中国水利水电第五工程局有限公司 四川省成都市 610000
摘要：地铁让人们的生活越来越便利，随着当下地铁的大规模普及，在其配套的车辆段施工过程中，相关的施工技术越来越完善。其中型钢悬挑脚手架更是因为取材容易、便于安装、受力明确等特点被广泛的运用。根据现场施工情况，结合施工经验，本文对车辆段型钢悬挑脚手架施工技术进行探讨，为其他地铁车辆段类似工程施工提供一些经验。
关键词：车辆段 型钢悬挑脚手架 施工技术
1 前言
当下悬挑式脚手架在建筑施工中的运用越来越广泛，悬挑脚手架是利用建筑结构外缘向外伸出的悬挑构架作为支撑结构。使钢管立杆所承受荷载通过支撑结构传递给主体结构。悬挑式脚手架由钢管立杆或型钢支承架、扣件式脚手架及连墙件等组合而成，具有足够的强度、刚度及稳定性，并能将荷载有效传递到主体结构。与传统的落地式脚手架作比较，能极大的降低费用，特别是在深基坑基础作业条件下，使用悬挑脚手架可以不影响正常的回填土施工；与附着式升降脚手架作比较，具有一次性投入小的优点。综合来说，悬挑式脚手架具有受力明确、方便施工，节约工期、便于安装等特点，具有较好的稳定性和安全性，能满足安全生产的需要，被广泛应用到建筑施工中。
2 工程概况
郑州轨道交通8号线一期工程圃田车辆段位于京港澳高速以东、郑汴物流通道以南，占地约31.9公顷，站场南北向长约1100m，东西向宽约300m。车辆段单体总建筑面积123965㎡，包含综合楼、后勤楼、运用库、联合检修库、洗车机库、调机工程车库及材料棚、维修中心厂房、杂品库、物资总库、牵引降压混合变电所等共16个建筑。本工程以圃田车辆段综合楼为例，综合楼位于圃田车辆段主出入口右侧，主体为U型布置。总建筑面积13806.25㎡，基底面积2329.14m²，建筑高度为23.25m（室外地坪至女儿墙高度）。建筑层数地上5F，地下1F。结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑类型为多层民用建筑。悬挑脚手架从主体结构二层以上开始悬挑，脚手架钢管选用Φ48.3×3.6；外挑采用16#工字钢，长度约为4.2m；特殊需加强部位采取16#槽钢次梁焊接固定在悬挑型钢上，悬挑型钢增强为18#槽钢。固定工字钢采用在楼面上预埋U型螺栓的形式来锚固。立杆步距1.8m、纵向间距为1.5m、立杆横距0.8m，内立杆距外墙0.30m，外立杆距外墙面为1.10m，大横杆间距为1.8m，小横杆长度为1.2m。
3 地铁车辆段悬挑式脚手架施工技术
3.1 技术准备
（1）遵循方案先行制度，熟悉施工图纸，根据工艺特点，编制悬挑脚手架专项施工方案。
（2）结合现场实际情况以及方案，明确安全、文明、质量控制点，编制安全技术交底书，对班组内所有作业人员进行交底。
（3）根据图纸计算并提前准备悬挑脚手架所需材料。
3.2 材质要求
3.2.1型钢悬挑梁
型钢悬挑梁应采用高度不小于160mm的双轴对称截面的型钢做悬挑梁结构。
3.2.2锚固螺栓
锚固螺栓应在悬挑梁端部上固定两处及以上，锚固型钢悬挑梁的锚固螺栓直径不应小于16mm。
3.2.3钢管
脚手架钢管宜采用Φ48.3×3.6的钢管，每根钢管的最大重量不大于25.8Kg。立杆和大横杆的钢管长度一般为4～6米，小横杆一般为1.1～1.2米。钢管使用前须调直，外部刷防锈漆，防止钢管在使用过程中受到腐蚀造成不良后果。
3.2.4扣件
扣件应采用可锻铸铁或铸钢制作，其质量及性能应符合相关规范的规定。在螺栓拧紧扭力矩达到65N▪m时，不得发生破坏。
3.2.5脚手板
可采用钢、木、竹材料制作，单块脚手板的质量不应大于30Kg，材质应符合标准要求。
3.2.6剪刀撑
每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，与楼面的角度在45°～60°之间。
3.2.7钢丝绳
每个型钢悬挑梁外端宜设置钢丝绳与上部建筑结构斜拉结，钢丝绳绳卡的设置应符合现行国家标准《钢丝绳夹》GB/T 5976的规定，钢丝绳与型钢悬挑梁的夹角不应小于45°。
3.3 悬挑脚手架搭设控制要点
本工程悬挑式脚手架整体搭设顺序为：预埋件设置→安装悬挑主梁→悬挑主梁上下支撑杆件设置→立杆定位点设置→放置纵向扫地杆→逐根竖立杆→安装横向扫地杆→安装第一步纵向水平杆→安装第一步横向水平杆→安装第二步纵向水平杆→安装第二步横向水平杆→加设临时抛撑，上端与第二步大横杆紧扣→设置连墙杆→加设剪刀撑→铺设脚手板、安装防护栏杆及挡脚板、立挂安全网→挂水平兜网→悬挂安全标牌
3.3.1主节点的设置必须设置一根横向水平杆，并且通过直角方式将这根横向水平杆与扣件紧密相连，同时严禁拆除这根横向水平杆。
3.3.2脚手架必须设置纵、横向扫地杆，纵向扫地杆应采用直角扣件，固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆也应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
