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花篮式悬挑脚手架在住宅楼中的应用

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张敏

[导读] 摘要：悬挑脚手架在建筑施工过程中给安全施工提供了条件，一直沿用了好多年，除了附着式爬升架外没有任何新式的跟新与换代，传统悬挑架一直采用简单粗放式的安装与拼接，悬挑材料重量大，安装过程中劳动强度大，危险性大，搬运材料困难，上拉式脚手架使用材料轻便，属于快速安装型的工具式脚手架，在作业层安装过程中，安装周期缩短，给挑架层施工节约了时间，节省了大量的工字钢用量，节材效果显著。

        北京城建七建设工程有限公司北京 100029
        摘要：悬挑脚手架在建筑施工过程中给安全施工提供了条件，一直沿用了好多年，除了附着式爬升架外没有任何新式的跟新与换代，传统悬挑架一直采用简单粗放式的安装与拼接，悬挑材料重量大，安装过程中劳动强度大，危险性大，搬运材料困难，上拉式脚手架使用材料轻便，属于快速安装型的工具式脚手架，在作业层安装过程中，安装周期缩短，给挑架层施工节约了时间，节省了大量的工字钢用量，节材效果显著。相比于附着式爬升脚手架具有工艺简单、安全。
        关键词：花蓝式；脚手架；设计；安装施工
        悬挑脚手架在建筑施工过程中给安全施工提供了条件，一直沿用了好多年，除了附着式爬升架外没有任何新式的跟新与换代，传统悬挑架一直采用简单粗放式的安装与拼接，悬挑材料重量大，安装过程中劳动强度大，危险性大，搬运材料困难，上拉式脚手架使用材料轻便，属于快速安装型的工具式脚手架，在作业层安装过程中，安装周期缩短，给挑架层施工节约了时间，节省了大量的工字钢用量，节材效果显著。相比于附着式爬升脚手架具有工艺简单、安全。
        本文通过沁水县教育园区公租房工程花篮式悬挑脚手架应用为例，对花篮式悬挑脚手架在住宅楼的设计、安装施工进行详细论述，为施工中脚手架的应用提供依据。
        1、工程概况
        沁水县教育园区公租房工程位于山西省晋城市沁水县，建筑面积为21153.68㎡，地下两层，地上十一层，建筑高度为32.4m，本工程包括四栋住宅楼、两栋附属商业楼及地下车库组成，主体施工时从2层开始防护架采用花篮式悬挑脚手架。
        花篮式悬挑脚手架适用于高层悬挑脚手架施工，尤其对住宅建筑周围剪力墙比较集中的建筑；可以减少大量的预留孔。
        本工程脚手架主要用于结构施工，兼作安全防护。脚手架搭设采用双排单立杆，立杆距结构外沿0.35m，立杆横距0.8 m，外挑1.15m，工字钢长度1.25m（局部加长），每6层1挑，每挑高度19.2m，立杆纵距不超过1.5m，步距1.47m。连墙件两步三跨设置，钢管壁厚2.7mm。脚手架示意图如下：

1-1剖面

        2、花篮式悬挑脚手架的特点
        （1）操作方便，适应范围广，安全可靠。
        （2）改变了传统钢丝绳卸载的施工方法，改用梁端上部用Φ20钢筋连接，由花篮螺栓拧紧受力可起到固定、卸荷、减轻钢梁支座弯矩作用，且花篮螺栓和钢筋可回收二次利用，与常规使用的钢丝绳比较更安全，相较于传统悬挑架，可节约55%的型钢用量，经济效益显著且经济合理，降低成本。
        （3）将传统工字钢悬挑梁受力变为简支梁受力，工字钢截面特征呈对称，受力明确，钢梁尾端用螺栓固定，钢梁悬挑端上部由花篮螺栓拧紧受力，属于轴心受力的最佳状态，抗弯性能较好。
        （4）改变了传统型钢梁在楼面锚固的施工方法，改用型钢挑梁由螺栓固定在建筑物上，悬挑钢梁长度比传统悬挑钢梁缩短一半以上，降低了成本，而且悬挑钢梁不必伸入建筑物内，无需墙面预留洞口，墙面施工时必须再次封补，对后续作业楼层面地坪施工不影响，无需等悬挑钢梁拆除后再进行地坪施工，降低了洞口渗水的质量通病又缩短了工期。
        （5）悬挑钢梁上部基本与混凝土楼层面持平，铺上模板后防护到位，便于清理。
        3、花篮式悬挑脚手架施工方案的设计
        （1）悬挑型钢构造
        工字钢规格：I16，材质Q235-A。最外侧吊耳板一般距离工字钢端部距离为350mm，双拉杆情况下，内吊耳板距离外吊耳板间距为800mm。

