装配式建筑中拉杆式悬挑架体系的技术与安全研究

王金龙

0 引言

拉杆式悬挂脚手架使用材料轻便，安装周期短，不仅节约了挑架层施工的时间，还节省安装材料及需要的费用和工时，节材省钱效果显著。

1 拉杆式悬挑架体系的工艺构造简述

拉杆式悬挑架体系主要由悬挑型钢、固定螺栓、吊耳板、斜拉杆、花篮螺栓等组成，用以作为上部脚手架的承载基座，该体系上部适用于扣件式钢管脚手架和承插型盘扣式脚手架，悬挑脚手架架体的搭设高度应控制在20m 以内，脚手架的搭拆工艺以及各项参数如材质要求、连墙件布置等均需要符合现行规范要求，在此文中对脚手架的搭拆工艺不过多赘述，仅对拉杆式悬挑架体系进行技术与安全研究。拉杆式悬挑架体系的工艺构造形式详见图1。

图1 拉杆式悬挑架体系构造详图

拉杆式悬挑架体系所使用的悬挑型钢通常采用16#、18#工字钢，根据现场实际需要可局部设置12#槽钢横梁。

可调拉杆是悬挑架体中的重要受力构件之一，采用直径22mm 的Q235 级钢筋制作，拉杆分为两段构成，中间用花篮螺栓连接，上端通过M24 高强螺栓固定在建筑物，下端与悬挑型钢通过螺栓相连接，建筑内的螺栓孔采用预埋套管形式，上拉端套管的中心线与悬挑型钢轴线要偏移至少60mm，从而才能够确保拉杆与脚手架立杆不发生碰撞。下拉端的固定位置宜靠近外侧立杆，拉杆的水平夹角不应小于45。

悬挑型钢与220mm×220mm×12mm 钢板通过满焊连接，再用2M24 高强螺栓将钢板固定于混凝土结构面，钢板上两个螺栓孔应为两个垂直方向的椭圆形，以便于钢板的调节。

通过以上的施工方法就形成了一个稳定的三角形载荷体系。

2 对比传统型钢悬挑脚手架的优势

装配整体式建筑中外墙多为预制构件，采用传统的型钢悬挑脚手架工艺，需要在PC 构件下端留置很多洞口，同时在叠合板上也不便于锚固螺栓的埋设，拉杆式悬挑架体系则将这些问题轻松解决，对比传统型钢悬挑脚手架具体优势体现如下：

（1）减少渗漏隐患：传统的型钢悬挑式外架需要在外墙面留置洞口，即大家常说的“槽钢层”，部分施工单位为了节约成本在楼板留置对穿螺栓孔，这些孔洞均为后期渗漏埋下隐患，拉杆式悬挑架体系取消了楼板螺栓孔，同时将外墙面的槽钢洞减小为螺栓孔，从工艺上对渗漏起到了优化作用，大大提高了结构自身的抗渗能力。

（2）增大工作效率：拉杆式悬挑架不需要将型钢锚固入主体结构内，因此外墙砌体、剪力墙无需预留洞口，减少了后期大量的修补工作，同时因为楼板上没有型钢和锚栓，室内其他工序施工时也不会受到影响。

（3）节省施工用料：由于省去了传统型钢悬挑架的锚固长度，大幅度的节省了型钢的用量，经计算可至少节约型钢量50%以上，且拉杆式悬挑架的其他构配件用量基本与传统型钢悬挑架相近，经过总体测算，拉杆式悬挑架体系确实可以有效地降低成本。

3 现场施工中技术要点研究

拉杆式悬挑架体系的荷载最终会传递在主体结构上，因此在安装之前务必得到设计单位的认可，防止对主体结构产生破坏。施工现场的技术要点主要体现在施工方案编制内容上，方案中要明确地画出悬挑架平面布置图、剖面图、立面图及节点详图等，并应有详细的尺寸标注。根据现场施工中的经验，将容易忽视的技术问题总结为如下几点：

（1）要熟悉工程的施工图纸，对于如阳角、飘窗、悬挑阳台等特殊部位应细化考虑，例如阳角部位悬挑型钢过长，可考虑设置双拉杆；飘窗及阳台等悬挑部位的型钢以及对应的拉杆应伸入至里面的主体结构，切勿将阳台等悬挑结构作为该体系的荷载传递点；施工时应避免阳台等悬挑结构所预留的洞口与悬挑型钢产生接触，防止接触后改变受力形式。

（2）悬挑型钢根部埋件以及垫片均应与PC 结构墙面紧密接触，应提前考虑到埋件搁置在PC 保温层面上的情况，在PC墙板制作之前要与预制厂家做好沟通，在PC 保温层的支座区域留设250mm×250mm 的孔洞，留洞部分由设计单位确认变更为实心混凝土。

