新型梁式懸挑腳手架在裝配式工程中的應用

裝配式工程在我國大面積推廣，原有施工技術暨需要改進，普通懸挑式腳手架搭設方法已桎梏建造步伐，不能適應時代發(fā)展。應運而生的新型梁式懸挑腳手架逐漸進入建筑市場，通過總結大量的施工實踐經驗，結合結構安全理論和現行技術規(guī)范，并借鑒同行業(yè)的有益成果，對普通懸挑架搭設方法進行了改進。分析創(chuàng)新改進后的新型梁式懸挑腳手架在實際工程中如何應用，從而進一步推進梁式懸挑腳手架在工程中的作用，以期實現建筑施工企業(yè)施工技術的快速提升。1、工程概況本工程為大冶碧桂園四期A地塊，建設地點位于大冶市花園路以東，占地面積約4.75萬?㎡，由1棟17層洋房、1棟18層洋房、1棟26層、6棟27層、2棟10層、1棟15層、1棟17層、2棟底商，1棟門樓組成。其中地下室建筑面積約2.73萬?㎡，地上部分面積約12.12萬?㎡，總建筑面積約14.8萬?㎡；高層洋房結構形式為剪力墻結構，采用成孔灌注樁基礎。其中1、2、3、6、8、9、12、13號樓采用新型梁式懸挑腳手架施工。以6號樓為例，探討新型梁式懸挑腳手架在工程中的應用。針對工程情況和特點，為克服傳統(tǒng)懸挑方式的弊端，在分析了“新型全裝配梁式懸挑腳手架”的優(yōu)點、可靠性后，本工程確定采用分段搭設的“新型全裝配梁式懸挑腳手架”。2、新型梁式懸挑腳手架簡介2.1

傳統(tǒng)懸挑方式腳手架的弊端高層建筑中當鋼管扣件式外腳手架需要超高搭設時，通常采用分段搭設防護加外裝修使用的雙排扣件式鋼管腳手架這種傳統(tǒng)懸挑方式。其弊端主要表現在：（1）實際工程中常常憑借經驗搭設，幾乎不做嚴格計算設計，造成懸挑鋼梁支撐體系承載力不足、變形大，形成安全隱患；（2）懸挑鋼梁支撐體系由于伸入建筑物內部，影響正常施工，后期修補外墻洞的工作容易造成外墻面滲漏；（3）懸挑鋼梁支撐體系的架設耗材多、困難大，拆除費時費力，經濟性較差。2.2

新型梁式懸挑腳手架的創(chuàng)新點對傳統(tǒng)懸挑方式腳手架的搭設，業(yè)內人士提出了很多新的改進方法。本工程采用的新型梁式懸挑腳手架搭設方案，在總結大量施工實踐經驗基礎上，結合結構安全理論和現行技術規(guī)范，借鑒了同行的有益成果，對普通懸挑腳手架搭設方法進行創(chuàng)新改進。新型梁式懸挑腳手架的核心：通過內埋母螺栓及其配套的普通螺栓，完成鋼梁、拉桿與建筑結構之間的連接，實現將腳手架的構配件均設置于建筑外墻外側的目的。鋼梁為對稱截面熱軋型鋼，采用輕型16號工字鋼；拉桿采用?48.3×3.6鋼管拉桿（計算按48×2.8）；螺栓采用M16以上（含）的螺栓。本工程采用16號Q235輕型工字鋼；48.3×3.6鋼管拉桿及其配套的M20×300、4.8級吊環(huán)螺栓；M16、8.8級穿墻螺栓。在扣件式鋼管腳手架的懸挑設計與施工中，達到了安全適用、經濟合理、技術先進的原則。本新型梁式懸挑腳手架搭設方案特點：（1）將腳手架的構配件，包括架體、懸挑鋼梁、懸掛拉桿、連墻件等，以及各種構造節(jié)點，全部設置于建筑外墻的外側；（2）支撐體系以斜拉桿承擔主要荷載，大幅提高支撐體系的承載力；新型梁式懸挑腳手架的優(yōu)點：1）支撐體系承載力冗余大、變形小，更加安全可靠；2）腳手架構件設計合理適用，施工安裝、拆除、維護方便，節(jié)省人工；3）實現外架搭設與主體結構同步施工，無需等待；建筑結構內無腳手架構件，不影響內部施工；附著在外墻上的腳手架構件小，對外墻施工影響較?。?）構配件采用市場通用件，便于加工采購；節(jié)省搭設的材料消耗；省去裝修施工前的連墻件臨時拆除、布設工作；5）方便進行懸挑腳手架的專項方案設計。3、施工工藝技術鋼管國標規(guī)格為?48.3×3.6，鑒于市場實際情況，本工程中，統(tǒng)一表述為?48×2.8。工字鋼為輕型16號工字鋼，記為QI16。3.1

懸挑工字鋼梁布設方案每棟樓首道懸挑層以下為落地腳手架，在安裝首道懸挑工字鋼時，落地架兼做臨時支撐架，待懸挑層混凝土強度達到設計值的75%，且斜拉桿搭設以后方可拆除。各棟落地架手架基礎均為回填土，故在搭設落地架時基礎采用廢磚渣鋪填600?mm，再澆筑100厚C20混凝土墊層進行處理，以保證架體的穩(wěn)定性。新型梁式懸挑腳手架主要由斜拉鋼管承受荷載作用。安裝懸挑工字鋼梁時，若上部結構未施工，采取下撐的方式進行臨時支撐，頂撐點距混凝土挑梁根部L/3（L為挑梁長度）。上部結構梁混凝土達到設計強度70%時，把下撐改為上部斜拉。3.2

