型鋼懸挑腳手架在建筑工程中的設計與應用

陜西建工集團總公司 西安 710003

型鋼懸挑腳手架具有投入低、周轉快、搭設量小、節(jié)約工期等諸多優(yōu)點，在工程中的應用較為頻繁。根據《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》（JGJ 130—2011）和《建筑施工安全檢查標準》（JGJ 59—2011）中的相關構造，常用雙排腳手架的立桿縱距在1.2～2.0 m之間；懸挑鋼梁的固定段長度不應小于懸挑長度的1.25 倍。但有時受到工程設計或特殊部位的影響，能夠滿足施工的腳手架參數會突破上述尺寸限制，需根據實際情況進行設計計算，以滿足施工需要并確保安全。

1 工程概況

某工程位于西安市南二環(huán)東段，是一幢地下2 層，地上9 層的辦公樓。工程東西長156 m，南北寬28.2 m。建筑面積58 520 m2，屋面結構高42.90 m，地下室埋深11.40 m，1、2層層高為5.10 m，3～7層層高為4.20 m，8、9層層高為4.80 m。框架剪力墻結構，柱間距以8.4 m為主。

2 腳手架方案選擇與設計[1,2]

2.1 腳手架方案選擇

工程中常用的腳手架類型一般為落地式腳手架、懸挑式腳手架和附著式升降腳手架。因考慮建筑物高度較高而層數較少，本工程選擇型鋼懸挑腳手架。

該工程地下室部分為落地式腳手架，為加快鋼管和扣件的周轉，并為室外回填創(chuàng)造條件，上部主體結構施工用的型鋼懸挑腳手架需要盡早搭設。但若從首層搭設，架體底部反而會因高度不足影響到回填施工，對樓內的人員物料進出和沉降觀測工作也會帶來不便，再加之施工現場極其狹小，后期裝飾裝修中需要大量的材料放置于樓內，綜合考慮各方因素后，確定型鋼懸挑腳手架從2層開始搭設。

考慮上部鋼結構操作專用架后期的搭設位置，本架體分3 次懸挑，型鋼分別置于2、5、8層，每挑架體高度分別為13.5 m、12.6 m和11.1 m。

2.2 腳手架方案設計

2.2.1 標準跨設計

工程建筑外圍混凝土造型柱比較多，寬度有1.2 m和0.4 m兩種，如圖1（a）所示。混凝土墻柱采用大鋼模板，型鋼需離開構件0.3 m以上才不會影響模板的吊裝作業(yè)，則要求型鋼有較大的間距；架體要滿足結構和裝飾施工需要，則要求型鋼要有較大的懸挑長度。經論證和綜合考慮后，在標準跨（8.4 m）布置4 根長4.5 m的16#工字鋼，固定段長2.5 m，懸挑段長度2 m，工字鋼間距2.1 m。工字鋼的平面布置如圖1（b）所示。

2.2.2 出入口跨設計

在建筑東西山墻的中跨出入口上方因設計有較高的鋼結構玻璃雨棚，2層混凝土梁板內收3 m，3層以上又恢復原位，增加的混凝土造型柱寬度為1.3 m。故根據混凝土結構設計情況，2層工字鋼的平面布置如圖2（a）所示，在此跨布置5 根長6 m的16#工字鋼，在框架柱之間增加2 根20#槽鋼作為工字鋼的支撐點。5層、8層工字鋼的平面布置如圖2（b）所示，布置5 根長4.5 m的16#工字鋼。

圖1 標準跨方案設計

圖2 山墻出入口跨方案設計

根據圖2（a）設計情況，為提高20#槽鋼的承載力，在其下方增設鋼管斜支撐，如圖3所示。

2.2.3 陽角設計

在建筑陽角部位因設計有樓梯和電梯間，為不影響疏散通行和電梯安裝，其方案如圖4所示進行設計。結構外寬700 mm的混凝土挑板厚200 mm，為后期填充墻、外墻石材的承力點，經設計計算，可以用作工字鋼的錨固和支撐。在剪力墻施工時墻內預留150 mm×200 mm的洞口，洞下部的框架梁上預埋鋼板，與工字鋼尾部進行焊接。陽角部位內外立桿下均加設鋼絲繩，并使鋼絲繩參與受力計算。

型鋼之間的鋼筋抱箍設計如圖5所示，委托場外加工制作。

2.2.4 腳手架參數設計

型鋼懸挑腳手架立桿直接支承在工字鋼梁上。在鋼梁面焊接長50 mm、φ20 mm以上的鋼筋頭，立桿立于其外以防鋼管滑移。腳手架立桿縱距為2.1 m，橫距0.9 m，步距1.8 m，連墻件間距豎向同層高，水平向為4.2 m。里立桿距建筑結構外皮為1 m。構造如圖6所示。

