基于外腳手架電梯井處半懸挑梁計算研究★

陳杏祥 郝夢成真 王鈺婕

(1.南京審計大學金審學院，江蘇 南京 210046； 2.應天職業技術學院，江蘇 南京 210046)

1 L3計算模型、設計參數的選取和設計驗算分析

電梯井處6.3 m長半懸挑主梁L3首先進行計算模型和設計參數的選取，然后驗算，調整相關參數直到滿足計算要求為止，具體步驟如下。

1.1 計算模型選取

按照建質[2009]87號文附件一和附件二的規定，本工程屬于危險性較大的分部分項工程，僅懸挑腳手架需做專項施工方案，其編制的內容按照建質[2009]87號文第七條的規定應當包括7項內容，分別是：1)工程概況；2)編制依據；3)施工計劃；4)施工工藝技術；5)施工安全保證措施；6)勞動力計劃；7)計算書及相關圖紙。這里僅介紹某高層商住樓5號樓5F部分，由于設計變更，5號樓5F部分采用半懸挑腳手架，總計有12根半懸挑主梁，其中電梯井處為半懸挑主梁L3。但經分析這12根半懸挑梁只需選取五種計算模型。

1)選取前兩個是依據江蘇省DGJ 32/J 121—2011第3.2.5條規定：懸挑鋼梁懸挑長度不大于1 800 mm時，宜設置一根鋼筋拉桿；懸挑長度大于1 800 mm但不大于3 000 mm時，宜設置內外兩根鋼筋拉桿，用這個標準中的1 800 mm作為分界線各選取一種進行驗算。

2)選取第三個的依據根據JGJ 130—2011條文說明第6.10條和江蘇省DGJ 32/J 121—2011第3.2.8條規定：特殊部位懸挑梁布置困難時下方可增設下撐件以滿足設計要求。

3)選取第四個的依據是按照JGJ 130—2011第6.1.1條的表6.1.1.2的規定：對于常用密目式安全網全封閉雙排腳手架結構的設計尺寸，當連墻件為二步三跨、立桿橫距不大于1.05 m、步距為1.8 m時，立桿縱距應不大于1.8 m，所以當主梁間距超過一定范圍后，立桿縱距會超過規范中要求的最大間距，這時就需要在懸挑主梁上增設聯梁，聯梁上再豎立桿，以滿足立桿縱距的最大間距。

4)選取第五個的依據是對第三種和第四種的綜合，既布置了下支撐也設置了聯梁，L3就屬于這種計算模型。

1.2 設計參數選取

1)根據JGJ 130—2011第6.10.5條的規定，半懸挑主梁的懸挑段長度按設計確定，固定段長度不應小于懸挑段長度的1.25倍[1]。L3的懸挑段長度設計為2 293 mm，則L3的固定段長度不應小于懸挑段長度2 293 mm的1.25倍，在安全計算軟件驗算中L3建筑物內錨固計算長度設為3 634 mm(1.584 8×2 293≈3 634)，其中1.584 8>1.25滿足規范的要求，因為電梯井是個垂直井道，沒有可以錨固L3的錨固點，所以這根L3的長度要滿足跨越電梯井的垂直井道后，在樓板上找到可以錨固的點，本工程取1.584 8進行驗算。

2)L3的實際錨固長度還要滿足江蘇省地標DGJ 32/J 121—2011建筑施工懸挑式鋼管腳手架安全技術規程第3.2.3條3的規定：錨固于樓面結構的懸挑鋼梁尾端宜設置兩道U形鋼筋錨環或U形螺栓，其相鄰間距宜取150 mm～200 mm[2]，本工程取85×2=170 mm驗算。

3)L3的實際錨固長度還應滿足JGJ 130—2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術第6.10.2條的圖6.10.2型鋼懸挑腳手架構造的規定：懸挑主梁末端距離外錨固點的距離不小于200 mm[1]的規定，本工程取288 mm進行驗算。因此，L3這根半懸挑主梁真正的錨固長度實際取值為4 007 mm(3 634+85+288=4 007)，L3的總長度應為2 293(懸挑段長度)+4 007(錨固段長度)=6 300 mm。

4)因電梯井外其他主梁與L3的間距最大為2 250 mm，設計時L3上面需設置聯梁以滿足立桿最大間距1 800 mm的要求[1]，本工程取1 500 mm進行驗算；在懸挑外側底部增設一根下撐件滿足特殊部位的要求，見圖1。

