花籃拉桿式懸挑架技術研究及應用

李佛

中鐵十一局集團建筑安裝工程有限公司 湖北 武漢 430064

1 引言

傳統型懸挑鋼梁在樓面錨固，懸挑鋼梁須穿過外墻，懸挑層需在墻面預留洞口，且懸挑鋼梁還影響部分后續作業，墻面還需再次封補[1]；花籃拉桿式懸挑架的工字鋼梁由抗剪高強螺栓連接在構筑物上，懸挑腳手架梁長比傳統懸挑腳手架梁長縮短約二分之一以上，可有效降低成本，對懸挑層后續作業基本不影響，而且無需墻面預留洞口，不存在再次封補，降低外墻滲水的質量隱患，縮短了技術間歇，縮短了工期[2]。

2 技術重難點分析

(1) 本工程高層裝配式建筑住宅樓，結構形式為裝配式-剪力墻結構，各單位工程大致類似，陽臺部位懸挑板較長，結構較為復雜，爬架無法往上提升，使得懸挑腳手架各細部節點不易處理。其主要內容是本工程的控制重點。

(2) 住宅樓屋頂外立面層次感較多，成不規則形狀，懸挑腳手架型鋼梁排布難度較大，陽角位置懸挑工字鋼與結構不垂直布置，工字鋼的制作及工字鋼與埋板的角度控制是本分項工程的難點。

(3) 本工程兩電梯之間裝飾梁與連廊之間均無樓板，懸空跨度5m左右，工字鋼懸挑需單獨進行設置，同時工字鋼上需要設置防護平臺，是本工程支架控制的重點。

3 懸挑設計參數

3.1 上拉桿懸挑方案及技術參數

表1 上拉桿式懸挑腳手架基本參數(扣件式)

本工程各樓棟可調拉桿式懸挑布置圖詳見附圖

圖1 住宅樓屋頂懸挑架布置平面示意圖

3.2 天井處懸挑梁方案技術參數

(1) 天井處懸挑梁采用18#工字鋼，工字鋼總長9m，間距900mm，裝飾梁外側懸挑端長度1250mm，工字鋼分別擱置在兩電梯間的裝飾梁和連廊上，采用φ20U型螺栓預埋在梁板中錨固。

近年貴州省骨干水源工程建設投資增長迅速，但主要依靠各級財政投入，尚未建立多元化、多層次、多渠道的投融資政策體制機制。國務院 《關于進一步促進貴州經濟社會又好又快發展的若干意見》（國發〔2012〕2號文件）明確要求全面實施“三位一體”規劃，到 2020年貴州省工程供水能力達到 159.4億m3。2011—2020年，貴州骨干水源工程建設資金需求949.5億元，需要建立骨干水源工程建設投入穩定增長機制，以確保如期完成“三位一體”綜合規劃提出的骨干水源工程建設目標。

(2) 在天井工字鋼上橫向每300mm鋪設1根50×100mm方木，并在方木上滿鋪12mm厚木板，并與方木釘牢，作為工人作業防護平臺[3]。

(3) 工字鋼錨固U型螺栓采用φ20mm圓鋼，裝飾梁上埋設1個，連廊上埋設2個，工字鋼與U型螺栓之間采用木楔塞緊。

4 花籃拉桿式懸挑腳手架施工技術

4.1 上拉桿懸挑型鋼梁及其制作

4.1.1 懸挑型鋼梁

上拉桿懸挑型鋼梁常規采用18號工字鋼，材料自身有較為穩定的的安全性。根據前期設計的施工圖將工字鋼進行標記，分段切割成所需的尺寸。梁長一般為：外立桿距建筑物的距離M再加十公分的安全距離。(見圖2)

圖2 懸挑型鋼加工尺寸

4.1.2 連接鋼板

與建筑物緊貼的鋼板采用十毫米厚的連接鋼板。焊接在懸挑工字鋼梁端部與建筑結構連接處及上拉桿懸挑型鋼梁斜拉桿連接處。(見圖3)

圖3 連接鋼板的仰視與尺寸

4.1.3 花籃螺栓斜拉桿

斜拉桿及花籃螺栓斜拉桿是懸挑腳手架中的最主要的一種受力結構，使用直徑二十公分的鋼筋加工制做。斜拉桿中間用花籃螺絲連接分兩部分構成(見圖4)。根部利用扁橢圓形鋼板分別與工字鋼鋼梁與建筑結構梁進行焊接連接。

圖4 花籃螺絲的樣式與尺寸

4.2 樓層梁、墻內預埋螺栓洞

根據定位要求在外框架梁上預埋預埋件，長180mm的用于預埋在墻、梁上；短150mm的用于預埋在上拉桿。

1)安裝預埋件為保證定位精準，本工藝配套有專用“臨時固定螺桿”來進行加固，確保混凝土澆筑過程中預埋件不會產生偏位。混凝土澆筑后，拆側模板前，需拆除能周轉的配件。

2)為保證新型懸挑承力架安裝后的整體美觀，上拉桿、懸挑梁這兩項預埋件的設置，均應盡可能設置在相對同一立面。為提高預埋件的使用安全，確保預埋件的受力最大化，所有預埋件位置的設置，應在砼澆搗面往下 10cm 至 20cm 處的范圍內為最佳預埋位置。