（3）在安装悬挑型钢前，悬挑型钢搁置下层、悬挑型钢搁置层、拉杆锚固层PC 吊装完成后，要求及时灌浆，确保PC结构件安全稳定，确保悬挑型钢与结构的牢固连接，严禁PC结构未灌浆前搭设悬挑脚手架。

（4）由于上部主体结构未完成，无法安装上悬斜拉架，现场施工中一般将型钢搭设在下层脚手架立杆顶部，使该型钢及上部脚手架荷载传递给下面的悬挑架体，相当于下面的悬挑架体超搭，超搭高度按照3 步架体来考虑，这种情况属于超过20m 的悬挑脚手架，因此应组织专家论证，方案论证通过后方可实施。待上层的主体结构完成以后，要及时进行斜拉杆的安装。需要注意的是在安装悬挑型钢时外端应上翘2cm，这样可减少上部架体安装后，悬挑型钢梁头下垂现象。

（5）计算书是拉杆式悬挑架体系能否在理论上成立的重要依据，因此在计算书中切勿漏项，力学验算中有关于脚手架架体的验算严格按照相关规范取值验算，需重点关注好拉杆式悬挑架体系的验算项目（注：计算书中应该考虑到第④条里上下衔接超搭架体的高度荷载），具体验算项目列举如下：悬挑型钢主梁验算（包括抗弯验算、抗剪验算、挠度验算）、拉杆强度验算、拉杆与型钢主梁连接验算（包括螺栓抗剪验算、吊耳板验算、角焊缝验算）、拉杆与结构连接验算（包括螺栓抗拉验算、螺栓抗剪验算）、型钢主梁整体稳定性验算、型钢主梁与结构连接螺栓承载力验算。

4 现场施工中安全要点研究

针对扣件式钢管脚手架或者承插型盘扣式脚手架的检查验收，应严格按照相关的规范进行执行，根据现场施工中的经验，将拉杆式悬挑架体系里容易出现的安全问题总结为如下：

（1）拉杆式悬挑架体系中所使用的悬挑型钢、拉杆、花篮螺栓等应由专业厂家加工制作，并有相应的采购质量证明书、焊接检测报告、自检合格证明等资料。同时对悬挑型钢尺寸进行抽查，重点检查悬挑型钢表面的锈蚀、刻痕缺陷，允许偏差应满足该规格型钢的技术标准，单根悬挑型钢梁应采用完整的型钢段，不得用焊缝、螺栓等拼接。在安装过程中需要对所有牙具采用黄油包裹保护，定期检查螺栓是否锈蚀、松动。

（2）在阳角等使用超长型钢的部位一般会设计采用双拉杆，现场施工中由于操作人员的疏忽往往仅安装一根拉杆，另外，还会有双拉杆共用一个拉结点的情况出现，这类情况均会改变受力特征，存在极大的安全隐患，日常检查中一定要引起重视。

（3）现场操作人员在安装拉杆时会有螺栓遗漏、设计的双螺母现场仅安装一个螺母、缺少垫片的情况等问题发生，因此需要对作业人员做好交底工作，增强作业人员的责任心。

（4）在装配式建筑中还会存在一定部分的现浇结构，此部位需要待混凝土浇筑完成后拆除外墙模板，将预留的螺栓孔洞找出来并将基层清理干净，如果悬挑型钢梁安装部位结构面不平整，则必须修补平整，这样才能使连接钢板与结构面充分接触，受力均匀；另外施工现场还可能存在模板未彻底拆除干净，而螺栓垫板直接垫在模板上的情况，这样会将荷载传递给模板，从而增加了本体系的安全隐患。

（5）对于方案中设计放置次梁的，由于相邻两根悬挑型钢水平度存在误差，可能会使横梁与型钢缝隙未能紧密接触，一旦荷载过大发生扰动，会导致受力不均影响体系的稳定，因此缝隙处一定要做好措施。

（6）工期紧张是很多项目的普遍现象，往往在刚刚浇筑完成混凝土后会立即安装悬挑型钢，由于混凝土强度不足，不仅会对主体结构混凝土产生破坏，同时对本体系也存在一定的安全隐患，因此现场要确保混凝土强度等级达到C20 才可进行型钢安装。

5 结语

目前，拉杆式悬挑架体系已在装配式建筑中广泛的应用，取得了优异的经济效益和良好的社会效益，今后应该从技术和安全角度加强管理，充分保障项目的顺利实施。而随着技术管理与安全管理中经验的积累，在未来的建筑行业中此体系一定会得到提升和优化，会具有更好的推广前景。