1.3 設計驗算分析

本工程5號樓外腳手架懸挑架的計算采用人工手算并結合安全計算軟件形成計算書的。其中半懸挑腳手架L3驗算包括架體驗算和主梁驗算兩部分，L3長為6.3 m，設計為18號工字鋼；聯梁內外側各一根，18號工字鋼；下撐件計算為3 070 mm長，設計為16號工字鋼；鋼管采用φ48.3×3.6；連墻件采用在樓面梁柱內預埋Φ16鋼筋與腳手架鋼管焊接的剛性連墻件；φ20的鋼拉桿。計算結果表明，各設計參數均符合計算要求，能保證施工安全性，L3驗算步驟見圖2。

2 L3工藝流程分析

2.1 工藝流程

電梯井處6.3 m長半懸挑主梁L3施工工藝流程主要包括以下步驟，具體流程為：1)4F頂板(即5F底板)上預埋U型錨固螺栓、邊梁留設洞口、預埋連墻件鋼筋；2)5F底板上隱蔽工程驗收；3)5F底板上現澆樓板混凝土、養護、反梁拆模(含邊梁)；4)5F現澆樓板上測量彈線；5)安裝定位半懸挑主梁(錨固螺栓固定)；6)固定下撐件(四面圍焊)；7)固定聯梁；8)聯梁上立桿定位點設置；9)吊耳與懸挑主梁焊接定位；10)排放縱向掃地桿；11)豎立桿；12)將縱向掃地桿與立桿扣接；13)安裝橫向掃地桿；14)安裝橫向水平桿；15)安裝縱向水平桿；16)安裝剪刀撐；17)安裝連墻件；18)鋪腳手板；19)設上、中防護欄桿；20)固定擋腳板；21)掛密目安全綠網；22)底部封閉(本工程用15 mm厚多層建筑模板進行底部封，沒用兜網)；23)重復10)～20)；24)安裝鋼拉桿；25)驗收腳手架；26)拆除腳手架；27)拆除聯梁工字鋼；28)拆除半懸挑主梁工字鋼；29)清理現場。

2.2 施工注意事項

1)懸挑腳手架應進行專項方案設計并經監理單位審查批準后方可實施，搭設前應由公司技術和安全管理部門對架子工就腳手架專項施工方案、技術參數、搭設構造要求、安全質量注意事項、文明施工、應急措施和節點圖等進行交底，搭設中嚴格按照設計規定的構造方案和尺寸進行搭設，搭設完應進行驗收方可進入下一道工序，搭拆時設警戒區，并派專人監護。

2)半懸挑和全懸挑腳手架之間水平和豎向搭接處搭設前要先計算好，搭接處應平齊減少錯位。電梯處的半懸挑工字鋼安裝定位后，應按規定在電梯井門洞處設置不低于1 800 mm高黃黑相間的防護格柵門，避免作業人員因不熟悉作業環境，誤入電梯井口造成墜落事故的發生。

3)搭設腳手架的鋼管、扣件、鋼拉桿、吊耳、工字鋼應嚴格把好質量關。鋼管材質為Q235-A級鋼材；有裂縫、壓扁、彎曲和嚴重銹蝕及不合格的鋼管、扣件應及時責令退場，嚴禁使用；扣件的擰緊力矩應控制在40 N·m～65 N·m；鋼拉桿、吊耳的選用應通過對腳手架荷載取值、內力計算及強度驗算求得，工字鋼截面尺寸不得小于16 mm；連墻件應設置牢固；施工層以下每隔10 m用雙層安全兜網封閉。

3 結語

近年來，江蘇地區的房地產開發以高層住宅樓為主，施工企業根據本地實際情況大多數仍然使用傳統的扣件式鋼管腳手架，短時間內也難以取消[3,4]。本設計以正在進行的高層商住樓施工實例為依據，分析外腳手架的選型設計，充分發揮兩種腳手架的優勢，并對電梯井處6.3 m長的半懸挑主梁進行設計參數和工藝流程分析，整個腳手架施工過程中未見異常現象，以此對江蘇地區高層商住樓外腳手架專項施工方案編制提供積極的參考和借鑒作用，希望江蘇施工企業逐步淘汰扣件式腳手架，向更加安全化、輕型化和環保型腳手架發展。