三角架在悬挑外脚手架施工中的应用研究

三角架在悬挑外脚手架施工中的应用研究

李永亮 代 麒 周立喜 刘小宁 俞泽平

中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏南京 210019

[摘要]：为保证多种施工工序可交叉进行，有效地提高施工效率，悬挑式外脚手架在高层、超高层建筑结构中被广泛应用。传统悬挑型钢梁承力外脚手架耗材多、施工难度大，对结构本身存在一定的破坏，容易引起楼面的渗漏与破损。采用该新型悬挑外脚手架能够有效保证施工质量，杜绝渗水漏水隐患，并且提高构件的周转率。本文首先论述了传统悬挑型脚手架的不足之处，然后结合具体工程对基于三角架形式的新型悬挑架的施工技术进行了分析与研究。结果表明：在保证质量与安全的前提下，该架体能够有效降低施工成本并缩短搭设工期，具有良好的经济效益。

[关键字]：三角架 周转率 施工技术 经济效益

1、引言

随着城市化进程的推进,高层、超高层建筑越来越多，结构形式也日益复杂多变。为满足建筑主体结构及外墙装饰装修施工的需要，悬挑式外脚手架成为工程师们普遍采用安全可靠形式之一。而传统的悬挑型钢梁支撑脚手架须穿过建筑物外墙、伸入室内用U型预埋件锚固在楼面板或楼面梁上，悬挑端部斜拉钢丝绳以保证架体的合理受力与可靠性。传统悬挑型钢梁伸入楼层内部，不仅影响室内建筑垃圾清理及施工人员行走，而且容易破坏混凝土梁、板构件，为后期楼面渗水漏水埋下隐患。加上伸入室内锚固长度不得小于悬挑段1.25倍的要求，使得一次性投入的钢材多，增加了施工成本。因此，在考虑施工工艺及安全防护外，脚手架的经济效益也成为施工单位选择搭设方案的一个重要指标。基于三角架模式下的悬挑式脚手架没有型钢梁妨碍建筑垃圾清理及施工人员行走，各种施工工序可交叉进行，施工现场简洁、美观。其次，工字钢耗材少，安装拆除方便快捷。可拆式预埋高强螺栓，型钢梁拆除后，预埋螺栓还可回收重复使用。本项目基于普通悬挑脚手架的缺点与不足，采用新型三角架形式的脚手架，在保证施工安全的前提下更具经济性和实用性，可以得到施工企业的认可和进一步推广。

2、工程概况

本项目为大型公共建筑，主要功能为科研办公楼，单体建筑面积23217.5㎡。地上14层，地下一层框架结构。结构在九~十一层位置存在3.75m的悬挑梁板，若采用传统的悬挑钢梁支撑施工难度较大，安全性难以可靠保证且耗费工字钢量巨大。项目采用新型三角式型钢悬挑架缩减了穿越墙体与伸入室内锚固在楼面梁和楼面板上的长度，其重量减轻了53%以上，节省了大量的钢材。同时，安装新型悬挑架时构件重量小、安装方便，在不影响其他工序施工的条件下有效地提高施工效率，优化了施工流程。这种全新的安装搭设方式，可以有效保证施工质量，杜绝渗水漏水隐患，并且构件的周转率达到了近92%。

3、悬挑架施工步骤

3.1深化设计

本工程依据甲方提供的“建筑施工图”和“结构与结构图”结合有关规范，深化设计出各单体悬挑层的“悬挑钢梁平面布置图”。工字钢均采用18#工字钢作悬挑式外架的底部支撑；联系钢梁为18#工字钢，主梁与联梁之间采用焊接连接，要求焊缝连续饱满。主要规格为3m、4.5m、6.0m，普通部位工字钢的间距同立杆纵距为1.5m。

对于普通部位型钢悬挑处，立杆处工字钢焊150mm高的φ25的圆钢（立杆抗滑用），同时在工字钢底部距钢梁端100mm位置焊接200mm长不小于Φ25钢筋（钢丝绳抗滑钢筋）。利用直径为16mm的钢丝绳进行斜拉，每根悬挑工字钢设置一道，对阳角、转角、跨电梯井、1.3m阳台处等部位因受力较大，需在内排立杆下增设一道钢丝绳进行斜拉；同时对于联梁悬挑端必须设置斜拉钢丝绳。悬挑架上最大施工活荷载不得大于3KN/㎡，同时施工层数不得大于2层。