經計算，鋼管的強度、穩(wěn)定性、型鋼和鋼絲繩的承載力均滿足要求。

圖3 2層山墻出入口支撐設計

圖4 陽角工字鋼布置平面示意

圖5 抱箍安裝示意

3 施工要點[3-5]

3.1 鋼筋拉環(huán)的埋設

圖6 腳手架構造示意

鋼筋拉環(huán)按架體工字鋼布置平面圖分別在2層、5層和8層所示位置埋設，在樓板上預埋3 根φ16 mm鋼筋作鋼梁固定。鋼筋拉環(huán)必須與樓板底筋綁扎牢固，不得歪斜。施工中應特別注意個別厚度較大部位樓板處鋼筋拉環(huán)的外露高度應控制好。

3.2 預埋鐵件安裝

柱側鐵件：在1層框架柱鋼筋綁扎完后，將加工好的鐵件綁扎固定于柱鋼筋上，保證鋼板面與柱混凝土面平齊。

梁面鐵件：在2、5、8層陽角梁鋼筋綁扎后，將加工好的鐵件綁扎固定于相應位置梁面鋼筋上，保證鋼板面與梁混凝土面平齊。

3.3 槽鋼安裝

在2層結構邊梁側模拆除后，借助模板的滿堂架利用塔吊將槽鋼吊平放到位，兩端與柱內埋設的鐵件進行施焊。再將鋼管斜撐按圖31）進行焊接。

3.4 工字鋼梁安裝

根據鋼梁平面布置位置在樓面安裝工字鋼梁，鋼梁安裝時，先將鋼梁擺正、擺平穩(wěn)，在臨邊端部的型鋼下設墊板（邊長100 mm，厚度18 mm）使懸挑端略微向上，然后按要求固定好。注意鋼梁與鋼筋拉環(huán)之間必須等結構梁板混凝土達到3 d強度以后方可用木楔進行三面（型鋼的兩側及頂面）楔緊。

陽角部位應先預挑架體，待剪力墻模板拆除后才能安裝工字鋼。2.5 m和2.8 m工字鋼按圖4中埋設的鋼筋拉環(huán)和剪力墻上的預留孔洞位置進行安裝，并在長2.8 m工字鋼上擱置長5.5 m工字鋼，上下工字鋼之間用鋼筋抱箍連接固定，如圖5。

3.5 鋼絲繩張拉

鋼絲繩選用6×19+1，公稱抗拉強度1 700 MPa，φ14 mm。平直段每根型鋼外立桿下各設1 條鋼絲繩進行斜拉，陽角部位每根型鋼下各設2 條鋼絲繩進行斜拉。鋼絲繩下端固定于型鋼上每道立桿的底部，上端固定于上層結構梁板孔洞中。鋼絲繩端頭采用4 個配套繩夾壓結。

3.6 連墻措施

腳手架連墻件應靠近主節(jié)點設置，偏離主節(jié)點的距離≤300 mm，應優(yōu)先采用菱形布置，局部再采用矩形布置。連墻件中的錨固采用長400 mm短鋼管于每層結構梁板中預埋（外露150 mm，埋入混凝土內250 mm）。避開后澆帶、施工電梯、卸料平臺、塔吊附墻等部位，并應滿足每根連墻件的覆蓋面積不超過40 m2。連墻件中的連墻桿應呈水平設置，當不能水平設置時，應向腳手架一端下斜連接。局部埋置連墻困難或效果不佳時可采用鋼管抱柱方式進行加強，抱柱部位以不影響后期施工為宜。

3.7 剪刀撐

架體外側從下到上滿設剪刀撐，桿件接長采用搭接方式，搭接長度≥1 m，并應采用不少于2 個旋轉扣件固定。

4 結語

1）本設計中立桿的縱距較大，但通過設計和施工過程控制，能夠滿足施工安全，節(jié)省鋼管和型鋼；陽角部位讓鋼絲繩參與架體受力計算，減少了樓內的錨固長度，不影響電梯安裝和樓梯間通行，且節(jié)省型鋼，經濟效益可觀。

2）型鋼間距每跨相同，有利于鋼筋拉環(huán)的埋設和檢查，加快結構施工進度；山墻出入口的支撐設計舍棄了常規(guī)滿堂架支撐方式，為后續(xù)工程的施工和材料進出帶來了極大的便利，工期效果明顯。