        单拉杆典型情况           双拉杆典型情况
        （2）端板构造
        板规格：170×220×12钢板，材质Q235-A。板上一个孔开水平槽孔，方便对预埋铁管水平施工误差进行调节。工字钢与端板连接采用角焊缝围焊，焊脚高度6mm。

（3）吊耳板构造
吊耳板规格：80×100×12钢板，材质Q235-A。吊耳板与工字钢连接采用双面角焊缝，焊脚高度6mm。

（4）拉杆构造

（5）下拉杆构造

（6）上拉杆构造

（7）拉杆构造

4、花篮式悬挑脚手架的安装
利用高强螺杆将挑架工字钢与主体结构连接，采用制作的定型拉杆将工字钢另一端上拉作为主要的受力点，拉杆与主体结构用高强螺栓与上部结构拉结。不在利用工字钢进行悬挑受力，更加充分的利用了钢材抗拉的优越性能。

        （1）花篮拉杆工具式悬挑架由水平钢梁和花篮螺杆两部分组成。
        （2）斜拉式悬挑架，型钢梁的力学模型为简支结构，挑梁由工字钢一端固定于主体结构；
        （3）挑梁与建筑物之间连结采用经热处理的8.8级的高强螺栓，斜拉式圆钢拉杆固定在上部主体结构上；
        （4）斜拉杆、通过钢板相互连接，由花篮螺栓拧紧受力，组成一个三角形型钢承重体系。
        4.1安装流程
        搭设准备工作→悬挑架体材料制作→悬挑架体材料检查→钢梁埋设套管→安装悬挑工字钢挑梁→脚手架扫地杆搭设→安装花篮斜拉杆→拧紧花篮、调整悬挑梁端头高度→维护。
        4.2安装平台搭设
        （1）准备工作
        1）熟悉工程建筑结构施工图、编制悬挑架及脚手架施工组织设计。
        2）根据施工图确定脚手架分段高度，确定悬挑架沿建筑物纵向间距，确定悬挑架使用类型（普通型、加长型、超长型）数量，发现现场情况与设计型号相抵触时，及时与技术部门沟通协调，修改设计。
        3）在此基础上绘制悬挑脚手布置平面图和剖面图，作为施工组织内容之一。
        （2）材料制作
        工字钢端部铁板下料和焊接：根据选定的16#工字钢的长度和铁板的大小及厚度绘制加工平面图，加工厂进行成品加工。
        （3）钢板加工平面图

        工字钢及钢板下料图
        根据悬挑脚手架工字钢平面布置图选取工字钢的长度，距工字钢前端100mm/50mm处焊接钢管或钢筋头，以稳固脚手架立杆，再焊接工字钢吊耳，见下图。
        （4）花篮螺栓的加工
        根据方案计算后选定的螺栓形状、尺寸、规格进行下料切割，绘制花篮螺栓的加工平面图。取Φ20的碳素优质钢与三根Φ14碳素优质钢进行双面焊接，加工成型的花篮螺栓进行组合安装（正反牙具），购置成品花蓝螺杆见下图

（5）拉杆制作与焊接
将上、下拉杆与耳板绘制加工平面图，切割下料，依次见下图。

1-1剖面

上端Φ20碳素优质钢与250*100*10㎜铁板弯曲成20度（根据楼层面而定），打孔切割槽距（槽距为20*100）后进行坡口焊接，见下图。

        拉杆加工图
        下端Φ20*1.0米碳素优质钢与250*10*10㎜铁板（根据楼层面而定），打孔切割槽距（槽距为20*100）后进行坡口焊接，见下图。
        （6）悬挑架构配件检查
        1）将悬挑架构配件，对照施工组织设计要求进行全面检查。
        2）核对型号、规格、数量、构件外形变化，连结板缺陷，螺栓孔与螺栓匹配，填写检查表。
        （7）墙体圈梁埋设套管
        1）顶板模板支设完成后，梁外模合模前，根据限制的脚手架工字钢平面布置图，精确在模板面上放出定位线，见下图。

        螺栓孔放线图
        2）上端：在工字钢悬挑的上楼层对应处预埋30*200㎜（根据墙厚加工套管）套管二根，套管两端采用胶带封闭，焊接在梁、墙柱上；
        3）下端：悬挑前高强螺栓套管预埋采用Φ30*200㎜空心钢管预埋，两头用胶带封闭，埋入钢筋绑扎梁、墙柱中进行焊接固定；
        4）套管预埋好后，派专人对套管的平面布置尺寸和高度位置进行复核，确保套管的位置偏差减小到最小。
        5）混凝土浇筑过程中，应派专人跟踪作业，严禁在有预埋套管的位置下料，在振捣过程中，操作人员严禁碰撞套管。
        （8）安装悬挑工字钢
        待混凝土的强度达到要求后，拆除梁的侧模，疏通预埋梁内套管，将22*280㎜高强螺栓加垫片从套管孔中由外往内穿过，见下图。