3)對于懸挑結構(如：陽臺)，在預埋前，施工員需嚴格檢查懸挑結構的配筋布設鋼筋。

4)預埋件預埋過程中需要注意的事項：

a每根懸挑梁，在外側模板上開兩個Φ1.25cm 的圓孔，再通過配套專用的螺桿臨時固定，確保混凝土澆筑過程中預埋件不會產生偏位。

b預埋件安裝時，需確保預埋件與模板接觸面的無縫隙緊貼，防止砼澆搗時，混凝土漿水滲入到預埋件的管內部。

c預埋件安裝完畢后，砼澆搗時，嚴禁振動棒直接與預埋件接觸，以確保預埋件不被損壞或發生偏移。

4.3 懸挑型鋼梁安裝

(1) 混凝土澆筑完成后可及時拆除外墻部位模板(待混凝土強度等級滿足驗算值后)，將預留好的螺栓孔根據布置圖做好標記并清理出來，與懸挑梁接觸的結構面平整，如若不平整則必須進行修補，使連接鋼板與建筑結構面接觸良好，滿足受力均勻等條件，不出現歪扭等現象[4]。

圖5 下層腳手架支撐

(2) 根據施工圖紙將連接鋼板用兩個8.8級M20的高強螺栓與建筑結構進行連接，由于上部建筑結構還未建設，不能利用斜拉桿將型鋼梁與建筑結構進行連接，故需要先將懸挑型鋼梁外側端部擱置在下部結構已有的腳手架上。在進行懸挑型鋼梁安裝時的外側端不需往上翹兩公分，可避免上部腳手架在型鋼梁上安裝時，懸挑型鋼梁頭出現下垂的，容易造成安全事故的現象。

4.4 水平連接梁、移動式定位樁安裝

為保證所有懸挑型鋼梁在同一水平面上，保證架體安全，采用12#槽鋼作為水平連接梁將型鋼梁進行焊接固定，型鋼梁上立桿位置采用移動式鋼管固定器作為立桿的底座，以防止立桿側滑移，移動式定位樁可以在型鋼梁上移動來控制立桿間的距離。(見圖6)

圖6 水平連梁、鋼管固定器

4.5 斜拉桿的施工

(1) 待上層混凝土澆筑完后達拆模強度后，拆除梁部側模，將高強螺栓從預埋套管中由內往外穿出并加墊片進行固定，并將斜拉桿的上端部與高強螺栓用雙螺母加墊片牢固固定。

(2) 將下拉桿與工字鋼上的耳板用高強螺栓加墊片進行初步固定，待上拉桿伸入后牢固固定。(見圖7)

圖7 上拉桿與建筑物拉結剖面圖及下拉桿及連接板平面圖

(3) 上斜拉桿進行卸荷，上斜拉桿下拉點作用于鋼梁上。上拉點作用于預埋的高強螺栓預埋環上，斜拉桿通過500mm長的可調節上拉桿進行拉緊，擰緊扭力矩須達30N·m，將花籃拉桿式螺栓孔與下拉桿絲扣進行對接并不斷進行扭轉，然后松開耳板螺絲，將螺栓伸入到上拉桿絲扣同樣進行扭轉，直至扭轉牢靠擰不動為止，然后用工具將花籃螺栓旋轉至下拉桿耳板與懸挑型鋼梁耳板調整，使其恰好能夠伸入高強螺栓后，及時穿上螺栓并擰緊螺栓。

(4) 待前面工序全部完成厚，再利用輔助工具將花籃螺栓旋轉至扭轉牢靠，確認斜拉桿扭牢靠后，調節斜拉桿中間的的花籃螺絲，使斜拉桿均勻受力，達到平衡條件。

(5) 帶花籃拉桿式懸挑型鋼梁上部腳手架搭設完成后，及時做好封閉處理。

圖8 花籃螺桿緊固、懸挑架內立面圖

5 結論

(1) 保證了下部樓層外墻正常抹灰施工。

(2) 利用高強螺栓與已有建筑結構進行牢靠連接上，無需在建筑結構上進行洞口預留，方便了室內外的精益建造各項工序穿插施工及裝修，也能最大限度的避免后續預留洞口處理不當出現的滲水隱患；懸挑型鋼梁可實現工廠化定制生產，運至現場直接上樓安裝，節約了時間，提高了安全系數。

(3) 懸挑型鋼梁長度均定型化，便于安裝和拆除，大大減少安裝風險，同時也便于存放，周轉效率更高。