型鋼懸挑式鋼管外腳手架在高層建筑中的應用研究

摘" 要：為保證高層建筑的施工安全，結合高層建筑的設計圖紙，完成懸挑腳手架腳手技術設計。型鋼懸挑式腳手架的搭設高度和跨度對施工安全有很大的影響，為了保證高層建筑的施工安全，需要對腳手架的技術參數(shù)進行合理性分析，選擇合理的施工設備后，按照施工標準完成懸挑腳手架施工。測試結果顯示，懸挑腳手架的施工效果良好，其抗彎強度和整體穩(wěn)定性結果均在設計范圍內，均小于120 N/mm2，滿足工程需求，為今后行業(yè)從業(yè)者提供有價值的參考。

關鍵詞：型鋼懸挑式鋼管外腳手架；高層建筑；強度驗算；荷載；抗彎強度

中圖分類號：TU731.2" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）36-0177-05

Abstract： In order to ensure the construction safety of high-rise buildings， the technical design of cantilever scaffolds is completed based on the design drawings of high-rise buildings. The erection height and span of section steel cantilever scaffolds have a great impact on construction safety. In order to ensure the construction safety of high-rise buildings， it is necessary to conduct a reasonable analysis of the technical parameters of scaffolds， select reasonable construction equipment， and complete the cantilever scaffold construction in accordance with construction standards. The test results show that the construction effect of the cantilever scaffold is good， and its flexural strength and overall stability results are within the design range， both less than 120 N/mm2， which meets the engineering needs and provides a valuable reference for future industry practitioners.

Keywords： steel cantilever steel pipe external scaffold; high-rise building; strength checking; load; flexural strength

高層建筑施工面臨著高空作業(yè)多、安全風險大等挑戰(zhàn)，懸挑腳手架的出現(xiàn)為這些問題提供了有效的解決方案。

懸挑腳手架是一種常見的支撐和施工輔助工具[1-6]，其適應高層建筑高度大、垂直運輸距離長的特點，懸挑腳手架挑梁固定在建筑結構上，提供可以承受施工載荷的平臺，使工人在高空作業(yè)時有了可靠的安全保障，確保施工過程的順利進行[7]。型鋼懸挑式鋼管腳手架在高層建筑施工中應用時，主要通過懸挑結構將荷載傳遞至建筑結構，因此其懸挑結構的剛度、強度依據(jù)穩(wěn)定性等直接影響懸挑結構的應用性能[8-10]。

以廈門市翔安區(qū)嘉美B1-14地塊工程項目為例，1-1#樓～1-3#樓五層以上采用型鋼懸挑式腳手架，設計型鋼懸挑式腳手架參數(shù)并完成其施工，以此保證腳手架的應用效果。

1" 工程概況

1#樓為商業(yè)、SOHO辦公。其中1#樓分為1-1#、1-2#、1-3#、1-4#及裙房，共5個部分，其中裙房1—3層，建筑高度8.4～24.0 m；1-1#、1-2#、1-3#樓均為4—22層，建筑高度101.50 m（規(guī)劃高度），功能為商業(yè)辦公樓；1-4#樓為3層，建筑高度29.1 m，功能為商場。

總建筑面積：115 633.12 m2，其中地上建筑面積：95 575.00 m2。建筑層數(shù)為地上1—22層，建筑高度：5.70～101.50 m（含女兒墻高度），地下4.2～5.1 m。具體見表1。

1-1#樓—1-3#樓五層以上采用型鋼懸挑式鋼管腳手架，分段為：①5—9層（腳手架高度為21 m）；②10—14層（腳手架高度為21 m）；③15—19層（腳手架高度為21 m）；④19層以上（腳手架高度為17.8 m）。因為主體的外圍是框架結構，在轉角的地方框架柱鋼筋比較密集。為了不影響結構安全，同時方便腳手架施工，把此處的型鋼預埋在結構柱內。并且要設置兩道鋼絲繩，外側使用直徑為15.5 mm的鋼絲繩，內側使用直徑為14 mm的鋼絲繩。其中外側鋼絲繩用于計算相關數(shù)據(jù)，內側鋼絲繩僅作為安全儲備，不參與計算。而其他部位設置一道直徑為14 mm的鋼絲繩，這道鋼絲繩同樣作為安全儲備，不參與計算。

