高層建筑梁側(cè)懸挑腳手架施工技術(shù)研究
——以和順·沁園春住宅樓施工為例

（安徽水利開發(fā)有限公司，安徽 蚌埠 233000）

梁側(cè)懸挑腳手架是當(dāng)前高層建筑施工中經(jīng)常用到的一種輔助施工技術(shù)，這種施工技術(shù)具有安全性、穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)，能夠確保在施工中的安全。但是，當(dāng)前建筑施工中所應(yīng)用的懸挑腳手架大都是用板面工字鋼搭設(shè)的，利用這一技術(shù)可能會(huì)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)帶來破壞作用，且鋼材投入較大，容易在安拆的過程中出現(xiàn)問題。需要搭配以起重機(jī)，一定程度上會(huì)影響到工程質(zhì)量和效率。但是，梁側(cè)懸挑腳手架在保持了原有腳手架優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，能夠保證結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)節(jié)省鋼材的使用量。將梁側(cè)懸挑腳手架應(yīng)用于高層建筑施工的過程中具有較好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。本文結(jié)合和順·沁園春住宅區(qū)的實(shí)際情況，從兩側(cè)懸挑腳手架的技術(shù)、施工角度進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，分析其在提高施工效率和質(zhì)量過程中的作用。

1 工程概況

和順·沁園春項(xiàng)目總計(jì)8棟單體住宅，1棟幼兒園、1棟社區(qū)用房以及其他小區(qū)附屬設(shè)施，住宅主要有7棟32層、3棟16層、6棟9層、2棟7層。總建筑面積為18.3萬m，其中各樓的高度在23～94.6m。梁側(cè)懸挑數(shù)據(jù)如下表所示。

梁側(cè)懸挑數(shù)據(jù) 表1

2 梁側(cè)懸挑梁腳手架技術(shù)分析

2.1 組成

在施工的過程中，梁側(cè)懸挑梁主要由斜拉環(huán)、短鋼板、工字鋼、螺桿、鋼板等部分組成。在連接方式的選擇上，通常使用固型鋼梁+斜拉桿的方式進(jìn)行連接。對(duì)此，就制作出一種可調(diào)拉桿式懸掛腳手架，這種施工方式主要是在傳統(tǒng)腳手架施工的基礎(chǔ)上，對(duì)于其中的懸挑方式進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，利用可調(diào)拉桿與穿墻螺栓來連接，以此區(qū)別腳手架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 可調(diào)拉桿式懸掛腳手架結(jié)構(gòu)示意圖

在實(shí)際施工的過程中，還需要在剪力墻結(jié)構(gòu)和邊梁之前預(yù)埋套管。將腳手架的型鋼支座穿過套管，并且利用相應(yīng)的螺栓來將其與建筑結(jié)構(gòu)連接起來。同時(shí)，支座的另一端也需要利用相應(yīng)的螺栓與可調(diào)拉桿連接起來。可調(diào)拉桿主要由拉桿和套筒組成。這兩個(gè)組成部分在連接地方的螺紋方向一致，上節(jié)與下節(jié)螺紋方向相反。上節(jié)拉桿主要是利用穿墻螺栓來與建筑結(jié)構(gòu)連接起來，而下節(jié)拉桿主要是利用型鋼支座來連接。其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 力學(xué)分析

2.2.1 有限元分析模型

在施工過程中需要首先利用有限元模型對(duì)施工的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬分析，從而構(gòu)建兩側(cè)懸挑腳手架的三維模型。根據(jù)模型的構(gòu)建，以此來確定混凝土梁或懸挑工字鋼之間的應(yīng)力和位移變化，從而可以分析腳手架是否安全。對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，使其達(dá)到最為安全的狀態(tài)，進(jìn)一步應(yīng)用于施工過程。

圖2 型鋼支座與結(jié)構(gòu)連接詳圖

在選擇模型的過程中，通常使用的是Beam單元來模擬懸挑梁和混凝土梁。在對(duì)結(jié)構(gòu)柱和拉桿的選擇上，通常使用柱單元和索單元進(jìn)行，需要在柱腳位置設(shè)置相應(yīng)的約束條件。最終截面信息與模型如圖3所示。

2.2.2 荷載計(jì)算

在對(duì)腳手架位移進(jìn)行計(jì)算的過程中，可以發(fā)現(xiàn)其工字鋼最大變形是4.6mm。為了能夠有效確保整個(gè)腳手架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要其變形小于2×L/150。經(jīng)過計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)最大變形滿足要求。混凝土梁在拉桿的作用下變形在1.2mm，也能夠符合相應(yīng)要求，這就表明，梁側(cè)懸挑腳手架結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。然而，這一腳手架變形的最大位置在高粱端部，也能夠滿足懸挑梁變形趨勢(shì)要求。這就需要在施工的過程中控制拉桿質(zhì)量。

