高層建筑型鋼懸挑腳手架構(gòu)造措施

1、高層建筑型鋼懸挑腳手架構(gòu)造措施南通宏亞建設(shè)工程有限公司 盧曉麗摘 要：高層懸挑腳手架設(shè)置關(guān)鍵詞 ：型鋼懸挑腳手架 方案 連墻件 特殊部位 近幾年來我公司承建高層建筑日趨增多，懸挑腳手架在建筑施工中的應(yīng)用越來越廣泛。相對于落地式鋼管腳手架，懸挑式腳手架具有投入低、周轉(zhuǎn)快、節(jié)約工期等優(yōu)點。懸挑腳手架施工方案是否完整、合理、可靠，是否能正確指導(dǎo)施工人員制作、安裝、搭設(shè)懸挑腳手架，是確保架體安全的重要因素之一。根據(jù)危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法，懸挑腳手架必須編制專項施工方案。方案主要編制依據(jù)有建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范JGJ130-2001（以下簡稱JGJ130-20

2、01規(guī)范）、建筑施工安全檢查標準JGJ59-99、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003，個別地區(qū)還有相應(yīng)的地方標準等。方案應(yīng)有設(shè)計計算書(包括對架體整體穩(wěn)定性、支撐桿件的受力計算)，有針對性較強的、較具體的搭設(shè)、維護及拆除等安全技術(shù)措施，并應(yīng)有平面、立面圖以及節(jié)點詳圖。針對在兩次安全檢查中發(fā)現(xiàn)的在施工方案編制、審核和搭設(shè)使用中遇到的問題與廣大同行探討。1方案中存在的問題11目前檢查中發(fā)現(xiàn)很多工地懸挑外架的方案編制中常有遺漏項目，編制內(nèi)容不全面，如缺陽角、陽臺、樓梯、電梯等特殊部位布置和計算。方案不能指導(dǎo)和應(yīng)用于現(xiàn)場，方案成廢紙一張。型鋼懸挑外架的現(xiàn)場搭設(shè)情況與專項方案設(shè)計出入較大，成了“說一

3、套、做一套”；專項方案中有標準節(jié)點的設(shè)計，但缺少特殊性部位的設(shè)計；方案有總體外架的構(gòu)造做法，但無型鋼懸挑梁和預(yù)埋件的具體平面布置。因此在現(xiàn)場操作中，基本為作業(yè)人員現(xiàn)場臨場發(fā)揮，預(yù)埋件的平面位置布置較隨意，精度較差，從而造成外架搭設(shè)的不規(guī)范，存在安全隱患也就較多。因此懸挑外架的專項方案應(yīng)詳細，對整體外架的型鋼梁及預(yù)埋件的平面布置應(yīng)具體，并有設(shè)計圖?，F(xiàn)場管理人員應(yīng)在外架搭設(shè)前對作業(yè)班組進行技術(shù)交底，在預(yù)埋件埋設(shè)期間，重點檢查預(yù)埋件的平面位置、構(gòu)造設(shè)置是否安全可靠。型鋼懸挑外架經(jīng)驗收合格后投入使用，對各使用班組應(yīng)進行交底，明確懸挑架的使用范圍、荷載限值。如禁止在架體上推車、在架體上拉結(jié)吊裝纜繩、利用

4、架體吊運物料、物料平臺與架體相連接、任意拆除架體結(jié)構(gòu)件或連墻件、拆除或移動架體上安全防護設(shè)施、利用架體支頂模板及其它影響架體安全的作業(yè)。1.2關(guān)于搭設(shè)高度目前懸挑腳手架施工方案編制的主要依據(jù)是JGJ130-2001規(guī)范，該規(guī)范對懸挑腳手架并沒有限高的規(guī)定，而各省的規(guī)定做法不盡相同， 建議每道型鋼支承架上部的腳手架搭設(shè)高度不宜大于24m。方案編制時一般先根據(jù)經(jīng)驗初步擬定每段懸挑腳手架的高度及各項參數(shù)，再核算外腳手架本身的力學(xué)性能，如不能通過驗算，再逐個調(diào)整參數(shù)，繼續(xù)驗算直至強度、剛度、穩(wěn)定性、節(jié)點強度等各項要求均滿足。編制時應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。對于高層建筑而言，風(fēng)荷載是重要的水平荷載，是使結(jié)構(gòu)產(chǎn)