2" 型鋼懸挑式鋼管腳手架施工應用

2.1" 型鋼懸挑式鋼管腳手架荷載取值荷載取值見表2。

2.2" 型鋼懸挑式鋼管腳手架設計

1-1#樓—1-3#樓五層以上采用型鋼懸挑式鋼管腳手架，分段為：①5—9層（腳手架高度為21 m），在五層采用16#“工”字鋼作為底座，預埋懸挑系統(tǒng)；②10—14層（腳手架高度為21 m），在10層采用16#“工”字鋼作為底座，預埋懸挑系統(tǒng)；③15—19層（腳手架高度為21 m），在15層采用16#“工”字鋼作為底座，預埋懸挑系統(tǒng)；④19層以上（腳手架高度為17.8 m），在19層采用16#“工”字鋼作為底座，預埋懸挑系統(tǒng)。型鋼懸挑式鋼管腳手架基本參數(shù)見表3。

2.3" 施工步驟

2.3.1" 型鋼懸挑式鋼管腳手架搭設步驟

1）架子搭設前，根據(jù)建筑物的結構型式、高度及架子的使用要求，確定架子的搭設形式。并對材料、工具、鋼管、扣件進行檢查。

2）在相應層采用16#“工”字鋼作為底座，預埋懸挑系統(tǒng)。

3）在建筑物樓層當中，針對腳手架立桿做3道預埋設置。其中有一道預埋需放置在距離外墻面0.1 m的位置；第二道預埋則設置在距離外墻面2.0 m的位置；第三道預埋處于第一道和第二道之間，與第二道的距離是0.2 m。預埋使用直徑為16 mm的U型環(huán)，同時要保證它在混凝土中的錨固長度不少于20倍鋼筋直徑（d為鋼筋直徑）。型鋼懸挑梁通過雙螺母與螺栓角鋼壓板連接的方式固定于建筑結構，角鋼規(guī)格是63 mm×63 mm×6 mm，如圖1所示。

當懸挑梁錨固點位于樓板上，且結構板厚度小于12 cm時，在錨固點樓板底筋的上方局部增加鋼筋網片來進行加固，如圖2所示。

4）16#“工”字鋼伸進樓層的長度不得低于1.9 m，從樓層挑出的長度要大于等于1.2 m。在其伸入樓層的部分，利用直徑16 mm的U型環(huán)在距離墻面0.1、1.8與2.0 m處進行鎖緊操作。

5）需要在立桿底部設置掃地桿，且掃地桿從鋼梁往上的距離需小于等于200 mm。

6）在完成立桿的豎直工作后，根據(jù)步高來裝配縱向水平桿與橫向水平桿。每一個主節(jié)點的位置都必須配備一根橫向水平桿，而且該橫向水平桿的兩端要通過十字扣件固定在立桿之上。

7）縱向水平桿需要利用對接扣件來連接，它的接頭不能在同一跨里，相鄰接頭要相互錯開500 mm或者更遠的距離。如果使用旋轉扣件進行搭接，那么搭接長度得大于1 000 mm，并且要按照相同的間距使用3個扣件進行搭接。縱向水平桿的步高為1.8 m，在架子外側要設置高度分別是0.6 m和1.2 m的防護欄桿。

8）擰扣件螺栓要松緊適度，擰得不緊容易使桿件滑脫，擰得太緊會使扣件斷裂，要求扣件扭力距控制在40～65 N·m。

9）在扣件使用期間，需要時常對扣件進行檢查，查看其是否有松動的情況。一旦發(fā)現(xiàn)扣件松動，就應該立刻進行緊固處理。

10）立桿在縱向的間距是1.5 m，橫向間距l(xiāng)b為0.8 m，步高為1.8 m。

11）在操作層橫向水平桿上設置鋪榀橫桿，考慮腳手架的防火要求，腳手板盡量采用寬度1 000 mm規(guī)格鋼筋焊接的鋼筋網腳手板。因鋼筋網腳手板有空隙，應在懸挑底座采用硬材料進行防護，防止雜物掉落。本方案所采用的鋼筋網片腳手板設置在鋪榀橫桿上，四角采用16#的鐵絲與縱向水平橫桿綁扎牢固。

12）腳手架在端部、斷口處及腳手架與施工電梯平臺等間斷位置應設置扶手欄桿、橫向斜撐、掛設密目安全網封閉。

13）腳手架在外立面整個長度和高度上連續(xù)設置剪刀撐，每道剪刀撐跨立桿5～7根之間。斜角地面成45～60°夾角。剪刀撐與每立桿相交點采用旋轉扣件扣接在立桿或橫向水平桿的伸出端上。

14）立面圍護采用密目安全網，并用網繩與大橫桿綁扎牢固。型鋼底部腳手架與建筑物空隙采用安全平網兜底。

2.3.2" 連墻件的安裝

腳手架和建筑物相互連接，如此一來，不但能夠避免由于風荷載而引發(fā)的向內或者向外傾翻之類的事故，而且還可以作為架體的中間約束條件。這樣的話，立桿的計算長度會有所減小，其承載能力也會隨之提升，進而保障腳手架整體的穩(wěn)定性。

