花篮拉杆式悬挑架技术研究及应用

李佛

中铁十一局集团建筑安装工程有限公司 湖北 武汉 430064

1 引言

传统型悬挑钢梁在楼面锚固，悬挑钢梁须穿过外墙，悬挑层需在墙面预留洞口，且悬挑钢梁还影响部分后续作业，墙面还需再次封补[1]；花篮拉杆式悬挑架的工字钢梁由抗剪高强螺栓连接在构筑物上，悬挑脚手架梁长比传统悬挑脚手架梁长缩短约二分之一以上，可有效降低成本，对悬挑层后续作业基本不影响，而且无需墙面预留洞口，不存在再次封补，降低外墙渗水的质量隐患，缩短了技术间歇，缩短了工期[2]。

2 技术重难点分析

(1) 本工程高层装配式建筑住宅楼，结构形式为装配式-剪力墙结构，各单位工程大致类似，阳台部位悬挑板较长，结构较为复杂，爬架无法往上提升，使得悬挑脚手架各细部节点不易处理。其主要内容是本工程的控制重点。

(2) 住宅楼屋顶外立面层次感较多，成不规则形状，悬挑脚手架型钢梁排布难度较大，阳角位置悬挑工字钢与结构不垂直布置，工字钢的制作及工字钢与埋板的角度控制是本分项工程的难点。

(3) 本工程两电梯之间装饰梁与连廊之间均无楼板，悬空跨度5m左右，工字钢悬挑需单独进行设置，同时工字钢上需要设置防护平台，是本工程支架控制的重点。

3 悬挑设计参数

3.1 上拉杆悬挑方案及技术参数

表1 上拉杆式悬挑脚手架基本参数(扣件式)

本工程各楼栋可调拉杆式悬挑布置图详见附图

图1 住宅楼屋顶悬挑架布置平面示意图

3.2 天井处悬挑梁方案技术参数

(1) 天井处悬挑梁采用18#工字钢，工字钢总长9m，间距900mm，装饰梁外侧悬挑端长度1250mm，工字钢分别搁置在两电梯间的装饰梁和连廊上，采用φ20U型螺栓预埋在梁板中锚固。

近年贵州省骨干水源工程建设投资增长迅速，但主要依靠各级财政投入，尚未建立多元化、多层次、多渠道的投融资政策体制机制。国务院 《关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》（国发〔2012〕2号文件）明确要求全面实施“三位一体”规划，到 2020年贵州省工程供水能力达到 159.4亿m3。2011—2020年，贵州骨干水源工程建设资金需求949.5亿元，需要建立骨干水源工程建设投入稳定增长机制，以确保如期完成“三位一体”综合规划提出的骨干水源工程建设目标。

(2) 在天井工字钢上横向每300mm铺设1根50×100mm方木，并在方木上满铺12mm厚木板，并与方木钉牢，作为工人作业防护平台[3]。

(3) 工字钢锚固U型螺栓采用φ20mm圆钢，装饰梁上埋设1个，连廊上埋设2个，工字钢与U型螺栓之间采用木楔塞紧。

4 花篮拉杆式悬挑脚手架施工技术

4.1 上拉杆悬挑型钢梁及其制作

4.1.1 悬挑型钢梁

上拉杆悬挑型钢梁常规采用18号工字钢，材料自身有较为稳定的的安全性。根据前期设计的施工图将工字钢进行标记，分段切割成所需的尺寸。梁长一般为：外立杆距建筑物的距离M再加十公分的安全距离。(见图2)

图2 悬挑型钢加工尺寸

4.1.2 连接钢板

与建筑物紧贴的钢板采用十毫米厚的连接钢板。焊接在悬挑工字钢梁端部与建筑结构连接处及上拉杆悬挑型钢梁斜拉杆连接处。(见图3)

图3 连接钢板的仰视与尺寸

4.1.3 花篮螺栓斜拉杆

斜拉杆及花篮螺栓斜拉杆是悬挑脚手架中的最主要的一种受力结构，使用直径二十公分的钢筋加工制做。斜拉杆中间用花篮螺丝连接分两部分构成(见图4)。根部利用扁椭圆形钢板分别与工字钢钢梁与建筑结构梁进行焊接连接。

图4 花篮螺丝的样式与尺寸

4.2 楼层梁、墙内预埋螺栓洞

根据定位要求在外框架梁上预埋预埋件，长180mm的用于预埋在墙、梁上；短150mm的用于预埋在上拉杆。

1)安装预埋件为保证定位精准，本工艺配套有专用“临时固定螺杆”来进行加固，确保混凝土浇筑过程中预埋件不会产生偏位。混凝土浇筑后，拆侧模板前，需拆除能周转的配件。

2)为保证新型悬挑承力架安装后的整体美观，上拉杆、悬挑梁这两项预埋件的设置，均应尽可能设置在相对同一立面。为提高预埋件的使用安全，确保预埋件的受力最大化，所有预埋件位置的设置，应在砼浇捣面往下 10cm 至 20cm 处的范围内为最佳预埋位置。