5、生內(nèi)力和位移的重要因素。對于外腳手架也不例外，隨著高度的增加，風(fēng)荷載的作用會逐漸增大。在立桿的穩(wěn)定性驗算中，對于基本風(fēng)壓較大的地區(qū)，由風(fēng)組合為控制組合，因此在分段懸挑時，應(yīng)使上一步懸挑高度小于下一步的，確保立桿的穩(wěn)定性。1.3關(guān)于鋼管壁厚在JGJ130-2001規(guī)范中，腳手架鋼管列出了兩種規(guī)格：外徑48mm、壁厚3.5mm和外徑51mm、壁厚3.0mm，推薦采用3.5mm的鋼管，逐步淘汰3.0mm的鋼管。目前我國建筑市場鋼管和扣件采用租賃方式，市場租賃到的鋼管壁厚多為3.0mm3.2mm，達不到規(guī)范要求的3.5mm。并且材料經(jīng)多次周轉(zhuǎn)使用后，鋼管銹蝕使壁厚減薄，鋼管慣性矩還要減少。因此建議在編

6、制方案時對材料壁厚進行折減，外徑48mm、壁厚3.5mm的鋼管，按實際購買或租賃鋼管厚度計算，以確保安全。1.4關(guān)于懸挑梁的截面選型懸挑腳手架應(yīng)采用型鋼制作的懸挑梁、懸挑桁架或附著式鋼三角架，不得采用普通腳手鋼管。目前懸挑梁多采用普通工字鋼或槽鋼，由于普通工字鋼具有雙軸對稱截面，受力明確，傳力直接，得到廣泛使用。建議用普通工字鋼比較合理.對于型鋼梁型號規(guī)格的選擇，一般僅選擇危險性較大的有代表性的幾根梁進行驗算，通常選擇凸陽臺、陽角、飄窗等懸挑長度較長處。實際上，在建筑物的陽角處，雖然型鋼梁懸挑長度并不是最長的，但此處是兩側(cè)立桿的交匯點，其承受的荷載是最大的，且不易固定。但很多方案編制人員忽略了

7、此處的計算，仍按普通位置設(shè)置，造成一定的安全隱患。陽臺處,轉(zhuǎn)角特別是陽角等特殊部位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取加強措施，并且在專項方案中應(yīng)有驗算和構(gòu)造詳圖。1.5關(guān)于斜拉鋼絲繩在懸挑腳手架施工中發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象：相同高度的住宅樓，不同施工單位在同一高度懸挑，懸挑高度相同，均采用普通工字鋼懸挑、鋼絲繩斜拉方式，采用的工字鋼規(guī)格卻不同，有I14、I16、I18，個別陽臺部位采用I22a。相差如此之大，究其原因，是各施工單位對鋼絲繩是否考慮受力的理解不一樣。懸挑腳手架按其受力型式分為斜撐式、懸臂式、斜拉式，目前使用最多的是斜拉式懸挑架，即普通型鋼懸挑、鋼絲繩斜拉。而鋼絲繩是否受力，直接影響到受力模型，也直接影

8、響到型鋼梁的選擇。如果鋼絲繩按受力考慮，則型鋼梁的力學(xué)模型為簡支結(jié)構(gòu)（前端錨固點不考慮受力）；如果不考慮鋼絲繩受力，僅作為一種安全儲備，則型鋼梁的力學(xué)模型為懸挑結(jié)構(gòu)。兩種力學(xué)模型的計算簡圖見圖1。 圖1 斜拉式懸挑架計算簡圖多數(shù)專家的意見是鋼絲繩作為柔性材料，承擔(dān)荷載的多少不易確定，計算時應(yīng)按以下兩種情況共同確定型鋼與鋼絲繩的規(guī)格：一是型鋼梁完全受力，鋼絲繩不考慮受力，僅作為一種安全儲備，按懸挑結(jié)構(gòu)核算型鋼的承載能力，從而選擇型鋼；二是鋼絲繩完全受力，以鋼絲繩的破斷拉力作為極限荷載，按簡支結(jié)構(gòu)核算鋼絲繩的承載能力，從而選擇鋼絲繩。鋼絲繩等柔性材料不得作為懸挑結(jié)構(gòu)的受拉桿件，只能作為抗變形拉繩。