施工工藝流程預埋件設置→設置支（頂）托→安裝懸挑主梁→懸挑主梁上下支撐桿件（拉桿）設置→立桿定位點設置→縱向掃地桿→立桿→橫向掃地桿→橫向水平桿→縱向水平桿(格柵)→剪刀撐→連墻件→鋪腳手板→扎防護欄桿→扎安全網。3.3

各部位的安裝方法（1）常規(guī)部位安裝方法，如圖1所示。圖1常規(guī)部位安裝示意（2）陽臺部位。陽臺處搭設懸挑架時，懸挑槽鋼設置在懸挑梁上，同時采用拉桿對懸挑構件進行卸載，卸載拉桿設置在陽臺根部框架梁上。（3）飄窗及空調板部位同陽臺。這種新型梁式懸挑安裝方法適用于各種部位，便于操作。4、內力驗算4.1

腳手架荷載立桿荷載計算：分段架高度H≤21?m；立桿步距h=1.8?m；立桿縱距La=1.5?m；立桿橫距Lb=0.75?m；內立桿離墻a=0.3?m；橫桿內伸長度a1=0.2?m；建筑層高L1=3.0?m；活荷載取2層共Gkzj=5?KPa。外立桿單位高度架體自重gk=0.1?295（kN/m）。4.2

懸挑梁計算由于計算內容復雜，本文僅選取主要受力計算部分。（1）懸挑梁內力計算計算簡圖見圖2，彎矩內力圖見圖3。圖2計算簡圖圖3彎矩圖（kN·m）經計算，σmax=215?N/mm2。符合要求。經計算，τmax=20.1?N/mm2<[τ]=125N/mm2符合要求。（2）主梁固定螺栓驗算。支座反力計算設計值：R1=9.15?kN，R2=19.01?kN經計算，α1=71.565°主梁軸向力設計值：經計算，NSZ1=6.34?kN與建筑物連接螺栓所受剪力：Nv1=9.15?kN單個螺栓所受的軸向力值：Nt=Nt1/N1=6.34/2=3.17?kN單個螺栓所受的剪力值：Nv=Nv1/n1=9.15/2=4.575?kN單個螺栓抗剪承載力設計值：經計算，Nvb=78.5?kN單個螺栓抗拉承載力設計值：經計算，Ntb=97.82?kN[(Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=[(4.575/78.5)2+(3.17/97.82)2]0.5＜1螺栓承載力滿足要求。（3）主梁端頭連接件，如圖4所示。圖4主梁端頭連接件豎向焊縫有效面積：Afw=1070.16mm2連接件焊縫：經計算，τmax=Vmax/Afw=160?N/mm2（4）主梁端頭螺栓墊板經計算，NSZ1=3.17?kN螺栓墊板采用60×60×6，C30混凝土，fc=14.3?N/mm2?；炷翉姸冗_到50%才能加荷載。螺栓墊板所受的軸心壓力值：N=3.17?kN經計算σ=N/A=0.88?N/mm2＜7.15N/mm2，螺栓墊板滿足要求。（5）上拉式斜拉桿、斜拉桿與建筑物連接錨固螺栓、與主梁連接錨固驗算。4.3

下托懸挑架驗算下托懸挑架驗算如圖5所示。圖5下托式懸挑鋼架示意5、腳手架構造要求5.1

懸挑梁定位工字鋼外伸端頭離端部設立桿定位裝置，腳手架搭設時，將立桿直接插入到立桿定位裝置的相應立桿上。連接圖及節(jié)點示意如圖6所示。（a）（b）（c）圖6連接圖及節(jié)點示意（a）立桿與挑架的連接；（b）節(jié)點示意一；（c）節(jié)點示意二5.2

立桿及縱橫向水平桿構造要求

立桿及縱橫向水平桿構造要求，如圖7所示。圖7立桿及縱橫向水平桿構造立面示意6、結語本工程采用新型梁式懸挑腳手架的搭設，通過內埋母螺栓及其配套的普通螺栓，完成鋼梁、拉桿與建筑結構之間的連接，使腳手架的構配件均設置在建筑外墻的外側。在扣件式鋼管腳手架的懸挑設計與施工中，達到了安全適用、經濟合理、技術先進的目的。新型梁式懸挑腳手架搭設實現了如下特點。（1）實現了腳手架所有構配件全部設置于建筑外墻的外側，包括架體、懸挑鋼梁、懸掛拉桿、連墻件等，以及各種構造節(jié)點。（2）支撐體系以斜拉桿承擔主要荷載，大幅提高支撐體系的承載力。同時支撐體系承載力冗余大、變形小，更加安全可靠。（3）腳手架構件設計合理適用，實現外架搭設與主體結構同步施工，無需等待；建筑結構內無腳手架構件，不影響內部施工；附著在外墻上的腳手架構件小，對外墻施工影響較小。（4）構配件采用市場通用件，便于加工采購。（5）節(jié)省搭設的材