悬挑式脚手架在高层建筑中的设计与应用

摘要: 高层建筑工程施工外脚手架搭拆，是保证高层建筑施工安全的一个重要环节。目前，在我国的高层建筑结构施工中，分段悬挑搭设的扣件式钢管脚手架应用得非常普遍，由于其荷载传递路线特殊，技术要求复杂，对人员安全、施工质量、施工速度和工程成本以及邻近建筑物和场地都有着重大的影响，因此对其悬挑脚手架的选型、脚手架的设计计算、构造与搭拆施工及使用管理都有着严格的要求。现对分段悬挑搭设的扣件式钢管脚手架进行分析和探讨，为今后高层建筑工程施工提供一些借鉴。[梁斌. 浅谈高层建筑工程悬挑式外脚手架的施工[J]. 山西建筑,2011年。]

关键词：悬挑式；脚手架；高层建筑；施工

中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号：

1 悬挑式脚手架的结构特点

悬挑式外脚手架是一种利用悬挑在建筑物上的支承结构搭设的施工用脚手架，架体的垂直方向荷载通过悬挑支承结构传递到主体结构上，因此其全部荷载都最终通过悬挑结构传递给建筑结构，可见，悬挑式脚手架的关键是悬挑结构，它必须具有足够的强度、刚度和稳定性，并能与建筑结构可靠连接，以将脚手架的荷载安全地传递给建筑结构。[宋鹏飞等. 高层建筑悬挑脚手架的施工技术[J]. 中国科技纵横,2011年。]

悬挑式外脚手架由型钢支承架、扣件式钢管脚手架及连墙件等组合而成。根据悬挑结构的构造形式不同，可分为斜拉式和下撑式两类。斜拉式是在由建筑结构伸出的型钢挑梁端部加钢丝绳斜拉，钢丝绳另一端固定到预埋在建筑结构内的吊环上；下撑式是在挑梁端部下面加一斜杆支撑。两类悬挑结构在实际工程中都有广泛的应用，但从受力及使用上各有特点：斜拉式悬挑结构的承载能力是由受拉钢丝绳控制的，而下撑式悬挑结构的承载能力是由下撑杆的受压稳定性控制，故在挑梁所耗用的材料以及制作、安拆的用工方面，斜拉式都低于下撑式，即受力形式更合理，能充分发挥组成悬挑结构的材料自身的性能；但在使用上，斜拉式不如下撑式方便。(如图1)[续宪宏等. 高层建筑悬挑式外脚手架的要点简析[J]. 建筑安全,2007年。]

图1：悬挑式脚手架的构造图

2悬挑式外脚手架的设计计算

悬挑式外脚手架的计算包括脚手架架体的计算和悬挑结构的计算两部分。主要考虑的荷载有恒荷载：包括脚手架结构自重，立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑、扣件和防护设施等的自重；活荷载:包括施工荷载以及风荷载。首先进行荷载计算，再分别对模板、主次龙骨（木枋）进行内力验算。其顺序如下：

1)脚手架架体的计算内容包括纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑承载力计算；立杆的稳定性计算；连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算；架体中受弯构件的变形验算等。

2)悬挑结构的计算内容根据悬挑式脚手架的荷载传递规律，悬挑结构的计算应包括：型钢底梁的计算(包括抗弯强度计算、抗剪强度计算、局部承压强度计算、整体稳定性验算和挠度计算)；斜拉索的抗拉强度计算。

总之，悬挑式外脚手架的设计计算内容涉及到多方面的知识，具体计算时必须根据脚手架的荷载传递特征进行仔细的分析，进而确定需要计算的内容和计算方法。

3 悬挑式外脚手架的搭设构造及技术要求

3.1搭设的相关措施

3.1.1 搭设操作方法

搭设时在垫层或底板上准确放好定位线，竖第一根立杆时，每6根立杆暂时设置抛撑一根，下端埋置于地下不小于200mm，上端扣牢在立杆大横杆上 ，直至固定件距离操作架设三步架后，方可根据具体情况进行拆除。架设至第一层顶梁板平面时，应立即设置固定件，拉结采用二步三跨。所有扣件，螺丝帽拧紧力距不小于40N，不大于70N，除操作层，设每隔12M 高满铺一层脚步手架。[余新江等. 高层建筑悬挑式外脚手架施工技术[J]. 大观周刊,2011年。]遇到门洞时，挑1-2 根立杆，并将悬空的立杆用斜杆逐根连接，使荷载分布在两面立杆上。

3.1.2脚手架与建筑物连结措施

为了增强脚手架的侧向刚度的稳定性，在外脚手架于建筑物之间设置连接杆，设置说明如下：

①连接杆用短钢管制成，长度约 600-800mm，一端用扣件与脚手架的立杆连结，另一端与预埋钢管连接。 连接杆水平间距为 4.5m，以二步三跨设置，上下错开，成菱形布置。②连接杆尽可能设置在立杆与大小横杆的连接处,与脚手架架体垂直，如在规定的位置上设置有困难时，应在邻近点补足。[卢志标等. 浅谈悬挑式脚手架搭设的要点控[J]. 科技致富向导,2011年。]

3.2搭设基本要求

悬挑式脚手架搭设必须配合施工进度搭设，一次搭设高度不应超过相邻连墙件两步以上。连墙件、剪刀撑等的设置也应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。