三角架采用16#槽钢制作而成，水平槽钢立着焊接，槽钢间的连接部位均采用双面焊接，严格控制焊缝高度不小于8mm。螺栓采用M20高强度螺栓，结构预留孔洞采用预埋d=25mm

的PVC套管，三角架采用上下两根螺栓与结构梁或墙进行可靠连接。

3.2.梁内套管预埋

根据施工方案及设计深化的“悬挑梁平面布置图”为指导，在钢筋布设绑扎完成、模板拼装完善之后与浇筑混凝土前，对结构单体悬挑层进行现场预埋。

（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，

（2）上端：在工字钢悬挑的上楼层对应处预埋25*200㎜套管一根，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Φ25*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，转角处采用200*220*12㎜铁板预埋；

（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。

为保证新型悬挑承力架安装后的整体美观，上拉钢丝绳、两道螺栓紧固杆这三项均应尽可能控制在同一竖直线上。为提高螺栓紧固杆的使用安全，确保其受力合理，所有预埋件位置的设置在设计图指定的最佳预埋位置。

3.3 安装高强螺栓杆件

当混凝土强度达到方案要求的强度后（一般为6MPa），在PVC套管中穿入上下两道高强螺栓杆，并采取临时加固措施防止螺杆滑脱造成物体打击事故的发生。

3.4 悬挑梁安装

根据预埋件的安装位置，逐条将悬挑梁布置于悬挑层的具体位置，并用高强螺母与结构梁柱固定牢固。

（1）待混凝土的强达到要求后，拆除梁的侧模，疏通预埋梁内套管，将20*300㎜高强螺栓加垫片从套管孔中由内往外穿过。

（2）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，用扳手将螺帽拧紧。

（3）对于转角处工字钢由于预埋螺栓无法预埋和角度受限，转角处必须放置的工字钢可采用钢板，再根据现场实际情况，现场将工字钢与钢板焊接。

3.5 脚手架搭设

（1）混凝土达到设计强度的75%方可开始进行架体的搭设施工，此过程严禁在悬挑梁或钢管架体上堆重物。

（2）在不具备连接拉结钢丝绳条件时，脚手架可搭设的最大高度不得超过10m，当悬挑层上层的混凝土强度达到要求后，应尽快将上拉钢丝绳组装好，并及时将斜拉钢丝绳调节至受力状态后，方可进一步搭设脚手架。

3.6钢丝绳固定环的预埋

在悬挑层的上一层混凝土浇筑前，将固定斜拉钢丝绳的预埋环布置好。待外侧模板拆除，混凝土强度达到规定要求后开始把钢丝绳穿过预埋环用卡扣锁紧，并将斜拉钢丝绳与悬挑钢梁的端部有效固定，同时调节至受力状态。

4、特殊部位处理

（1）工字钢上反檐部位需预留槽口，反檐部位钢筋在该部位断开，混凝土暂不浇筑；

（2）待上部结构施工完毕，外架拆除后将工字钢移走后对上反檐部位进行弹线、剔凿、将钢筋剔出来，采用搭接焊（满足单面焊要求）；

（3）在电梯井、楼梯间等部位工字钢穿墙时，应避开暗柱，严禁切断墙体受力钢筋。

5、总结

伴随着建筑行业的蓬勃发展，因脚手架倒塌而导致重大安全事故的问题也日益突出。在保证施工质量与安全的前提下，探索新型悬挑式脚手架的施工技术对于降低施工成本提升整个建筑行业水平具有重大意义。本文通过结合项目特征，在现阶段悬挑式脚手架的研究基础上提出了新型施工方案，在一定程度上解决了施工难题并取得了良好的经济效益。

参考文献

[1] 肖喆, 李素霞, 杨化军,等. 型钢悬挑脚手架在高层建筑框架结构施工中的应用[J]. 建筑施工, 2018, 40(003):380-381,388.

[2] 王林海. 脚手架及模板工程施工技术[M]. 中国铁道出版社, 2012.

[3] 邓凯, 田业大, 张立新. 悬挑式三角架支撑技术在沈阳南站高大模板支撑架体中的应用[J]. 施工技术, 2019, 048(002):88-91,99.