高强螺栓放置图
将加工好的工字钢端部套入放置好的两个高强螺栓，然后分别在螺栓上加垫片配两个高强螺帽，（如采用弹簧垫片可用一个高强螺帽）用扳手将螺帽拧紧，见下图。

        工字钢紧固图
        （9）脚手架扫地杆搭设
        待悬挑工字钢全部安装就位后，在工字钢上先布设悬挑架扫地杆，扫地杆布设好后，将立杆套在钢筋头上，并与扫地杆连接牢固，见下图。

        悬挑架扫地杆布设图
        依据普通脚手架搭设要求完成悬挑层架体的搭设。
        （10）花篮螺栓上下拉杆安装
        1）待悬挑上一层混凝土达到强度后，拆除梁侧模，将高强螺栓加垫片从套管中由内往外穿出，并将上拉杆的耳板与高强螺栓用双螺母加垫片固定牢固。
        2）将下拉杆与工字钢上的耳板用高强螺栓加垫片进行初步固定，待上拉杆伸入后牢固固定，见下图。

花篮螺栓与下拉杆连接图
3）将花篮螺栓孔与下拉杆丝扣对接不断旋转，然后松开耳板螺丝，将花篮螺栓伸入上拉杆丝扣旋转，直至旋转不动，然后用工具将花篮螺栓旋转至下拉杆耳板与工字钢耳板正好可以伸入高强螺栓后，及时穿入螺栓并拧紧螺栓，见下图。

花篮螺栓与上拉杆连接图
4）最后用工具将花篮螺栓旋转至旋转不动，确认拉杆拧紧后，结束上下拉杆的安装，见下图。

花篮螺栓紧固图
5）悬挑层脚手架搭设完成后，及时用旧模板将悬挑层封闭处理，见下图。

        悬挑架内立面图
        （11）悬挑架维护
        悬挑架维护：拉结拉好，应对所有牙具采用防锈保护（包括用塑料包裹等）；定期检查花篮螺栓是否锈蚀、松动。
        5、安装搭设注意事项
        （1）悬挑式脚手架的安装搭设作业，必须明确专人统一指挥，严格按照专项施工方案和安全技术操作规程进行，作业过程中，应加强安全检查和质量验收，确保施工安全和安装质量。
        （2）安装架设作业应有可靠措施防止人员、物料坠落。
        （3）悬挑承力架应按设计的施工平面布置图准确就位、安装牢固，安装过程中应随时检查构件型号、规格、安装位置的准确性和螺栓紧固及焊接质量。
        （4）脚手架搭设必须配合施工进度进行，一次搭设高度不应超过相邻连墙件以上二步，脚手架搭设过程中，应及时安装连墙件或与主体结构临时拉结。
        （5）脚手架每搭设完一步，应按照规定及时校正步距、纵距、横距和立杆垂直度。
        （6）剪刀撑、横向斜撑应随立杆、纵向、横向水平杆等同步搭设。
        （7）混凝土达到12MPa或规定要求后，方可开始搭设外架，此过程严禁在悬挑梁或钢管架体上堆放重型材料。严禁在此过程中吊放塔吊上的任何材料。
        （8）在不具备连接“上拉杆”条件时，脚手架可搭设最高高度为13m，当悬挑层上层的混凝土强度达到要求后，应尽快将上拉杆组装好，并及时将“斜拉杆”调节至受力状态后，方可再往上搭设脚手架。

        6、结论
        通过选用花篮式悬挑脚手架作为防护架，可节约型钢用量，经济效益显著；解决了型钢悬挑层因砌体补洞引起的外墙渗?问题，取得了较好的社会效益；不存在结构后期补洞施工，大大缩短了工期；拉杆拉结不需在模板上开洞预埋拉环，尤其对铝模、塑模而言，可减少损耗率，提高模板重复利用率，降低成本。为后续脚手架在工程中的使用，提供了应用的依据。
        参考文献：
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        [6] GB50661-2011，钢结构焊接规范。
        [7] JGJ18-2012，钢筋焊接及验收规程。
        [8] JGJ107-2010，钢筋机械连接技术规程。
        [9] JGJ82-91，钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程。
        [10] GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范。
        [11] JGJ81-2002，建筑钢结构焊接规程。