新型悬挑扣件式钢管脚手架开发应用

高苏　汤金华　邵海元　李瑞红　梅华

摘 要：简要分析了传统悬挑扣件式钢管脚手架施工工艺的优点和缺点，针对其中存在的不足，提出了利用高强螺栓将悬挑梁锚固在主体结构梁或楼板内，并且在梁端增加花篮式斜拉杆，将拉杆上端与主体结构螺栓连接起来的新型悬挑扣件式钢管脚手架施工工艺，从而有效解决了传统悬挑脚手架施工引起的渗水、火灾等问题。经过详细的计算分析可知，新工艺保证了脚手架强度、刚度和稳定性。实践证明，这种施工工艺具有操作性强、经济性佳、安全性好、可靠性高和无高度限制等特点，不仅保证了工程的施工安全，还具有一定的推广和应用价值。

关键词：悬挑扣件式；钢管脚手架；螺栓；施工工艺

中图分类号：TU731.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.080

随着土地使用成本的增加，建筑物也朝着更高层次的方向发展。高层建筑的出现增加了高空作业项目，而脚手架则在施工作业中起到了非常关键的作用。因为绿色建筑提出了“四节一环保”的要求，所以，在保证建筑使用寿命的同时，必须要考虑材料节约的问题。但是，在建筑市场低迷、利润空间逐渐缩小、低价中标的情况下，为了追求利益最大化，偷工减料等引发脚手架倒塌的安全事故时有发生。因此，为了确保利润最大化，在保证建筑强度、刚度和稳定性的前提下，节约材料、创新施工工艺有非常重要的作用。

1 传统施工工艺

1.1 施工方法

传统悬挑扣件式钢管脚手架采用悬臂式支撑结构，如图1所示，悬挑脚手架支撑结构则采用的是悬挑梁结构，如图2所示。传统的施工方法如下：①制作“工”字形悬挑梁，将工字钢上表面的脚手架支座（可采用?5以上钢筋）和拉结杆连接件与工字钢焊接牢固。②预留孔洞。墙体施工时，在悬挑梁搭设部位预留孔洞，并且孔洞的直径要满足工字钢的施工要求。③预埋拉环。楼板施工时，在绑扎钢筋的同时要预埋两道“门”字形卡箍，每道卡箍由2根直径为14 mm的一级钢筋制作而成，而且两道“门”字形钢筋拉环与墙的距离要满足悬挑梁悬挑端

与固定端之比为1∶2的要求，且两道拉环之间距离为200 mm，“门”字形钢筋拉环与板底钢筋拉结应符合锚固等规定的要求。另外，要将挑梁插在“门”字形钢筋拉环的中间，再使用电焊机焊接固定。同时，板面和板底都要进行附加筋处理。④悬挑梁固定后，要按照脚手架搭设流程图搭设。⑤拆除脚手架时，应割除楼面上的钢筋，并将墙面洞口填充密实。

1.2 施工工艺的缺点

传统悬臂梁支撑式悬挑脚手架在设计和施工方面存在许多不足，主要包括以下几点：①耗材量大，增加了施工成本。在传统悬臂式支撑结构中，为了防止脚手架外倾，使其满足稳定性的要求，悬挑长度满足计算要求，在搭设悬臂梁时，要求固定在楼面上的型钢梁长度不应小于悬挑段长度的1.2倍。另外，考虑到施工过程中存在的一切不安全因素，悬挑段的长度与固定段的长度比为1∶2.这样，就会增加固定段的用钢量，投入更多的施工费用，从而减少了利润。②破坏结构的整体性，存在质量隐患，影响结构的使用寿命。要想将悬挑梁固定在楼面上，就要在已建成的结构外墙上预留洞口。但是，这些洞口的存在会影响墙体的整体性能，降低墙体的耐久性，进而导致外墙渗水。而在楼板处预埋“门”字形钢筋拉环很容易使楼板发生渗水的情况。③增加二次施工量。拆除了悬挑脚手架后，外墙面预留的洞口需要二次施工，填补密实，但这样就会增加施工成本。④浪费材料，容易引发火灾。拆除了脚手架后，固定悬挑梁的两道“门”字形钢筋拉环需要作切割处理，而切割掉的钢筋就会被丢弃，造成材料的浪费。与此同时，切割钢筋采用电工作业的方式，而作业过程中产生的电火花极易引发火灾。

