拆式高强度螺栓将焊有底座钢板的型钢梁固定在主体结构外围墙、柱、梁的侧面上。架体向上搭设不得超过一层半，必须待上层主体结构外围墙、柱、梁的混凝土达到8MPa强度后，方可安装调试钢筋斜拉杆。

4.3 悬挑梁验算及应用

以下以1.45m悬挑脚手架根据软件简单示例：悬挑式脚手架计算书(悬挑 1.45m)

4.3.1 主梁验算

荷载设计值：第1排：F1=F1/nz=12.69/1=12.69kN

第2排：F2=F2/nz=12.69/1=12.69kN

(1)强度验算

σmax=γ0Mmax/W=1×3.117×106/141000=22.11N/mm2≤[f]=215N/mm2

(2)抗剪验算

τmax=γ0Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=10.591N/mm2≤[τ]=125N/mm2

(3)挠度验算

νmax=0.089mm≤[ν]=2×lx/250=11.6mm

(4)支座反力计算

设计值：R1=8.962kN,R2=16.81kN

4.3.2 上拉杆件验算

(1)上拉杆强度验算

上拉杆件支座力：

设计值：RS1=nzR2=16.81kN

主梁轴向力设计值：

NSZ1=RS1/tanα1=7.284kN

上拉杆件轴向力：

设计值：NS1=γ0RS1/sinα1=18.32kN

上拉杆件的最大轴向拉力设计值：NS=max[NS1…NSi]=18.32kN

轴心受拉稳定性计算：σ=NS/A=48.198N/mm2≤f=205N/mm2

符合要求。

角焊缝验算：

σf=NS/(he×lw)=19.083N/mm2≤βfffw=95.2N/mm2

正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22

符合要求。

(2)上拉连接板与建筑物连接锚固螺栓验算

上拉杆1：

与建筑物连接螺栓所受拉力

Nt1=Ns1×sin(90-α1)=18.32×sin(90°-66.571°)=7.284kN

与建筑物连接螺栓所受剪力

Nv1=Ns1×cos(90-α1)=16.81kN

单个螺栓所受的拉力值：Nt=Nt1/n1=7.284kN

单个螺栓所受的剪力值：Nv=Nv1/n1=16.81kN

单个螺栓抗剪承载力设计值Nvb=nvπd2fvb/4=43.982kN

单个螺栓抗拉承 载力设计值Ntb=nvπde2ftb/4=41.594kN[(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=0.42≤1

4.3.3 主梁与建筑物节点验算

普通螺栓承载力计算

假设每个螺栓承受主梁传来的拉力和剪力均相等。

V=1×8.962=8.962kN，N=7.284kN62

单个螺栓抗剪承载力设计值Nvb=nvπd2fvb/4=43.96kN

单个螺栓抗拉承载力设计值Ntb=nvπde2ftb/4=41.573kN

单个螺栓抗压承载力设计值Ncb=d×dt×fcb=2154kN

[(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=0.134≤1

NV=4.481kN≤Ncb=154kN

承压承载力满足要求

4.3.4 花篮拉杆式悬挑脚手架技术优势

(1)采用花篮拉杆式悬挑脚手架的安全、质量、进度满足施工及设计要求，所有悬挑型钢均不需穿越墙体，对电梯井、楼梯间等部位施工部位不会受悬挑层的型钢影响施工进度，螺杆洞修补简便，外墙防水能有效控制。(2)结构直接施工无需二次修补(图2)。

图2 悬挑层的楼梯间、电梯井、阳角处示意图

5 结 语

通过合肥市紫薇苑项目工程花篮拉杆式悬挑脚手架案例实践，保证了安全大大节约了成本，缩短了工期，有效的控制了外墙渗水等质量通病，为高层建筑的施工提供依据，为企业和社会获得更好的经济效益和社会效益。