圖3 有限元分析模型

2.2.3 應(yīng)力

根據(jù)結(jié)構(gòu)剪應(yīng)力圖可以發(fā)現(xiàn)，錨固部位的剪應(yīng)力在16kN左右，這一剪應(yīng)力能夠符合螺栓的相應(yīng)要求。上層混凝土梁在支座處存在最大剪應(yīng)力，在拉桿處約為26.7kN，能夠滿足相應(yīng)的穩(wěn)定性要求。上層混凝土梁應(yīng)力在5N/mm，在強(qiáng)度達(dá)到20MPa時(shí)，可以有效符合施工條件。

2.3 效益分析

若是落地式腳手架搭設(shè)高度小于等于40m，那么懸挑腳手架搭設(shè)高度小于等于20m。高層建筑施工過程中，利用懸挑式腳手架所涉及到的工字鋼數(shù)量較多。常規(guī)板是懸挑端的1.25倍，梁側(cè)懸挑工字鋼能夠有效節(jié)省鋼材將近56%，也因此可以降低生產(chǎn)成本。梁側(cè)懸挑工字鋼能夠省去傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)切割環(huán)節(jié)，防止對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，以此提高工程質(zhì)量，同時(shí)確保施工現(xiàn)場(chǎng)的美觀、平整，不斷提高生產(chǎn)效率。

3 梁側(cè)懸挑腳手架搭設(shè)

在梁側(cè)懸挑腳手架搭設(shè)的過程中需要按照常規(guī)方法搭設(shè)腳手架立桿、水平桿、掃地桿、連墻件。

3.1 立桿搭設(shè)

在實(shí)際對(duì)梁側(cè)懸挑腳手架搭設(shè)的過程中需要首先進(jìn)行立桿搭設(shè)，在雙排腳手架中設(shè)置縱向、橫向掃地桿，并且將其利用連墻件與建筑物連接起來。在連墻件強(qiáng)的設(shè)置中，應(yīng)當(dāng)確保其橫向間距在4.5m，縱向間距在3m。在立桿過程中，相鄰兩根立桿不能再同步中，在同步中設(shè)置立桿需要確保其接頭方向錯(cuò)開，且距離應(yīng)當(dāng)大于500mm。與此同時(shí)，接頭的中心部位應(yīng)當(dāng)距主節(jié)點(diǎn)不能過大，應(yīng)當(dāng)小于步距1/3。

3.2 掃地桿搭設(shè)

在掃地桿搭設(shè)的過程中應(yīng)當(dāng)為懸挑梁配備定位樁，這一定位樁主要是為了方便外力桿插入。然而，針對(duì)于內(nèi)力桿，主要是利用工字鋼焊鋼筋頭的方式插入，并且在插入過后固定桿的位置。與此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)在立桿下方小于200mm的位置安裝縱向、橫向掃地桿，以此可以維護(hù)梁側(cè)懸挑腳手架的穩(wěn)定性。

3.3 縱、橫向水平桿

對(duì)于縱向水平桿應(yīng)當(dāng)確保其在立桿內(nèi)側(cè)，且長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)大于3跨。在連接縱向水平桿時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用對(duì)接的方式，用扣件連接。在對(duì)接時(shí)，需要交錯(cuò)布置扣件，并且確保相鄰兩根水平桿的接頭不能在同跨或同步中。這兩個(gè)接頭在水平方向應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開，且距離大于500mm。這些接頭的中心應(yīng)當(dāng)距主節(jié)點(diǎn)不宜過大，應(yīng)當(dāng)小于縱距的1/3。在縱向水平桿與立桿交點(diǎn)的地方需要設(shè)置橫向水平桿，將這一水平桿的兩端固定，從而維持腳手架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3.4 連墻件搭設(shè)

在連墻件搭設(shè)的過程中通常使用新型連墻件的搭設(shè)方式，利用粗鋼筋來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼管，并且利用十字扣件來實(shí)現(xiàn)鋼管、鋼筋之間的連接。鋼筋型號(hào)通常是直徑為18-22的螺紋鋼，可以將現(xiàn)場(chǎng)鋼筋廢料經(jīng)過加工成Z字形彎折之后，用于連墻件搭設(shè)過程中，如圖4所示。

4 結(jié)語

圖4 現(xiàn)場(chǎng)鋼筋廢料彎折

綜上所述，在當(dāng)前針對(duì)高層建筑測(cè)量懸挑腳手架施工技術(shù)探究的過程中，我們需要避免傳統(tǒng)懸挑工藝的不足，在節(jié)省材料，并且確保結(jié)構(gòu)合理的基礎(chǔ)上，保證懸挑腳手架的完整性，以此不斷提高施工效率，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)前梁側(cè)懸挑腳手架在發(fā)展的過程中向著綠色環(huán)保、輕量化的方向推進(jìn)，可以促進(jìn)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。