新型懸挑式腳手架的研究與應用

劉琦

【摘要】傳統腳手架無論在施工工藝還是經濟效益方面都存在很大的弊端，隨著“綠色建筑”環保理念的深入貫徹，以往傳統工藝技術的腳手架在應對新時代建筑行業的標準已越來越吃力。新型懸挑式腳手架采用梁側全預埋安裝搭設裝置技術，在保證安全生產的前提下，完美契合當今建筑行業的環保理念。新型懸挑式腳手架利用向上斜拉桿及向下斜撐桿受力，合理利用空間。采用預埋連接技術，對樓體結構不造成破壞。

【關鍵詞】懸挑式腳手架;斜拉桿;撐桿 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.35.117

1、引言

近年來，全國各大城市逐步頒發相關規定禁止使用門式鋼管腳手架，一種新型懸挑式腳手架應運而生。將梁側全預埋安裝搭設裝置技術應用于懸挑式腳手架上，是城鄉建設科技發展重點技術領域下的高效施工技術體系。通過研究，新型懸挑架中的型鋼梁的工字鋼用量，與傳統懸挑架的型鋼梁工字鋼用量相比，不僅將錨固在樓面板與樓面梁的長度減少了，而且大幅度減輕了重量。新型懸挑架的優點是：1.操作輕量化;2.施工更加方便簡單;3.可以將多種類的施工工序交叉同時進行，大幅度提高施工的效率;4.傳統施工工藝需要現場進行焊接切割等工藝，現在不用再在現場進行此類工藝從而降低發生火災的概率。這種全新的安裝搭設方式，可以切實高效的保證施工的質量，杜絕滲水漏水隱患。

2、新型懸挑式腳手架簡介

2.1上拉式

針對傳統懸挑型鋼梁承力架所存在的不足之處，新型懸挑式腳手架梁采用梁側全預埋安裝搭設裝置。如下圖1所示：

當梁外側無懸挑板時，內立桿與外墻間距300mm，內、外立桿間距830mm。懸挑型鋼梁長度為1.23m，采用“上拉式懸挑承力架”。當梁外側有600mm凸窗板，內立桿與外墻間距900mm，內、外立桿間距630mm。懸挑型鋼梁長度為1.63m，采用“上拉式懸挑承力架”。此時工字鋼與鋼筋斜拉桿形成穩定結構體系，保證腳手架不發生傾覆側翻。

2.2上拉加斜撐式

當梁外側有>600mm凸窗板，內立桿與外墻間距>1020mm，內、外立桿間距630mm。懸挑型鋼梁長度大于1.75m，采用“上雙拉式懸挑承力架+增設斜支撐桿”方式搭設。

通過增設受壓撐桿與上拉斜桿共同工作，承擔因偏心距增大產生的傾覆向下分力，保證腳手架基礎處的平外內外穩定。

3、與傳統腳手架對比

3.1傳統腳手架的局限性

傳統懸挑型鋼梁的特點是：1需要穿過建筑物的外墻進而伸入室內，最終鋪設在主體結構樓面之上，2使用3個U型預埋件錨固在樓面梁及樓面板之上。由于伸入室內的型鋼梁布局復雜，且有些房間建筑面積較小，對室內建筑垃圾清理造成了阻礙，同時影響相關工作人員通行。型鋼在穿過墻體時會大概率破壞混凝土梁、板等構件，從而引起樓面滲水及漏水。在拆除型鋼梁前，有一定幾率要對U型錨固環進行現場切割，拆除后應進行孔洞修補、補貼瓷磚，增加了施工時間。傳統懸挑腳手架一次性投入的鋼材較多，重量大，拆除過程需要全程依賴塔吊，起吊過程中盲區很多，存在很大的安全隱患。當型鋼梁貫穿樓梯間時，對施工人員行走造成障礙，容易發成“碰頭事故”。斜拉繩上端固定環拆除時，需現場切割，且不可回收重復使用。