9、但腳手架的專業(yè)搭設(shè)人員則認為鋼絲繩是可以受力的，并且腳手架的大部分荷載是由鋼絲繩來承擔(dān)的，計算模型按懸挑結(jié)構(gòu)考慮與實際并不相符。在斜拉式懸挑腳手架搭設(shè)和使用過程中，鋼絲繩雖已受力，但各繩張緊程度并不一致，說明各繩受力的大小不一樣。如果按簡支結(jié)構(gòu)作為計算模型，以鋼絲繩的破斷拉力作為極限荷載，這樣選擇的型鋼偏?。坏绻耆磻姨艚Y(jié)構(gòu)計算，選擇的型鋼則很大，造成了很大的浪費。能否將兩種模型進行綜合，考慮型鋼梁和鋼絲繩各承擔(dān)一部分荷載，使方案安全經(jīng)濟？可以考慮對鋼絲繩的極限荷載進行折減，如折減30%40%，以確保安全，這還需要進行試驗測定。建議：特殊部位可考慮鋼絲繩受力（懸挑長度2m以內(nèi)），考慮鋼絲繩

10、受力，必須使用20以上的花籃螺栓，適時調(diào)整鋼絲繩松緊，并采取側(cè)角構(gòu)造措施。1.6關(guān)于型鋼梁的固定型鋼梁與主體混凝土結(jié)構(gòu)的固定可采用預(yù)埋螺栓固定、鋼筋拉環(huán)錨固，不得采用扣件連接，連接強度應(yīng)經(jīng)計算確定，見下圖所示。當采用鋼筋拉環(huán)錨固時，拉環(huán)應(yīng)錨入樓板30d，并壓在樓板下層鋼筋下面。如不能保證鋼筋的混凝土保護層厚度，也可以將拉環(huán)壓在樓板下層鋼筋上面，同時在拉環(huán)上部兩側(cè)各附加兩根直徑1416的鋼筋，長度為2m，并與樓板鋼筋綁扎牢固，以確保拉環(huán)不會從混凝土樓板中拔出。采用型鋼懸挑梁的方式，型鋼梁與建筑物連接必須可靠，聯(lián)結(jié)方法可采用預(yù)埋筋和預(yù)埋U型螺栓，當采用螺栓聯(lián)結(jié)時，應(yīng)不少于兩道的預(yù)埋U型螺栓與壓板采

11、用雙螺母固定，螺桿露出螺母應(yīng)不少于3扣。連接強度應(yīng)經(jīng)計算確定。 a) 預(yù)埋螺栓固定 b)鋼筋拉環(huán)錨固（拉環(huán)壓在樓板下層鋼筋下面）目前現(xiàn)場一般采用預(yù)埋筋的做法，根據(jù)計算一般采用預(yù)埋18-20圓鋼即可滿足要求，懸挑梁應(yīng)設(shè)置兩道預(yù)埋筋，末端預(yù)埋筋為受力筋，距建筑外沿處的預(yù)埋筋為定位筋。懸挑梁的末端受力為受拉，因此受力筋應(yīng)采用未經(jīng)冷拉處理的級圓鋼。預(yù)埋筋采用兩段埋設(shè)，以便安裝型鋼梁，型鋼挑梁安裝定位后，兩根預(yù)埋筋進行單面搭接焊，焊長為10d。 c) 鋼筋拉環(huán)錨固（拉環(huán)壓在樓板下層鋼筋上面） d) 鋼筋拉環(huán)大樣 對預(yù)埋筋的受力驗算一般都能滿足要求，但對于樓板厚度較小的應(yīng)驗算預(yù)埋筋與結(jié)構(gòu)樓板之間的承載力。