1）連墻件需以梅花型的方式進行布置，布置時應貼近節(jié)點，偏離主節(jié)點的距離需控制在300 mm以內。

2）連墻件的設置需要滿足每一層每三跨設置一處的要求。在設置的時候不可隨意進行，務必嚴格依據(jù)規(guī)定來操作。并且，連墻件需要和建筑結構緊緊地拉接在一起，保證其牢固性，如此才能使連墻件對腳手架穩(wěn)定性起到有效保障作用。

3）在開展腳手架搭設工作期間，應該使連墻件與其他桿件一同進行搭建；在腳手架投入使用的過程中，嚴禁拆除連墻桿。

本工程主樓標準層層高4.2 m，為安全考慮，在結構柱離樓板2.1 m處進行抱柱增設連墻件，拉結方法如圖3所示。

2.4" 腳手架檢查與驗收

架子搭設完畢，在投入使用前，應逐層由項目負責人、項目技術負責人、專項施工方案編制人員、專職安技人員和架子班組以及有關專業(yè)人員一起組織驗收。驗收時，必須有主管審批架子施工方案一級的技術和安全部門參加，并填寫驗收單。

驗收時，要檢查架子所使用的材料、配件、工具是否符合現(xiàn)行國家和部頒標準。

2.4.1" 鋼管

應有產品質量合格證；應有質量檢驗報告，鋼管材質檢驗方法應符合現(xiàn)行國家標準GB/T 228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》的有關規(guī)定，其質量應符合《規(guī)范》第3.1.1條的規(guī)定；鋼管表面應平直光滑，不應有裂縫、結疤、分層、錯位、硬彎、毛刺、壓痕和深的劃道。

鋼管尺寸允許偏差見表4。

2.4.2" 扣件

扣件應有生產許可證、法定檢測單位的測試報告和產品質量合格證。當對扣件質量有懷疑時，應按現(xiàn)行國家標準GB 15831—2023《鋼管腳手架扣件》的規(guī)定抽樣檢測；新、舊扣件均應進行防銹處理；扣件的技術要求應符合現(xiàn)行國家標準GB 15831—2023《鋼管腳手架扣件》的相關規(guī)定。

扣件進入施工現(xiàn)場應檢查產品合格證，并應進行抽樣復試，技術性能應符合現(xiàn)行國家標準GB 15831—2023《鋼管腳手架扣件》的規(guī)定。扣件在使用前應逐個挑選，有裂縫、變形、螺栓出現(xiàn)滑絲的嚴禁使用。

3" 結論

由于型鋼懸挑式腳手架的構造特點和施工環(huán)境的復雜性，導致其存在著一定的安全風險，因此在進行型鋼懸挑式腳手架搭設施工時，必須采取有效的安全措施和防范措施，確保施工過程的安全可靠。型鋼懸挑式鋼管腳手架施工技術是高層建筑施工中的一個不可或缺的重要技術，它可以有效地提高施工效率、減少施工成本、解決施工安全問題。

本文以實際工程案例為依托，研究其在高層建筑施工中的關鍵步驟以及進度流程，并分析其施工應用性能。計算結果證明該方法的應用性能較好，穩(wěn)定性較高，滿足高層建筑的施工需求。

參考文獻：

[1] 田玉濤.新型懸挑腳手架在高層建筑中的應用研究[J].磚瓦，2023（12）：147-150.

[2] 徐永凱，羅沖，朱國忠，等.高層建筑懸挑支模腳手架及施工平臺的設計與抗傾覆動力分析[J].中國高新科技，2023（6）：24-27，61.

[3] 饒方明，吳志剛.高層建筑中懸挑式腳手架施工與安全技術分析[J].工程建設與設計，2022（22）：207-210.

[4] 耿大將，龍敏健，金學勝，等.三種典型懸挑腳手架支撐體系的對比分析[J].河南科學，2021，39（12）：1954-1962.

[5] 李翔，呂祥冰，許旭東，等.新型拉桿式懸挑架的應用及安全性能力學研究[J].安徽建筑，2020，27（11）：69-71.

[6] 焦萬榮.懸挑腳手架在高層建筑施工中的應用[J].施工技術，2024（6）：140-143.

[7] 袁欣欣.基于MATHCAD的型鋼懸挑腳手架穩(wěn)定性的計算方法[J].黑龍江科學，2024，15（8）：157-164.

[8] 李源.均布荷載下鋼管腳手架承載力的試驗研究[J].四川建筑，2024，50（6）：75-79.

[9] 王炬亮.建筑工程施工中腳手架施工安全問題探究[J].施工技術，2024（11）：112-114.

[10] 張紅霞，劉劍，陳崇德.胡家灣渡槽拱圈腳手架支撐結構設計[J].水利技術監(jiān)督，2024（6）：267-271.