3.2新型懸挑式腳手架優勢

新型懸挑式腳手架不用穿越墻體進行安裝，所以不會對混凝土墻、板等結構造成損壞，可以有效杜絕外墻滲漏水現象，從而保證主體結構的施工質量。型鋼梁工字鋼耗材少，安裝拆除無需塔吊配合，輕量化操作，方便快捷。室內沒有型鋼梁妨礙建筑垃圾清理及相關工作人員通行，各種施工工序可交叉同時進行，施工現場環境簡潔、美觀。懸挑型鋼梁與建筑物主體結構的固定是采用可拆式預埋高強螺栓，型鋼梁拆除后，預埋螺栓還可回收重復使用。與傳統做法的懸挑型鋼梁對比，既節省型鋼及U型預埋件，又可以減少拆除傳統型鋼和預埋件后所需的切割、補砌筑等環節的時間和費用。懸挑梁斜拉桿上端與建筑物主體結構的固定是采用可拆式預埋高強螺栓環，腳手架拆除后、可簡便的拆除拉環，外墻各種施工工序可高效進行。針對使用鋁模的工地，新型懸挑式腳手架的型梁不必伸入室內，可不必再另外采用木模配合，有效杜絕炸模現象。針對使用“裝配式建筑”的工地，在懸挑層上的痛點，新型懸挑架亦可提供有效解決方案。

4、構件組成

4.1支撐體系

懸挑梁為16#普通工字鋼為主件，連接件為焊接底座板、三角加強板、U型上拉件、下撐件。斜拉桿由直徑20mm鍍鋅圓鋼拉桿、封閉式可調節花藍及絲牙保護套組成。下支撐桿由φ50×3.0無縫鋼管為主件，φ34×5.0焊接無縫管為調節套管組成。當下支撐桿安裝調整至受力狀態后，應及時用膠帶將“調節套管”包扎好，以防與混凝土粘結。

4.2預埋體系

預埋件分兩種型號：長度為180mm預埋件的用于懸挑梁與建筑結構連接處;長度為150mm的預埋件用于上拉桿及下撐桿與建筑結構連接處。安裝螺桿配套專用的“臨時固定螺桿”，用于確保混凝土澆筑過程中預埋件不會產生偏位。預埋件安裝時，應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，預埋件安裝完畢后，混凝土振搗澆搗時，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。

5、高強螺栓的計算

5.1計算假定

假定型鋼梁在彎矩作用下繞底座板邊緣轉動，從而使兩個螺栓受拉。彎矩產生的壓力有加勁肋所在一側底板通過擠壓傳遞給框架邊梁。螺栓所受拉力的大小與螺栓桿中心到轉動邊緣的距離y成正比。外力產生的彎矩與兩個螺栓承受的彎矩平衡。

5.2計算過程

假設每個高強螺栓所受彎矩產生的拉力為Nt，螺栓桿中心到轉動點距離y=215mm，則有：

6、施工步驟

6.1預埋

以“懸挑梁布置圖”為參考，對各號棟樓進行預埋。如有超長懸挑梁（大于2400mm），需在“懸挑梁布置圖”中注明增設下支撐桿，在懸挑層的下層提前設置“下支撐桿”的預埋件。每根懸挑梁在外側模板上開兩個直徑12.5mm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。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。現場預埋時，務必確保同根懸挑梁的兩個預埋件在同一個水平線上。

6.2搭設腳手架

混凝土達到12MPa或規定要求后，便可以進行搭設外架，在這個過程中禁止在懸挑梁或鋼管架體上放置大荷載物品。嚴禁在此過程中吊放塔吊上的任何材料。當實際條件不滿足連接“上拉桿”時，腳手架可搭設最高高度為13米，當懸挑層上層的混凝土強度滿足規定后，就要盡早裝好上拉桿組，同時迅速將“上拉桿”調節至受力狀態，即可繼續向上搭設腳手架。在超長懸挑梁處，搭設腳手架前應提前將下支撐桿安裝好并調節至受力狀態。

結論：

新型懸挑式腳手架施工工藝流程簡單，不破壞樓體構件，不占用樓內空間，安裝連接件大部分為預埋件，拆卸方便。與傳統腳手架進行對比，根部受力更加明確及合理，由純懸挑結構改為穩定的三角支撐結構，通過螺栓與邊框梁鉸接，將腳手架偏心產生的彎矩轉換為拉力與壓力。新型懸挑式腳手架與傳統腳手架相比，更能滿足“綠色建筑”理念的要求，必將是未來發展的新趨勢。

參考文獻：

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