12、在預(yù)埋筋放置樓板筋上時應(yīng)加強配筋錨固措施，宜增配214-16筋，長度2m。當預(yù)埋錨筋處的樓板面無負筋時，應(yīng)增設(shè)10200×200鋼筋網(wǎng)片2m見方，且應(yīng)與周邊的樓板負筋連接在一起。如下圖所示。1.7關(guān)于連墻件的設(shè)置JGJ130-2001規(guī)范規(guī)定，連墻件宜靠近主節(jié)點設(shè)置，偏離主節(jié)點的距離不應(yīng)大于300mm，在實際施工中并不易實現(xiàn)。施工方案一般按兩步三跨或兩步兩跨設(shè)置，腳手架的步距一般為1.5m1.8m，為了方便施工人員行走，通常采用1.8m，由于層高很難與步距的整數(shù)倍匹配，因此連墻件的位置有可能會在洞口等無法設(shè)置的地方。編制人員在計算時應(yīng)考慮此問題，避免出現(xiàn)無法固定的情況，給架體的穩(wěn)定帶

13、來隱患。1.8關(guān)于主體結(jié)構(gòu)相關(guān)位置的承載力驗算型鋼梁固定在主體結(jié)構(gòu)上，腳手架上的荷載通過型鋼梁傳到支承的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，如果外腳手架懸挑太高或型鋼梁懸挑太長，該荷載超過了型鋼梁的支承構(gòu)件的承載能力，將會引起構(gòu)件的損傷或破壞，將導(dǎo)致外架的失穩(wěn)和垮塌。但在施工方案中卻經(jīng)常忽略對支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件的驗算。型鋼梁支承在梁、樓板或墻上，對于墻，一般認為可以不再驗算，對于梁、板，則需要驗算其強度和剛度，驗算內(nèi)容包括：支承點混凝土的抗彎、抗剪、抗扭、局部承壓承載力，如采用鋼筋拉環(huán)，還應(yīng)驗算混凝土的抗拔承載力。如不滿足承載力的要求，或者降低懸挑腳手架的高度，或者對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加強。1.9關(guān)于抗風(fēng)渦流的措施抗風(fēng)渦流的措施

14、在施工方案中是經(jīng)常被忽略的，僅在連墻件的設(shè)置中會出現(xiàn)一句“架高超過40m且有風(fēng)渦流作用時，應(yīng)采取抗上升翻流作用的連墻措施”，這實際是引用JGJ130-2001規(guī)范中的6.4.7條。但具體應(yīng)采取什么連墻措施來抵抗上升翻流作用，方案中鮮有提及?？陀^地說，落實該條規(guī)定有一定的難度。如何確定風(fēng)渦流作用力的大小，規(guī)范并未提及，國內(nèi)也乏有相關(guān)數(shù)據(jù)可供參考。風(fēng)渦流產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，在不同建筑物的不同平、立面產(chǎn)生的作用力大小不同，在不易定量分析計算的情況下可采取如下預(yù)防措施：在與連墻桿對應(yīng)的外立桿處設(shè)置剛性斜拉桿與上層主體結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件連接，或?qū)⑦B墻件改為雙扣件，間距加密。風(fēng)荷載比較大的，應(yīng)考慮腳手架下拉措施。

15、1.10保證水平方向穩(wěn)定的構(gòu)造措施限制腳手架的側(cè)向變形、保證腳手架的側(cè)向穩(wěn)定也是施工中應(yīng)注意的問題。一般情況下，按規(guī)范要求設(shè)置剪刀撐、縱向、橫向掃地桿，同時在工字鋼上搭設(shè)腳手架位置焊制直徑小一號鋼管段以固定腳手架。這些措施能很好的限制腳手架的側(cè)向變形，起到保證腳手架側(cè)向穩(wěn)定、加強腳手架整體性的作用。但在基本風(fēng)壓較大和臺風(fēng)地區(qū)，除設(shè)置剪刀撐、縱向和橫向掃地桿外，還應(yīng)考慮在型鋼梁之間設(shè)置保證水平方向穩(wěn)定的構(gòu)造措施，可以在型鋼梁之間設(shè)置橫桿或斜桿，也可以在型鋼梁的上部掃地桿位置處設(shè)置水平斜撐，有效防止側(cè)向失穩(wěn)。對于選擇槽鋼作為型鋼支承架的腳手架，更要注意防止立桿放置偏心而引起的平面外失穩(wěn)，可以在槽鋼

