新型可调工具式悬挑脚手架施工技术研究及应用

周东威 李书华 周自红 祝洪海

中国建筑第二工程局有限公司 湖南 长沙 410005

随着建筑结构和外装饰施工要求的不断提高，高层建筑外脚手架施工技术越来越受到广泛的重视和研究。新型附着式升降脚手架成本高，针对小高层，造价过高。传统悬挑脚手架的悬挑钢梁，楼面放置长度与悬挑长度比为1∶1.25，工字钢用量大，且结构渗漏隐患大，后续工作量和成本相对较大。花篮式拉杆悬挑外架解决了传统悬挑外架的多数问题，但其建筑结构转角位置工字钢角度不可调，受建筑结构限制大，对施工要求高；此外，拉杆构造形式导致飘板位置的加固较为困难，且耳环制作成本高，可周转范围小。

新型可调工具式悬挑外架在花篮式拉杆悬挑外架的基础上对其进行改进创新，可提高工艺适应性，降低施工难度、施工成本。

1 工程概况

常德碧桂园·十里公园项目位于湖南省常德市武陵区德山大道723号，总建筑面积42万 m2。项目共有12栋高层建筑，1栋15层，建筑高度46.15 m；1栋17层，建筑高度51 m；2栋27层，建筑高度78.6 m；3栋18层，建筑高度52.9 m；5栋23层，建筑高度67 m。因项目楼层数均在30层以下，外架采用附着式升降脚手架成本较高，经对比分析，采用新型工具式悬挑脚手架[1]。

2 花篮式拉杆悬挑外架局限性分析

斜角梁及对角梁的局限性：安装于建筑结构阳角处的悬挑钢梁为定制成品构件，与建筑结构相连（图1），钢梁安装对预埋件预埋的精准度和混凝土施工要求高。若在混凝土浇筑过程中预埋件发生扰动，或钢梁安装螺栓孔不在同一标高，将导致钢梁无法按要求安装，需在结构上重新开洞，且存在安全隐患。另外，钢梁安装完成后不可调整其搭设角度，受建筑结构限制较大，周转率低。

图1 斜角钢梁及对角钢梁安装施工

飘板位置斜拉杆的局限性：因飘板凸出建筑轮廓线，拉杆施工时会与飘板结构冲突，需在结构梁底预埋双耳螺栓。当钢梁长度＞1.75 m时还需增设下撑杆[2]。双耳螺栓预埋精度高、质量难控制，存在因操作导致螺栓埋设深度不够，无法满足设计承载要求等较大的安全风险（图2）。

图2 飘板位置斜拉杆施工

拉环及拉杆的局限性：斜拉杆和下撑杆都需采用定制拉环连接（图3）。定制拉杆、下撑杆制作成本高，周转利用率较低。另外，斜拉杆的可控性较差、施工困难，适用性不高。

图3 耳环螺栓及拉环施工

3 新型可调工具式悬挑外架的创新点

3.1 钢梁及底座设计

根据钢梁安装位置不同，设计2种不同形式的悬挑钢梁。一种为用于建筑外立面平直段的直角钢梁（图4）[3]，另一种为用于建筑结构阳角位置的可调节钢梁（图5）。

图4 直角钢梁成品

图5 可调节钢梁成品

针对建筑结构阳角处可活动钢梁，设计专用可调底座，钢梁采用插销与底座相连，底座采用2根8.8级高强螺栓锚固于结构上。钢梁安装完成后，可依据架体搭设情况适当调整工字钢位置，能有效解决因预埋件偏位导致工字钢安装位置变化，无法按规范搭设架体的问题。受结构形式影响小，能在各种建筑施工中周转使用（图6～图8）。

图6 大转角可调底座设计示意

图7 可调底座成品

图8 底座剖面示意

3.2 拉杆设计

拉杆为A18圆钢车丝，中间采用镀锌钢管焊接直螺纹套筒，拉杆焊缝高度0.8d（d为圆钢车丝直径），不允许有夹渣、气孔等质量缺陷，拉杆设计如图9～图11所示。

图9 拉杆节点示意

图10 中拉杆节点示意

图11 下拉杆节点示意

相对花篮式拉杆悬挑外架拉杆，新型拉杆端部一头为扁平，一头呈39°倾斜，考虑到拉接的牢固性，中间是螺丝细牙结构，且由原花篮结构改为套筒加镀锌钢管，中间位置设置拉杆调节孔，便于调节拉杆长度。

3.3 螺栓设计

取消预埋耳环螺栓，优化为预留孔洞，采用高强螺栓锚固。当悬挑钢梁位于飘板区域时，拉杆利用连接片在结构内侧加固，解决花篮式拉杆悬挑外架中拉杆在飘板位置加固施工困难、预埋件预埋深度可控性差等问题，同时具有广泛的适用性及高周转率等特点（图12）。

图12 连接片施工效果图

当悬挑钢梁长度＞2.6 m时，设置2根拉杆，采用普通高强螺栓进行加固即可，无需特制耳环及下撑杆，有效节省项目成本。

4 工艺流程

4.1 构件工厂化加工

钢梁、底座、拉杆等构件按方案设计进行加工，对构件进行外观、焊缝厚度等检查。对焊缝厚度不均匀、不饱满的构件进行补焊，并按标准抽样送至专业检测机构进行焊缝密实度检测。符合要求后，悬挑钢梁、配件等方可运至施工现场。

4.2 螺栓孔预留、预埋

根据悬挑钢梁平面布置图，精确地在模板面上放出定位线，按要求预埋2根直径30 mm的PVC套管，套管长度＝梁/墙截面宽度＋10 mm。套管穿模板留设，保证混凝土浇筑过程中套管不发生移动。留设高度为板底下100 mm，施工中进行检查复核。

4.3 悬挑钢梁安装

待混凝土的强度达到要求后，拆除结构侧模，将套管凸出结构部分进行切除，将2根长270 mm的8.8级M22高强螺栓套入加工好的工字钢端部或底座上，由外向内穿过预留的螺栓孔并用垫片、高强螺帽紧固（图13）。

图13 悬挑钢梁安装施工

钢挑梁及可调底座由M18可调节拉杆加固拉紧，上拉杆与结构采用2个长270 mm的M22穿墙螺栓连接，下拉杆与距离工字钢端头250 mm处的钢耳板采用长50 mm的M22六角头螺栓连接。若工字钢长度超过2.6 m，则设置2根斜拉杆。

4.4 脚手架搭设

悬挑钢梁安装后，按方案要求搭设脚手架扫地杆、纵横杆等架体。

4.5 斜拉杆连接、紧固

待悬挑上层结构混凝土强度达到设计强度后，将1根长270 mm的8.8级M22高强螺栓穿上拉杆耳板，再由预留的套管孔从外往内穿入，用高强螺帽加垫片紧固（图14）。同理将下拉杆与悬挑钢梁上的耳板用高强螺栓紧固。最后调节套筒将上、下斜拉杆丝扣对接旋转、紧固，结束斜拉杆安装。

图14 拉杆连接示意

5 结语

新型可调工具式悬挑外架施工技术解决了建筑结构阳角处工字钢使用限制大，对预埋件预埋精准度和混凝土施工要求高、飘窗位置拉杆螺栓预埋可控性差、耳环螺栓制作成本高且周转率低等问题。与花篮式拉杆悬挑外架施工工艺相比，在确保安全与美观一体的同时，有着适应性更强、操作更简单、成本更低、施工效率更高等优点，具有极为广泛的推广性及应用价值。