目前，大多数工程材料的选择和施工方法沿用的是传统做法。这样做，虽然能保证工程的稳妥性，但也存在很多质量问题，而重复循环整改则会浪费更多的财力和物力。

2 新型施工工艺

2.1 斜拉悬挑梁固定的特点

要想实现高质量、高利润、低成本和低通病的目标，就要改进传统悬挑脚手架的设计和施工方法——将传统悬臂式支撑结构与传统斜拉式支撑结构相结合，从而得到新型斜拉式悬挑脚手架，如图3所示。

2.2 施工方法

斜拉式悬挑脚手架的施工方法是：①按照设计要求加工出斜拉式悬挑脚手架的各个构件，同时，要将斜拉杆用钢板与圆钢拉杆焊接起来，正反面用4条长为1 004 mm的焊条破口焊；②在建筑外墙预留螺栓孔洞；③安装悬挑梁，将斜拉杆下端与悬挑梁连接，并用高强螺栓将拉杆上端与建筑物墙面连接起来，如图4所示；④按照规范的要求，根据悬挑脚手架的安装工艺逐步安装纵杆、大横杆、小横杆和脚手板等构件。

2.3 新型脚手架的优点

与传统悬挑脚手架相比，用螺栓固定悬挑梁的斜拉式脚手架有以下几个优点：①节约材料，降低施工成本。悬挑工字梁用锚固螺栓固定，将其一端固定在梁板间，并采用斜拉杆的支撑方式。这样做，不仅缩短了工字钢梁悬挑段的长度，还节省了楼面上型钢梁的固定长度，减少了用钢量，节约了构件的加工时间，降低了施工成本，从而获得更多的利润。②保证了结构的整体性，消除了工程中存在的质量隐患，延长了结构的使用寿命。利用螺栓将相关部件连接起来就可以不用再在楼板上预埋钢筋环，避免在墙面预留大洞口，防止楼板和墙面渗水的情况发生，从而有效提高了墙体的耐久性。③减少了二次施工量，节省了材料。采用这种施工工艺时，不需要预埋钢筋拉环，也不需要二次切割钢筋拉环。这样做，能节约钢筋用量，减少施工量，降低火灾发生的概率。④采用花篮式螺栓，既保证了斜拉杆能够稳定受力，还有利于后期的拆卸和重复利用。

3 具体应用

3.1 工程概况

在南通华润中心一期住宅项目中，1#、2#、3#、5#、6#工程，地下1层，地上33层，总建筑面积为152 860.49 m2。其中，每栋地下一层层高3.45 m，地上层高为+2.9 m，建筑总高度为98.6 m，为框架剪力墙结构，可以使用现场原有的地下外施工脚手架搭设±0.000主体以上结构的施工脚手架。

3.2 脚手架的选型

根据工程的结构特点选择新型悬挑扣件式钢管脚手架。悬挑脚手架从五层开始挑出，每六层一挑，最上面一挑为五层。在建筑物顶层，外侧立杆的顶部需超过结构栏杆至少2.0 m。悬挑脚手架内立杆距离外墙面300～400 mm，立杆纵距不大于1.5 m，立杆横距Ib=1.0～1.05 m，步距h=1.8 m。脚手架钢管选用φ48×2.8钢管，外挑采用18#工字钢，工字钢净挑出1.4 m，脚手架距挑出端头100 mm，距墙面300～400 mm。工字钢的底部用厚为220×200 mm的钢板焊接，钢板与外墙面（梁）穿孔则使用8.8级Ф20高强螺栓连接。

4 结束语

与传统悬挑脚手架中悬挑梁的固定方式不同，新型脚手架中的悬挑梁不需要深入楼面，可以直接用高强螺栓将悬挑梁固定在楼面梁上。为了保证脚手架的稳定性，悬挑梁的悬挑端采用花篮式螺栓，上部则用钢板和圆钢组成的斜拉杆件固定在建筑物上端，并使用高强螺栓将其连接起来。

这种创新施工工艺具有节约材料、节省工时、保证工程质量、降低质量通病、减少火灾发生等优势。在建筑行业不景气、低价中标的大背景下，采用新工艺能保证施工单位利润最大化。

参考文献

[1]李继业，黄廷麟.脚手架基础知识与施工技术[M].北京：中国建材工业出版社，2012.

[2]中国建筑科学研究院，哈尔滨工业大学.JGJ 130—2011建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3]王玉龙.扣件式钢管脚手架计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4]中国建筑科学研究院.GB 50009—2012建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[5]《建筑施工手册》编委会.建筑施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[6]天津市建工工程总承包有限公司，中启胶建集团有限公司.JGJ 59—2011建筑施工安全检查标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

〔编辑：白洁〕