螺栓固定式型鋼懸挑腳手架在高層建筑中的應用

朱峰

摘 ? ?要：針對普通懸挑腳手架存在的不足，結合工程實例將型鋼用高強螺栓錨固在結構上，用上懸斜拉桿將型鋼端部與建筑物連接起來的施工方法，通過計算驗證穩定性和可靠性。高強螺栓型鋼安裝和拆卸便捷，施工生產效率高;高強螺栓和型鋼重復利用率高，材料投入少、成本低;穩定性和可靠性高;避免影響懸挑層后續施工，保證施工工期，適合作為高層建筑施工外防護腳手架的施工方法推廣和應用。

關鍵詞：螺栓固定式;懸挑腳手架;重復利用

1 ?引言

隨著建設工程行業的發展，高處墜落已經成為建筑行業高發風險，做好建筑物的防護是亟待解決的問題。傳統的懸挑式腳手架存在一些通病：在剪力墻位置需要預留洞口，框架柱位置需要對型鋼的布局進行調整，型鋼錨固端長度不小于1.25倍懸挑端長度，浪費大量型鋼;型鋼錨固端U型鋼筋拉環預埋容易移位，安全隱患大，無法重復使用;型鋼不耐水平方向受力;影響懸挑樓層錨固區域的后續施工;型鋼的安、拆風險大，鋪設時間長等。高強螺栓固定式型鋼懸挑腳手架是一種通過高強螺栓將型鋼的根部與結構邊梁、剪力墻固定，再通過斜拉桿上懸斜拉的施工方法，架體均位于樓棟外側，不影響懸挑層后續施工，無需留置穿墻洞口，減少結構損傷和外墻滲漏;螺栓、型鋼拆除后可重復利用;型鋼的總長度僅比懸挑長度多10cm，減少型鋼用量，便于安裝和拆除，加快了施工進度。通過在工程實例中的應用，懸挑部位主體結構未出現開裂、損壞現象，結構體系安全、穩定。

2 ?工程概況

某工程的7棟高層4層以下外腳手架采用落地式腳手架，4層以上外腳手架采用螺栓固定式型鋼懸挑腳手架，各樓棟標準層層高3m。

3 ?主要的施工方法和工藝

3.1 ?埋設塑料套管

將內徑別高強螺栓直接大2mm的定型塑料套管（可以確保兩個高強螺栓的孔距）預埋到懸挑樓層的主體結構。預埋塑料套管時要彈水平線（懸挑層結構板上標高下18cm為螺栓洞中心位置），確保塑料套管預埋在統一的高度。根據方案設置塑料套管的水平距離，將塑料套管與結構鋼筋固定好，防止混凝土振搗時塑料套管移位。

3.2 ?懸挑型鋼梁

因為工字鋼的力學性能好，穩定性高，選取16#工字鋼作為型鋼主梁。型鋼長度為腳手架外立桿到結構邊緣的距離加上10cm，在型鋼上設置立桿的位置焊接一定長度的直徑Φ20的鋼筋，防止腳手架立桿移位。

3.3 ?連接鋼板

選取厚度10mm的Q235鋼板與型鋼連接，通過高強度螺栓將連接鋼板和主體結構錨固，鋼板和螺帽之間設置5mm的彈簧墊片，并采用雙螺帽擰緊。

3.4 ?鋼梁安裝

（1）在混凝土達到一定強度后拆除模板，將塑料套管找出并清理干凈螺栓孔，檢查型鋼安裝的界面是否平整，不平整的界面需要修整，平整的接觸面有利于連接鋼板和結構面充分接觸，保證受力均勻。（2）采用兩個高強螺栓（8.8級M20）將型鋼根部和主體結構固定。由于安裝型鋼時上層主體結構施工未完成，此時型鋼懸挑端擱置在下一部的腳手架之上。懸挑型鋼在腳手架安裝后一般會出現梁頭下垂的現象，解決的方法是型鋼錨固端低于外端2cm。

3.5 ?水平聯梁安裝

全部采用型鋼懸挑時，主體結構的陽角位置的腳手架立桿懸空，所以加設橫向連接的水平聯梁，水平聯梁和主梁焊接牢固，按照設計間距布置立桿，并在立桿的根部焊接一定長度的直徑Φ20的鋼筋，以免立桿移位。

3.6 ?斜拉桿的安裝

（1）懸挑層上層混凝土施工時預埋塑料套管，待結構施工完成后及時安裝斜拉桿。（2）用長度適宜、絲牙相反的兩段斜拉桿和花籃螺絲將懸挑端和上層結構連接，采用一個A8.8M18的高強螺栓將上端斜拉桿與結構錨固，下段斜拉桿與型鋼外端連接，連接后調整花籃螺絲，使其受力均勻。（3）采用雙螺帽將斜拉桿與主體結構連接的高強螺栓擰緊，背部設置5mm厚鋼墊板，鋼板和螺帽之間設彈簧墊片。（4）當懸挑型鋼超過1.5m、懸挑型鋼上設水平聯梁時增加一道斜拉桿。（5）懸挑腳手架每施工10m高，應調節螺栓，保證斜拉桿均勻受力。

4 ?懸挑主梁的驗算

（1）強度驗算。

σmax=Mmax/W=2.8×106/141000=20.1N/mm2≤[f]=215N/mm2

（2）抗剪驗算。

τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=

9.5×1000×[88×1602-（88-6）×140.22]/（8×11300000×6）=11.2N/mm2

τmax=11.2N/mm2≤[τ]=125N/mm2

（3）撓度驗算。

νmax=0.1mm≤[ν]=2×lx/250=2×1200/250=9.6mm

（4）懸挑主梁整體穩定性驗算。

主梁軸向力：

N=|[（-（-NSZ1））]|/nz=|[（-（-6.9））]|/1=6.9kN

壓彎構件強度：

σmax=Mmax/（γW）+N/A=2.8×106/（1.1×141×103）+6.9×103/2610

=21.8N/mm2≤[f]=215N/mm2

受彎構件整體穩定性分析：

查表GB 50017—2014《鋼結構設計規范》得[Φ]b'值為0.9。

σ=Mmax/（[Φ]bWx）=2.8×106/（0.9×141×103）=21.6N/mm2≤[f]=215N/mm2

經過計算得出懸挑主梁符合要求。

5 ?螺栓固定式型鋼懸挑腳手架的優勢分析

（1）與普通懸挑腳手架相比螺栓固定式型鋼懸挑腳手架節省1/2以上的型鋼，且拆除后可直接使用，節省制作成本。（2）所需型鋼長度相對較短，便于施工，降低施工風險，拆除后易存放。（3）只需要預留螺栓孔，無需在結構上預留較大孔洞，減少外墻滲漏的風險。（4）未占用懸挑層樓層空間，方便后期施工。

6 ?結束語

該腳手架施工和使用中，懸挑部位主體結構未出現開裂、損壞現象，結構體系安全、穩定。螺栓型鋼懸挑腳手架的定型化選材，安拆簡單易操作，材料可回收率高、周轉率高，節省施工生產成本，在施工作業和安拆過程中表現優良，不影響懸挑層的后續施工，可推廣性高，具有良好的應用價值。

參考文獻：

[1] 海中.探析螺栓固定式斜拉懸挑腳手架施工技術[J].建材與裝飾，2015（48）：39～40.

[2] 馮新林，汪定益，顧金英等.新型螺栓工具式懸挑腳手架的制作方法：CN203547101U[P].2014-04-16