新型懸挑式腳手架的研究與應(yīng)用

劉琦

【摘要】傳統(tǒng)腳手架無論在施工工藝還是經(jīng)濟(jì)效益方面都存在很大的弊端，隨著“綠色建筑”環(huán)保理念的深入貫徹，以往傳統(tǒng)工藝技術(shù)的腳手架在應(yīng)對新時代建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)已越來越吃力。新型懸挑式腳手架采用梁側(cè)全預(yù)埋安裝搭設(shè)裝置技術(shù)，在保證安全生產(chǎn)的前提下，完美契合當(dāng)今建筑行業(yè)的環(huán)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(yù)埋連接技術(shù)，對樓體結(jié)構(gòu)不造成破壞。

【關(guān)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(fā)相關(guān)規(guī)定禁止使用門式鋼管腳手架，一種新型懸挑式腳手架應(yīng)運而生。將梁側(cè)全預(yù)埋安裝搭設(shè)裝置技術(shù)應(yīng)用于懸挑式腳手架上，是城鄉(xiāng)建設(shè)科技發(fā)展重點技術(shù)領(lǐng)域下的高效施工技術(shù)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(tǒng)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(yōu)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(jìn)行，大幅度提高施工的效率;4.傳統(tǒng)施工工藝需要現(xiàn)場進(jìn)行焊接切割等工藝，現(xiàn)在不用再在現(xiàn)場進(jìn)行此類工藝從而降低發(fā)生火災(zāi)的概率。這種全新的安裝搭設(shè)方式，可以切實高效的保證施工的質(zhì)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(tǒng)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(cè)全預(yù)埋安裝搭設(shè)裝置。如下圖1所示：

當(dāng)梁外側(cè)無懸挑板時，內(nèi)立桿與外墻間距300mm，內(nèi)、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(dāng)梁外側(cè)有600mm凸窗板，內(nèi)立桿與外墻間距900mm，內(nèi)、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(wěn)定結(jié)構(gòu)體系，保證腳手架不發(fā)生傾覆側(cè)翻。

2.2上拉加斜撐式

當(dāng)梁外側(cè)有>600mm凸窗板，內(nèi)立桿與外墻間距>1020mm，內(nèi)、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(shè)斜支撐桿”方式搭設(shè)。

通過增設(shè)受壓撐桿與上拉斜桿共同工作，承擔(dān)因偏心距增大產(chǎn)生的傾覆向下分力，保證腳手架基礎(chǔ)處的平外內(nèi)外穩(wěn)定。

3、與傳統(tǒng)腳手架對比

3.1傳統(tǒng)腳手架的局限性

傳統(tǒng)懸挑型鋼梁的特點是：1需要穿過建筑物的外墻進(jìn)而伸入室內(nèi)，最終鋪設(shè)在主體結(jié)構(gòu)樓面之上，2使用3個U型預(yù)埋件錨固在樓面梁及樓面板之上。由于伸入室內(nèi)的型鋼梁布局復(fù)雜，且有些房間建筑面積較小，對室內(nèi)建筑垃圾清理造成了阻礙，同時影響相關(guān)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(gòu)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(huán)進(jìn)行現(xiàn)場切割，拆除后應(yīng)進(jìn)行孔洞修補(bǔ)、補(bǔ)貼瓷磚，增加了施工時間。傳統(tǒng)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(qū)很多，存在很大的安全隱患。當(dāng)型鋼梁貫穿樓梯間時，對施工人員行走造成障礙，容易發(fā)成“碰頭事故”。斜拉繩上端固定環(huán)拆除時，需現(xiàn)場切割，且不可回收重復(fù)使用。