16、內(nèi)側(cè)焊接鋼板作用加勁肋，加強槽鋼的平面外剛度。2使用中存在的問題2.1現(xiàn)場中購買或租賃的工字鋼、鋼管達不到設(shè)計的要求（使用非國標產(chǎn)品），密目網(wǎng)和等網(wǎng)未使用國標產(chǎn)品（質(zhì)量差，不阻燃）。2.2拉繩松緊不一，未設(shè)計或使用花籃螺栓調(diào)節(jié)（按設(shè)計要求配置），鋼絲繩角度小于60度(俗語太平)，工字鋼未焊拉環(huán)（采用鋼絲繩減荷）。2.3工字鋼在樓面上的錨固方式不合理，不能阻止工字鋼的垂直于建筑物方向的移動。2.4陽臺陽角部位構(gòu)造不合理，隨便設(shè)置工字鋼，造成懸挑長度太長或陽角未放置放射工字鋼。2.5里排立桿與建筑物間未防護，整個腳手架與建筑物間拉結(jié)點不夠。有的層高比較高的跨度框架結(jié)構(gòu)，腳手架無法在中部與建筑物連接

17、。此時設(shè)置豎向鋼管，木方墊底，頂托撐頂，讓腳手架與豎向鋼管連接。立面圖 2.6懸挑腳手架的底部未用腳手板封閉或封閉不嚴，綁扎安全網(wǎng)使用扎筋絲（應(yīng)使用12號鐵絲或14#鐵絲）3特殊部位的技術(shù)處理方法和注意事項 工字鋼設(shè)置完畢后，根據(jù)方案及規(guī)范要求進行檢查，驗收合格后方可進行上部腳手架的搭設(shè)。對于型鋼懸挑外架的特殊部位，如架體立面轉(zhuǎn)角處；架體與塔吊、外用電梯、卸料平臺等設(shè)備需要斷開或開口處；其它特殊部位。應(yīng)有加強措施。3.1架體立面轉(zhuǎn)角處懸挑梁的設(shè)置施工現(xiàn)場的型鋼懸挑外架在立面的轉(zhuǎn)角處的處理方法一般采用輻射式布置型鋼梁，這在小截面的角柱情況尚可行，但通常高層建筑的框架柱截面較大，采用輻射式布置型鋼

18、梁，一般會遇到1-3根的型鋼懸挑梁布置在框架柱內(nèi)，這使柱筋偏位，柱內(nèi)的型鋼梁處的砼不密實，影響框架柱的質(zhì)量，有可能造成重大安全隱患。且采用輻射方式布置型鋼梁的方法，使得外架轉(zhuǎn)角處的立桿間距布置不一，個別內(nèi)立桿未能落在型鋼梁上，成為虛腳現(xiàn)象。因在轉(zhuǎn)角處采用輻射梁布置，使得懸挑梁的長度較長，在無塔吊配合情況下，拆除型鋼梁相當不便，或只能將型鋼梁割短后再拆除。因此建議在外架的轉(zhuǎn)角處的型鋼挑梁改用型鋼三角挑架。 框架結(jié)構(gòu)陽角型鋼布置圖 剪力墻結(jié)構(gòu)陽角型鋼布置示意圖 三角挑架立面圖此種型式的挑架可重復(fù)使用，可大大節(jié)約周轉(zhuǎn)材料，而承載裝置做到了定型化、工具化、標準化，多次周轉(zhuǎn)使用，從而降低施工成本，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。3.2寬大的陽臺部位的懸挑架布置方案 陽臺部位L1、L2懸挑示意圖 陽臺型鋼布置示意圖L1 陽臺型鋼布置示意圖L2在寬大陽臺處不允許型鋼懸挑梁直接傳力給陽臺板或