高层建筑悬挑脚手架搭设施工安全研究

摘要：悬挑脚手架的搭设高度和跨度对施工安全有很大的影响，为保证高层建筑的施工安全，需针对高层建筑悬挑脚手架搭设施工安全展开研究。对悬挑脚手架的施工安全实施控制，以悬挑脚手架的安全影响因素为出发点，提取安全性评价指标。以实际施工工程为例进行测试，实例分析结果表明，随机抽取的7个测点的偏移结果均符合施工安全要求，证明该方法具有良好的施工性能。

关键词：悬挑；脚手架；安全管理；风载荷

0 引言

在高层建筑的施工过程中，悬挑脚手架作为一种常见的支撑和作业平台，能够为施工提供很大便捷。长期以来，由于悬挑脚手架的构造特点和施工环境的复杂性，导致搭设施工安全问题一直备受关注。因此开展高层建筑悬挑脚手架搭设施工安全研究，具有重要的现实意义和理论价值[1]。

在过去的几十年里，国内外学者和工程师们对悬挑脚手架的安全问题进行了广泛研究。这些研究主要集中在悬挑脚手架的设计、构造、安装和拆卸等环节，并基于此提出了许多安全措施和防范措施。然而，由于施工环境的复杂性和不可预测性，导致悬挑脚手架的安全事故仍时有发生。基于此，本文以悬挑脚手架的安全影响因素为出发点，提取安全性评价指标，以实际施工工程为例进行测试，验证其施工性能。

1 悬挑脚手架搭建管控必要性

在高层建筑中，悬挑脚手架因具有经济性较高、架设工期较短、可保障施工安全等优势，而得到了较为广泛的应用。尤其是在工地发展受到限制的情形下搭建，悬挑脚手架有助于克服现场建筑规模较小的问题，使得施工作业更加顺利。

悬挑脚手架基本构成包括型钢支撑架、扣件式钢管脚手架以及连墙件。悬挑脚手架的核心是悬挑结构，为确保施工的安全性，必须确保其在与建筑物的结构相结合时具有足够的强度、刚度、稳定性。

悬挑脚手架是一种悬空式的脚手架，它本身的支撑结构承担构架的自重及建筑材料的荷载，并将一部分荷载传递给施工主体。它的支撑结构是根据建筑的主要构造而定，为此其可以不受施工高度的限制。该脚手架适用于建工区域的外墙结构、装饰以及封闭的商用地面，用于防止坠落物伤人及引起损害，因此对悬挑脚手架的施工安全实施有效管控十分必要的[2]。

2 悬挑脚手架搭设设计要点

2.1 连接方式选取

悬挑脚手架中的型钢悬挑梁与高层建筑物的连接是否可靠，直接影响到整体结构的安全。目前，型钢悬挑主梁常用的节点形式有预埋钢筋法、螺栓法、内嵌钢板法等，每一种连接方式都有其自身的优势和劣势[3]，需要针对具体情况合理选择。

2.2 对载荷进行必要约束

施工载荷在型钢支撑架的工作面分布是不均衡的，为此在制定施工计划时，需对工作层堆料及人员布置进行必要约束，以保证其均匀性满足要求。

2.3 风载荷计算

考虑到随着框架高度的增加，结构荷载所占的比例逐渐降低，在框架较低的情况下，结构承受的总重量荷载相对较小。一般根据悬挑脚手架施工规范，计算风荷载，具体公式如下：

α=0.7εzεsβ （1）

式中：εz代表风压高度变化系数，εs表示悬挑脚手架的风荷载体形系数，β代表基本风压，单位为kN/m2。

2.4 确定连接钢梁构造形式

螺栓连接锚固型钢梁的支座形式有多种。具体来说，可以将连接螺栓直接浇注在混凝土楼面板结构中，也可以在现浇楼面板浇筑前预留螺栓孔。

在安装支座时，先使用电钻钻孔，再插入对穿螺栓来固定型钢梁采用螺栓连接的方法，将悬挑钢梁与建筑结构进行螺栓连接，其受力机制清晰，安全性高。螺栓固定连接钢梁的构造形式如图1所示[4]。

2.5 合理设置悬挑脚手架连墙件

连墙件在悬挑式脚手架中具有非常重要的作用。据近年来的施工经验，脚手架倒塌事故多是由于连墙件设置不当或提前拆除导致的。合理设置悬挑脚手架的连墙件，有助于提高脚手架的整体稳定性。对于主平面内受弯连墙件来讲，其抗弯强度的计算公式如下：

（2）

式中：Rmax代表连墙件计算截面的最大弯矩设计数值，d表示连墙件截面的净截面模量，ƒ表示钢材的抗弯强度设计值。

2.6 搭设注意事项

在搭设施工时，要确保悬挑脚手架必须跟上施工进度。在相邻连墙件对应位置上，要保证不管是连墙构件，还是剪刀撑，都要符合立杆或横杆的要求。在搭设悬挑脚手架时，要确保立柱能够按照夯实找平的方式进行浇筑，并且在立柱的脚边要设置排水沟，将积水降到最低。

为避免悬挑脚手架随高层建筑的楼层的升高而发生变形，在施工时可采用翻转的搭设方法，提高拆除材料的利用率，降低建筑费用。在这一过程中，如果使用太多的连墙接件，会给以后的维修带来很大困难，为此需要做好安全施工设计，以避免出现此类问题[5]。

