型鋼式懸挑式扣件腳手架施工技術

1 概述

隨著高層建筑的不斷增多，懸挑腳手架在建筑施工中的應用越來越廣泛，它與落地腳手架相比，具有投入低、周轉快、方便施工、節約工期等優點，在今后較長的一段時間內，仍將大量應用。

懸挑腳手架施工方案是否完整、合理、可靠，是否能正確指導施工人員制作、安裝及搭設，是確保架體及施工人員安全的重要因素之一。（JGJ130-2011）《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》，針對外懸挑腳手架，要求對大、小橫桿的強度、剛度，扣件的抗滑移，立桿的穩定性以及連墻件的強度、剛度等進行驗算。除此之外，尚應進行懸挑梁的強度、整體穩定性和直桿、拉繩的強度、剛度驗算。

2 施工方案編制的主要內容及依據

2.1 懸挑腳手架專項方案編制應當包括以下內容：

①工程概況：工程概況、施工平面布置、施工要求和技術保證條件；

②編制依據：相關法律、法規、規范性文件、標準、規范及圖紙（國標圖集）、施工組織設計等；

③施工計劃：包括施工進度計劃、材料與設備計劃；

④施工工藝技術：技術參數、工藝流程、施工方法、檢查驗收等；

⑤施工安全保證措施：組織保障、技術措施、應急預案、監測監控等；

⑥勞動力計劃：專職安全生產管理人員、特種作業人員等；

⑦有針對性較強的、較具體的搭設、維護及拆除等安全技術措施；

⑧計算書及平面、立面圖以及節點詳圖。

2.2 方案編制的主要依據有：JGJ130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》、JGJ59-99《建筑施工安全檢查標準》、GB50017-2003《鋼結構設計規范》、GB50010《混凝土結構設計規范》，個別地區還有相應的地方標準等。

3 施工方案設計要點

3.1 搭設高度

目前懸挑腳手架施工方案編制的主要依據是行業規范《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-2011，它要求一次懸挑腳手架高度不宜超過20m，超過時應分段搭設。

方案編制時一次懸挑架高度的確定，整體分段應合理規劃，經濟合理。每次懸挑架的高度應盡量保持一致。

3.2 參數的設置

一般先根據經驗初步設置參數，JGJ59-99《建筑施工安全檢查標準》規定：挑架步距不大于1.8m，橫向立桿間距不大于1m，縱向間距不大于1.5m。在方案設計時取最大值。

連墻件一般按兩步三跨或兩步兩跨設置，懸挑鋼梁截面高度不小于160mm(懸挑鋼梁為槽鋼或工字鋼)。初步擬定每段懸挑腳手架的高度及各項參數后，再核算外腳手架本身的力學性能，如不能通過驗算，則逐個調整參數，繼續驗算直至強度、剛度、穩定性、節點強度等各項均滿足要求。

編制方案時應考慮風荷載的影響，架體隨著高度的增加，風荷載的作用會逐漸增大；關于風壓高度變化系數：有的懸挑腳手架離地高度相差很大，所以在計算風壓高度系數的時候（主要是連墻件設計）應該根據不同的懸挑段的離地高度單獨設計（當然同一個懸挑段內建議連墻件布置統一），但是很多時候貪圖方便，直接取懸挑最大高度計算，那樣設計起來比較方便，但是經濟性比較差。其實風壓高度變化系數取值應取懸挑架搭設的標高處，而不是懸挑架搭設高度，建議按照每間隔40m左右（差不多兩個懸挑段）取一個風荷載高度系數，以確保立桿的穩定性。

3.3 懸挑梁的設置

懸挑架應采用型鋼制作的懸挑梁或定型桁架，不得采用鋼管。目前懸挑梁多采用普通工字鋼或槽鋼，由于普通工字鋼強度大、剛度好，具有雙軸對稱截面，受力明確，傳力直接等優點，因此得到廣泛使用；而采用槽鋼作為主挑梁時應有防側彎措施。

懸挑梁應根據懸挑架荷載及懸挑長度等具體情況加以確定。在《扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-2011中又如下規定:

a宜采用高度不應小于160mm雙軸對稱截面的型鋼（工字鋼）做懸挑梁結構。

b懸挑梁端部設置定位點，定位點離懸挑梁端部不應小于100mm。定位點可采用長0.2m，直徑25-30mm的鋼筋或短管。

c固定端長度大于懸挑端1.25倍

d懸挑梁間距應按懸挑架架體立桿縱距設置，每一縱距設置一根。

在實際工程中往往有陽臺、飄窗等導致平面較復雜，部分外挑段較長；建筑物轉角處即兩側立桿的交匯點，其承受的荷載是最大的，且不易固定，因此應增加最不利、危險性較大的位置進行受力驗算。懸挑梁的選用可參考表1。