3.2新型懸挑式腳手架優(yōu)勢

新型懸挑式腳手架不用穿越墻體進(jìn)行安裝，所以不會對混凝土墻、板等結(jié)構(gòu)造成損壞，可以有效杜絕外墻滲漏水現(xiàn)象，從而保證主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)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(nèi)沒有型鋼梁妨礙建筑垃圾清理及相關(guān)工作人員通行，各種施工工序可交叉同時進(jìn)行，施工現(xiàn)場環(huán)境簡潔、美觀。懸挑型鋼梁與建筑物主體結(jié)構(gòu)的固定是采用可拆式預(yù)埋高強(qiáng)螺栓，型鋼梁拆除后，預(yù)埋螺栓還可回收重復(fù)使用。與傳統(tǒng)做法的懸挑型鋼梁對比，既節(jié)省型鋼及U型預(yù)埋件，又可以減少拆除傳統(tǒng)型鋼和預(yù)埋件后所需的切割、補(bǔ)砌筑等環(huán)節(jié)的時間和費用。懸挑梁斜拉桿上端與建筑物主體結(jié)構(gòu)的固定是采用可拆式預(yù)埋高強(qiáng)螺栓環(huán)，腳手架拆除后、可簡便的拆除拉環(huán)，外墻各種施工工序可高效進(jìn)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(nèi)，可不必再另外采用木模配合，有效杜絕炸?，F(xiàn)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(gòu)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(qiáng)板、U型上拉件、下?lián)渭Ｐ崩瓧U由直徑20mm鍍鋅圓鋼拉桿、封閉式可調(diào)節(jié)花藍(lán)及絲牙保護(hù)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(diào)節(jié)套管組成。當(dāng)下支撐桿安裝調(diào)整至受力狀態(tài)后，應(yīng)及時用膠帶將“調(diào)節(jié)套管”包扎好，以防與混凝土粘結(jié)。

4.2預(yù)埋體系

預(yù)埋件分兩種型號：長度為180mm預(yù)埋件的用于懸挑梁與建筑結(jié)構(gòu)連接處;長度為150mm的預(yù)埋件用于上拉桿及下?lián)螚U與建筑結(jié)構(gòu)連接處。安裝螺桿配套專用的“臨時固定螺桿”，用于確?；炷翝仓^程中預(yù)埋件不會產(chǎn)生偏位。預(yù)埋件安裝時，應(yīng)確保預(yù)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(yù)埋件的管內(nèi)部，預(yù)埋件安裝完畢后，混凝土振搗澆搗時，嚴(yán)禁振動棒直接與預(yù)埋件接觸，以確保預(yù)埋件不被損壞或發(fā)生偏移。

5、高強(qiáng)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(zhuǎn)動，從而使兩個螺栓受拉。彎矩產(chǎn)生的壓力有加勁肋所在一側(cè)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(zhuǎn)動邊緣的距離y成正比。外力產(chǎn)生的彎矩與兩個螺栓承受的彎矩平衡。

5.2計算過程

假設(shè)每個高強(qiáng)螺栓所受彎矩產(chǎn)生的拉力為Nt，螺栓桿中心到轉(zhuǎn)動點距離y=215mm，則有：

6、施工步驟

6.1預(yù)埋

以“懸挑梁布置圖”為參考，對各號棟樓進(jìn)行預(yù)埋。如有超長懸挑梁（大于2400mm），需在“懸挑梁布置圖”中注明增設(shè)下支撐桿，在懸挑層的下層提前設(shè)置“下支撐桿”的預(yù)埋件。每根懸挑梁在外側(cè)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?；炷翝仓^程中預(yù)埋件不會產(chǎn)生偏位。預(yù)埋件安裝時，需確保預(yù)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(yù)埋件的管內(nèi)部。現(xiàn)場預(yù)埋時，務(wù)必確保同根懸挑梁的兩個預(yù)埋件在同一個水平線上。

6.2搭設(shè)腳手架

混凝土達(dá)到12MPa或規(guī)定要求后，便可以進(jìn)行搭設(shè)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(yán)禁在此過程中吊放塔吊上的任何材料。當(dāng)實際條件不滿足連接“上拉桿”時，腳手架可搭設(shè)最高高度為13米，當(dāng)懸挑層上層的混凝土強(qiáng)度滿足規(guī)定后，就要盡早裝好上拉桿組，同時迅速將“上拉桿”調(diào)節(jié)至受力狀態(tài)，即可繼續(xù)向上搭設(shè)腳手架。在超長懸挑梁處，搭設(shè)腳手架前應(yīng)提前將下支撐桿安裝好并調(diào)節(jié)至受力狀態(tài)。

結(jié)論：

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

參考文獻(xiàn)：

[1]駱駿，余政兵.懸挑腳手架對建筑結(jié)構(gòu)的影響分析[J].重慶建筑，2011.

[2]高樹鵬.型鋼懸挑腳手架在工程中的應(yīng)用技術(shù)[J].建筑監(jiān)督檢測與造價，2014.

[3]陳偉強(qiáng).懸挑式腳手架的施工及相關(guān)問題探討[J].建設(shè)科技，2011（8）.

[4]吳廣文.對建筑施工懸挑式腳手架若干問題的思考[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2016（6）.