3)对于悬挑结构(如：阳台)，在预埋前，施工员需严格检查悬挑结构的配筋布设钢筋。

4)预埋件预埋过程中需要注意的事项：

a每根悬挑梁，在外侧模板上开两个Φ1.25cm 的圆孔，再通过配套专用的螺杆临时固定，确保混凝土浇筑过程中预埋件不会产生偏位。

b预埋件安装时，需确保预埋件与模板接触面的无缝隙紧贴，防止砼浇捣时，混凝土浆水渗入到预埋件的管内部。

c预埋件安装完毕后，砼浇捣时，严禁振动棒直接与预埋件接触，以确保预埋件不被损坏或发生偏移。

4.3 悬挑型钢梁安装

(1) 混凝土浇筑完成后可及时拆除外墙部位模板(待混凝土强度等级满足验算值后)，将预留好的螺栓孔根据布置图做好标记并清理出来，与悬挑梁接触的结构面平整，如若不平整则必须进行修补，使连接钢板与建筑结构面接触良好，满足受力均匀等条件，不出现歪扭等现象[4]。

图5 下层脚手架支撑

(2) 根据施工图纸将连接钢板用两个8.8级M20的高强螺栓与建筑结构进行连接，由于上部建筑结构还未建设，不能利用斜拉杆将型钢梁与建筑结构进行连接，故需要先将悬挑型钢梁外侧端部搁置在下部结构已有的脚手架上。在进行悬挑型钢梁安装时的外侧端不需往上翘两公分，可避免上部脚手架在型钢梁上安装时，悬挑型钢梁头出现下垂的，容易造成安全事故的现象。

4.4 水平连接梁、移动式定位桩安装

为保证所有悬挑型钢梁在同一水平面上，保证架体安全，采用12#槽钢作为水平连接梁将型钢梁进行焊接固定，型钢梁上立杆位置采用移动式钢管固定器作为立杆的底座，以防止立杆侧滑移，移动式定位桩可以在型钢梁上移动来控制立杆间的距离。(见图6)

图6 水平连梁、钢管固定器

4.5 斜拉杆的施工

(1) 待上层混凝土浇筑完后达拆模强度后，拆除梁部侧模，将高强螺栓从预埋套管中由内往外穿出并加垫片进行固定，并将斜拉杆的上端部与高强螺栓用双螺母加垫片牢固固定。

(2) 将下拉杆与工字钢上的耳板用高强螺栓加垫片进行初步固定，待上拉杆伸入后牢固固定。(见图7)

图7 上拉杆与建筑物拉结剖面图及下拉杆及连接板平面图

(3) 上斜拉杆进行卸荷，上斜拉杆下拉点作用于钢梁上。上拉点作用于预埋的高强螺栓预埋环上，斜拉杆通过500mm长的可调节上拉杆进行拉紧，拧紧扭力矩须达30N·m，将花篮拉杆式螺栓孔与下拉杆丝扣进行对接并不断进行扭转，然后松开耳板螺丝，将螺栓伸入到上拉杆丝扣同样进行扭转，直至扭转牢靠拧不动为止，然后用工具将花篮螺栓旋转至下拉杆耳板与悬挑型钢梁耳板调整，使其恰好能够伸入高强螺栓后，及时穿上螺栓并拧紧螺栓。

(4) 待前面工序全部完成厚，再利用辅助工具将花篮螺栓旋转至扭转牢靠，确认斜拉杆扭牢靠后，调节斜拉杆中间的的花篮螺丝，使斜拉杆均匀受力，达到平衡条件。

(5) 带花篮拉杆式悬挑型钢梁上部脚手架搭设完成后，及时做好封闭处理。

图8 花篮螺杆紧固、悬挑架内立面图

5 结论

(1) 保证了下部楼层外墙正常抹灰施工。

(2) 利用高强螺栓与已有建筑结构进行牢靠连接上，无需在建筑结构上进行洞口预留，方便了室内外的精益建造各项工序穿插施工及装修，也能最大限度的避免后续预留洞口处理不当出现的渗水隐患；悬挑型钢梁可实现工厂化定制生产，运至现场直接上楼安装，节约了时间，提高了安全系数。

(3) 悬挑型钢梁长度均定型化，便于安装和拆除，大大减少安装风险，同时也便于存放，周转效率更高。