3 悬挑脚手架的施工安全控制

3.1 安全性评价标准体系的重要性

悬挑脚手架安全性评价标准体系是研究其安全性的重要内容之一，也是评估和分析悬挑脚手架安全状况的基础。悬挑脚手架安全性评价指标的建立，主要是以悬挑脚手架的安全影响因素为出发点，提取安全性评价指标。建立评价标准体系是悬挑脚手架安全风险评估模型的重要组成部分，只有建立合理、全面的指标体系才能更好地进行悬挑脚手架安全风险评估。

3.2 悬挑脚手架安全指标体系建立

通过对悬挑脚手架安全的主要风险因素进行深入分析，结合文献资料和相关标准法规，对主要风险因素进行分类、分解和整合[6]。为更准确地反映悬挑脚手架的安全水平，本文基于悬挑脚手架的安全影响因素，建立悬挑脚手架的风险标准体系。悬挑脚手架安全指标体系如表1所示。

3.3 施工安全控制要点

根据上述各项安全指标，对其进行有效措施的控制，其具体要点如下[7]：

3.3.1 重视安全交底

在悬挑脚手架搭设工地之前，项目部必须组织工作人员与各小组负责人共同做好有关安全施工与安全工作方面的技能交底工作，以保证每天进场的作业人员均熟悉有关技能与安全要求。

3.3.2 按规范实施检验与验收

脚手架的施工严格依照施工计划完成，同时项目部人员要严格按照设计规范和技术检验要求，对脚手架施工过程实施规范的检验工作。

悬挑脚手架搭设的构件必须经过国家质量检验标准检验合格。钢管不得有弯曲变形，有裂缝或变形的扣件、滑丝的螺栓严禁使用，必要时进行防锈处理。在搭设完15m高度后，进行验收和检查[8]。

3.3.3 重视检查与维护

在使用过程中，必须加强对脚手架的检查和维护，及时发现并处理潜在的安全隐患。同时，需要对脚手架进行定期的加固和更新，以确保其始终保持良好的工作状态。

4 实例分析

4.1 工程概况

本次测试以X市的一处高层建筑住宅小区为例，将该工程实际使用的悬挑脚手架作为研究对象。此项目预算投资约为4亿元，占地面积约为56.15亩，建筑面积12.48万m2。总占地面积31482m2，总建筑面积134959m2，工程的建设期为2年，主体工程包括38层住宅楼，包括商业、停车场等。

4.2 检验方法

考虑到本工程的施工需求和作业面要求，决定从6层以上开始采用悬挑式三排钢管脚手架。在搭设脚手架时，将分为8个段落进行施工。工字钢的间距为1700mm，工字钢向外延伸2000mm，向内锚固2200mm，钢管立杆支撑在挑梁限位上。悬挑脚手架的允许的偏差与检验方法如表2。

4.3 效果分析

为验证本文提出的高层建筑悬挑脚手架搭设施工安全方法在本次工程中的应用，对此次工程进行测试，其测试结果如表3所示。

根据上述工程的测试结果可以看出，此次工程中随机抽取的7个测点的偏移结果均符合施工安全要求，由此证明该方法具有良好的施工性能。

综上所述，要确保悬挑脚手架的施工安全，需要从支撑结构、搭设高度和跨度、搭设顺序和连接方式、使用和维护等多个方面进行全面考虑和管控。

5 结束语

由于悬挑脚手架的构造特点和施工环境的复杂性，导致其存在着一定的安全风险，因此在进行悬挑脚手架搭设施工时，必须采取有效的安全措施和防范措施，确保施工过程的安全可靠。

本文对悬挑脚手架的设计、构造、安装和拆卸等环节进行全面的分析和评估，并针对可能出现的安全隐患提出相应的解决方案和措施。希望这些研究成果可以为高层建筑悬挑脚手架的安全施工提供有益的参考和指导。

参考文献

[1] 饶方明，吴志刚.高层建筑中悬挑式脚手架施工与安全技术分析[J].工程建设与设计，2022（22）：207-210.

[2] 王晓民，黄佳杰，谷兴猛，等.三角组合型钢悬挑架防护体系实用施工技术[J].建筑技术，2023，54（9）：1033-1035.

[3] 侯天赐，李大华.不同悬挑长度的拉杆式与悬挑梁式脚手架对比研究[J].湖南工业大学学报，2023，37（2）：9-15.

[4] 耿大将，龙敏健，金学胜，等.三种典型悬挑脚手架支撑体系的对比分析[J].河南科学，2021，39（12）：1954-1962.

[5] 李翔，吕祥冰，许旭东，等.新型拉杆式悬挑架的应用及安全性能力学研究[J].安徽建筑，2020，27（11）：69-71.

[6] 戴健，赵春霞，沈军.承插型盘扣式钢管脚手架在界牌水利枢纽工程施工中的应用[J].江苏水利，2023（8）：61-63+72.

[7] 毛益飞.碗扣式脚手架在地下厂房混凝土岩壁吊车梁施工中的应用[J].中国新技术新产品，2023（13）：84-87.

[8] 陈永宏，史鹏磊，夏泽华.附着式提升脚手架钢结构支撑平台的设计与应用[J].建筑结构，2023，53（S1）：1481-1484.