3.2.1 脚手架基础

立杆应落在经过夯实平整浇筑200厚C20 砼带上，脚手架边设置排水沟，与市政工程接通，无积水现象。

3.2.2立杆

每根立杆均应设置底座，在底座上部 200mm处设置纵向及横向扫地杆，用十字扣件扣牢，立杆、接头、除顶层可以搭接应符合下列要求[王建锁等. 悬挑式脚手架在高层建筑中的施工与安全技术[J]. 中国新技术新产品,2009年。]：搭接长度不少于1.0M； 搭接部分用三个扣件固定；立杆对接头应相互上下错开， 两相邻立杆错开应不少于一步架，禁止在同一步架上相邻立杆对接。

3.2.3大横杆

大横杆应采用放置水平。 其长度不宜少于两根立杆的跨中，宜少于是 1/3L 跨范围内，同一步架内，内、外大横杆的接头应相互错开，上、下两步在横杆的接头应相互错开一跨，并且不得少于 500mm，凡是与立杆交叉处应用十字扣件扣牢。

3.2.4横杆

小横杆应水平放置在内外大横杆上， 与大横杆交叉处应用十字扣件扣牢，在架板接头部位应采用两根小横杆，搁置相邻两块板板头。 严禁任意拆除，小横杆伸出大横杆长度不少于150mm。

3.2.5 固定件及顶撑

脚手架体必须与框架柱、墙拉结，采用钢管扣件混合拉结，要求拉牢，采用二步三跨，拉结一次；标准层每层与框架拉结一次。连墙杆应连结可靠，扣件必须扣牢；装设连墙杆时，应保持立杆的垂直要求，避免拉固时产生变形；连墙杆垂直于墙面设置， 呈水平位置或稍向脚手架一端倾斜，不允许向上拉结。

3.2.6 脚手架板

脚手架一般采用三步支承， 当脚手架板长度小于2M 时，采用二步支承，但外伸长度不大于 200mm小于100mm，当采用搭铺时，其搭接长度不小于 200mm，禁止铺设探头板。

3.2.7系统的连接、稳定和维护：

① 脚手架应具有足够的稳定性的承重能力，要求：砌筑脚手架不小于 300KG/㎡，装饰抹灰架不小于 200KG/㎡，如超过规定荷载应采取加固措施。②剪力撑每隔 6 根立杆设置一道，每边不小于一道，架体高度在 7M 以上应与墙、柱、梁、板开始拉结，拉结处设顶撑。剪力撑与地面夹角为 45~60 度绑扎在立杆和横杆交叉处，用活动扣件扣牢，搭接长度不少于 1 米，且不少于三个扣件。③脚手架搭设应随主体而上，且应高出屋面操作层1.5M 以上，随外装饰工程而下。④“四口”“五临边”应按规定做好护身栏杆，挡脚板，栏杆高度不低于 1.2M。⑤凡搭设通行过桥或卸料平台时，两边应设 1.2M 高栏杆，且上下绑扎两道栏杆，下部离桥面不高于 200mm。有坡度时，应加钉防滑条。⑥ 脚手架在施工过程中， 必须按规定搭设为满足施工需要的上下施工斜道，斜道宽度不小于 0.8M。⑦在通道口及每层楼面四周边缘设置防护棚，用三脚挂架拉结，与上一层框架梁板预留∮20mm吊环，采用∮15.5mm钢丝绳与框架拉结成整体。[诸华炳等. 简析高层建筑悬挑式外脚手架[J]。科技资讯，2008年。]

4悬挑式外脚手架的拆除

拆除脚手架时，必须由上而下逐层进行，严禁上下同时拆除；连墙件必须随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架；分段拆除高差不应大于两步；如高差大于两步，应增高连墙件加固。当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，再拆除连墙件。当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端，应先加设连墙件及横向斜杆加固。[梁斌. 浅谈高层建筑工程悬挑式外脚手架的施工[J]. 山西建筑,2011年。]

5结语

悬挑式脚手架由于适用范围广，不受层高和场地限制的特点在高层建筑施工中被广泛应用。悬挑式脚手架的这种承载力方式还可与一些特殊的高空悬挑结构支模施工相结合发挥作用。但在实际施工中，需要根据工程平面形状、结构类型、现场条件的差异，加强施工与安全技术的研究尤为重要。

参考文献：

[1]梁斌. 浅谈高层建筑工程悬挑式外脚手架的施工[J]. 山西建筑,2011年。

[2]宋鹏飞等. 高层建筑悬挑脚手架的施工技术[J]. 中国科技纵横,2011年。

[3]续宪宏等. 高层建筑悬挑式外脚手架的要点简析[J]. 建筑安全,2007年。

[4]梁斌. 浅谈高层建筑工程悬挑式外脚手架的施工[J]. 山西建筑,2011年。

[5]王建锁等. 悬挑式脚手架在高层建筑中的施工与安全技术[J]. 中国新技术新产品,200年。

[6]诸华炳等. 简析高层建筑悬挑式外脚手架[J]。科技资讯，2008年。

[7]余新江等. 高层建筑悬挑式外脚手架施工技术[J]. 大观周刊,2011年。

[8]卢志标等. 浅谈悬挑式脚手架搭设的要点控[J]. 科技致富向导,2011年。