3.3.3立杆接长除顶层顶步可采用搭接外，其余各层各步均必须采用对接扣件连接。立杆必须用连墙件与建筑物可靠连接，应每隔两到三步和两到三跨设一连墙件，连墙件的选用必须能承受拉力和压力。
3.3.4脚手架里排立杆与结构之间均应铺设木板，板宽为200mm，外立杆间应满铺脚手板，无探头板。满铺层脚手片必须垂直墙面横向铺设，满铺到位，不能满铺处必须采取有效的防护措施。脚手片须用铅丝双股并联绑扎，不少于4点，要求绑扎牢固，交接处平整，铺设时要选用完好无损的脚手片，发现有破损的要及时更换。
3.3.5底座铺设木跳板装拼严实，层间水平防护采用安全平网作防护层，防止人员意外坠落。在立杆外侧规定位置，及时设置剪刀撑。剪刀撑由两端开始自下而上连续设置，与楼面角度为45°～60°。剪刀撑应上下左右连续布置。剪刀撑斜杆的接长应采用搭接，搭接长度不应小于1m并用不少于三个旋转扣件固定。
3.3.6本工程吊环采用φ20的Ⅰ级钢筋，吊环的锚固长度符合国家现行标准要求。悬挑梁外端采用直径16mm钢丝绳与上一层建筑结构梁斜拉结，钢丝绳穿进预埋吊环内，拉紧钢丝绳后分别用不小于四个的卡扣紧固钢丝绳。钢丝绳夹压板应在钢丝绳受力绳一边，绳夹间距不应小于钢丝绳直径的6倍。吊索必须由整根钢丝绳制成，中间不得有接头。环形吊索应只允许有一处接头。
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图1 悬挑架侧视图
3.4 悬挑脚手架的稳定和安全验算
3.4.1纵横向水平杆验算
（1）纵向水平杆验算
承载能力极限状态
q=1.3×（0.038+Gkjb×lb/（n+1））+0.9×1.5×Gk×lb/（n+1）=1.3×（0.038+0.1×0.8/2）+0.9×1.5×3×0.8/2=1.722kN/m
正常使用极限状态
q'=（0.038+Gkjb×lb/（n+1））=（0.038+0.1×0.8/2）=0.078kN/m
（2）横向水平杆验算
承载能力极限状态：F1=Rmax=2.841kN
q=1.3×0.038=0.05kN/m
正常使用极限状态：F1'=Rmax'=0.129kN
q'=0.038kN/m
3.4.2扣件抗滑承载力验算
扣件抗滑承载力验算：
纵向水平杆：Rmax=1×2.841=2.841kN≤Rc=0.9×8=7.2kN
横向水平杆：Rmax=1×0.02=0.02kN
3.4.3立杆稳定性验算
单立杆的轴心压力标准值N'=NG1k+NG2k=1.872+3.279=5.151kN
单立杆的轴心压力设计值N=1.3（NG1k+NG2k）+0.9×1.5NQ1k=1.3×（1.872+3.279）+0.9×1.5×1.8=9.126kN
3.4.4连墙件承载力验算
扣件抗滑承载力验算：
Nlw+N0=4.058+3=7.058kN≤0.9×12=10.8kN
3.4.5主梁验算
悬挑主梁整体稳定性验算：
查表《钢结构设计标准》（GB50017-2017）得，φb=1.3
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计标准》（GB50017-2017）附表C，得到 φb'值为0.85。
γ0Mmax/（φb'Wxf）=1×14.836×106/（0.853×141×215×103）=0.574≤1
3.5 BIM可视化应用
BIM可视化交底顾名思义就是技术交底通过图片视频等形式来进行的技术讲解。和传统交底相比较，可视化交底最突出的特点就是直观明了，以图片视频的形式对所要描述的信息予以直截了当的传递，告别了枯燥的书面讲解，让重点内容信息垂直传递。同时因传统的文字交底容易流于形式，加上作业人员可能存在理解错误方案的意图。导致了对方案的一知半解甚至是产生歧义，从而使脚手架搭设成为一个危险源。使用文字结合BIM可视化交底很好的避免了这种情况。
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图2 BIM可视化交底
4 结论
型钢悬挑脚手架通过在支撑结构上搭设脚手架，脚手架所承受的荷载通过支撑结构将力传递到建筑物上。在搭设过程中一定要重视悬挑脚手架搭设的质量，按照规范进行搭设，不然将发生严重的安全问题。
参考文献：
[1]姚军 高层建筑悬挑脚手架搭设要点分析［J］.中华民居旬刊.2012（6）；
[2]张根凤 高层建筑悬挑式外脚手架搭设技术［J］.工程质量.2008（8）；
[3]马炳成 高层建筑型钢悬挑脚手架施工技术探讨［J］.山东工业技术.2014（8）。
作者简介：
李向阳：（1996-），男，河南安阳人，现任职中国水电五局郑州地铁8号线一期工程土建8工区项目工经部主办科员，从事城市轨道交通工程技术管理工作。
吕阳昆：（1989-），男，四川南充人，现任职中国水电五局郑州地铁8号线一期工程土建8工区项目工经部技术员，从事城市轨道交通工程技术管理工作。