3.4 懸挑梁長度及固定

懸挑鋼梁錨固長度不小于懸挑長度的1.25倍，

懸挑梁尾端應在兩處及以上固定于鋼筋混凝土梁板結構上。錨固型鋼懸挑梁的U型鋼筋拉環或錨固螺栓直徑不宜小于16㎜。在建工程中大多數采用預埋倒U型圓鋼及穿板螺栓固定，如圖1所示

倒U型錨環制作方便、施工簡單，被廣泛應用實際工程中，但存在木楔固定變形大、可靠性差、水平抗力不足等問題，不利于懸挑梁的整體穩定。

預埋螺栓固定對施工預留孔定位要求較高，在安裝過程中需要與人配合安裝，不利于對有防水要求的樓板（如廚房、衛生間陽臺等）。但預埋螺栓可靠性高、變形小，能有效提高架體的穩定性，還可重復利用，節約成本。但在實際工程卻得不到很好的推廣應用，其原因歸根于施工煩瑣，安裝時不易固定，材料周轉需做保養，現場的螺栓容易被工人擰下、螺栓在施工過程中要加強保護。

根據多年經驗，在民用建筑中建議采用采用正U型錨環的錨固，此錨固施工方便，工藝簡單，規范可靠，正U型采用f20螺栓預埋，如圖2所示。

若設計有懸挑板，應將懸挑梁加長到離懸挑板至少1.5m，錨固點應避開陽臺位置，當然如果懸挑陽臺太大，則可在陽臺加設錨固點，以控制懸挑梁的側向變形。

懸挑梁錨固端應有2處以上使用HPB235級的f16及以上鋼筋固定在鋼筋混凝土結構上，如采用螺栓固定，則錨固螺栓不應少于2道，螺栓直徑不小于20mm。錨固位置設置在樓板上時，樓板的厚度不宜小于120mm，如果樓板的厚度小于120mm應采取加固措施。錨固型鋼的主體結構混凝土強度等級不得低于C20。

3.5 懸挑架架體結構在平面轉角處的加強措施懸挑架架體在建筑物轉角處是兩側立桿的交匯點，其承受的荷載是最大的，且不易固定，因此應采取加強措施以保證架體的穩定。在建筑結構角部，鋼梁宜扇形布置，具體如圖3所示；如果結構角部鋼筋較多不能留洞，可采用設置預埋件焊接型鋼三腳架等措施。具體圖4所示：

3.6 連墻件的設置

連墻件宜靠近主節點設置，偏離主節點的距離不應大于300mm，常取300mm，施工方案一般按兩步三跨或兩步兩跨設置，但是由于層高與步距的整數倍很難匹配，連墻件的位置有可能在洞口等無法設置的地方，正常情況下每根連墻件覆蓋面積≤29m2，因此連墻件在洞口等無法設置的位置時可按架體受力面積轉換到可搭設的層高位置設置。

3.7 鋼絲繩的設置

懸挑腳手架按其受力形式分為斜撐式、懸臂式、斜拉式，目前使用最多的是斜拉式，即普通型鋼懸挑、鋼絲繩斜拉。

挑梁外端設置單根直徑不小于φ14mm的鋼絲繩進行斜拉，吊環不宜小于φ20mm，鋼絲繩繩卡不少于3個。受力繩應位于卡扣座處，繩扣間距為150-200，末端鋼絲繩長度不得少于200mm。

鋼絲繩與型鋼梁夾角大于45度，斜拉鋼絲繩必須與建筑結構錨固。懸挑梁、鋼絲繩及鋼絲繩錨固件必須逐一對應，如下圖5。

圖5 鋼絲繩設置平面布置圖

3.8 架體超高抗風渦流措施

JGJ130-2011規范第6.4.8條規定，架高超過40m且有風渦流作用時，應采取抗上翻流作用連墻措施。但執行該條規定有一定難度，如風渦流作用力的大小如何確定，規范并未提及。風渦流產生的原因很復雜，在不同建筑物的不同平、立面產生的作用力大小不同，在不易定量分析計算的情況下，通常采取如下預防措施：在與連墻桿對應的外立桿處設置剛性斜拉桿與上層主體結構的預埋件連接，或將連墻件改為雙扣件，間距加密。

3.9保證水平方向穩定的構造措施

一般情況下，按規范要求設置剪刀撐、縱向和橫向掃地桿，能很好地滿足限制腳手架的側向變形，保證腳手架水平方向穩定，加強腳手架整體性的作用。

編制施工方案時要根據工程實際情況，在基本風壓較大和臺風地區，除設置剪刀撐、縱向和橫向掃地桿外，還應考慮在型鋼梁之間設置保證水平方向穩定的構造措施。可在型鋼梁之間設置橫桿或斜桿，也可在型鋼梁的上部掃地桿位置設置水平斜撐，有效防止側向失穩，限制腳手架的側向變形，保證腳手架的側向穩定。