浅谈江西某高层建筑悬挑脚手架施工方案

　　摘要:随着高层建筑日趋增多，悬挑脚手架在建筑施工中的应用越来越广泛。相对于落地式钢管脚手架，悬挑式脚手架具有投入低、周转快、节约工期等优点。悬挑脚手架施工方案是否完整、合理、可靠，是否能正确指导施工人员制作、安装、搭设悬挑脚手架，是确保架体安全的重要因素之一。本文就某工程实例的脚手架的施工方案中与计算、构造措施有关的几个问题与广大同行探讨。

　　【关键词】悬挑脚手架施工方案编制

　　1、实例

　　江西省某高层建筑工程，框架剪力墙异形结构，建筑面积约40000㎡，层高2.8m。施工单位为某特级企业施工，该项目在完成地下室，计划按工期要求10天内完成一层标准层结构，由于是高层建筑，建设单位对安全抓特别的严格，要求施工单位按每5层悬挑脚手架搭设。施工单位根据《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》，悬挑脚手架必须编制专项施工方案。方案主要编制依据有《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001(以下简称JGJ130-2001规范)、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99、《钢结构设计规范》GB50017-2003等相应的地方标准等。方案应有设计计算书(包括对架体整体稳定性、支撑杆件的受力计算)，有针对性较强的、较具体的搭设、维护及拆除等安全技术措施，并应有平面、立面图以及节点详图。以下就是在此施工的全过程遇到的问题,提出来参考。

　　2、关于搭设高度

　　目前悬挑脚手架施工方案编制的主要依据是JGJ130-2001规范，该规范对悬挑脚手架并没有限高的规定，此项目部按实际出发，按每5层悬挑搭设方案，方案编制时一般先根据经验初步拟定每段悬挑脚手架的高度及各项参数，再核算外脚手架本身的力学性能，如不能通过验算，再逐个调整参数，继续验算直至强度、刚度、稳定性、节点强度等各项要求均满足。

　　编制时应考虑风荷载的影响。对于高层建筑而言，风荷载是重要的水平荷载，是使结构产生内力和位移的重要因素。对于外脚手架也不例外，随着高度的增加，风荷载的作用会逐渐增大。在立杆的稳定性验算中，对于基本风压较大的地区，有风组合为控制组合，因此在分段悬挑时，应使上一步悬挑高度小于下一步的，确保立杆的稳定性。

　　2、关于悬挑梁的截面选型

　　悬挑脚手架应采用型钢制作的悬挑梁、悬挑桁架或附着式钢三角架，不得采用钢管。目前悬挑梁多采用普通工字钢或槽钢，由于普通工字钢具有双轴对称截面，受力明确，传力直接，得到广泛使用。

　　对于型钢梁型号规格的选择，一般仅选择危险性较大的有代表性的几根梁进行验算，通常选择凸阳台、飘窗等悬挑长度较长处。实际上，在建筑物的阳角处，虽然型钢梁悬挑长度并不是最长的，但此处是两侧立杆的交汇点，其承受的荷载是最大的，且不易固定。但很多方案编制人员忽略了此处的计算，仍按普通位置设置，造成一定的安全隐患。

　　3、关于钢管壁厚

　　在JGJ130-2001规范中，脚手架钢管列出了两种规格：外径48mm、壁厚3.5mm和外径51mm、壁厚3.0mm，推荐采用3.5mm的钢管，逐步淘汰3.0mm的钢管。目前我国建筑市场钢管和扣件采用租赁方式，市场租赁到的钢管壁厚多为3.2mm～3.0mm，达不到规范要求的3.5mm。并且材料经多次周转使用后，钢管锈蚀使壁厚减薄，钢管惯性矩还要减少。因此笔者建议在编制方案时对材料壁厚进行折减，外径48mm、壁厚3.5mm的钢管，按3.0mm厚度计算，以确保安全。

　　4、关于斜拉钢丝绳的问题

　　悬挑脚手架按其受力型式分为斜撑式、悬臂式、斜拉式，目前使用最多的是斜拉式悬挑架，即普通型钢悬挑、钢丝绳斜拉。而钢丝绳是否受力，直接影响到受力模型，也直接影响到型钢梁的选择。如果钢丝绳按受力考虑，则型钢梁的力学模型为简支结构(前端锚固点不考虑受力);如果不考虑钢丝绳受力，仅作为一种安全储备，则型钢梁的力学模型为悬挑结构。

　　此项目经过多数专家的意见是钢丝绳作为柔性材料，承担荷载的多少不易确定，计算时应按以下两种情况共同确定型钢与钢丝绳的规格：一是型钢梁完全受力，钢丝绳不考虑受力，仅作为一种安全储备，按悬挑结构核算型钢的承载能力，从而选择型钢;二是钢丝绳完全受力，以钢丝绳的破断拉力作为极限荷载，按简支结构核算钢丝绳的承载能力，从而选择钢丝绳。

　　在斜拉式悬挑脚手架搭设和使用过程中，钢丝绳虽已受力，但各绳张紧程度并不一致，说明各绳受力的大小不一样。如果按简支结构作为计算模型，以钢丝绳的破断拉力作为极限荷载，这样选择的型钢偏小;但如果完全按悬挑结构计算，选择的型钢则很大，造成了很大的浪费。能否将两种模型进行综合，考虑型钢梁和钢丝绳各承担一部分荷载，使方案安全经济?可以考虑对钢丝绳的极限荷载进行折减，如折减30%～40%，以确保安全，这还需要进行试验测定。

　　5、关于型钢梁的固定

　　型钢梁与主体混凝土结构的固定可采用预埋螺栓固定、钢筋拉环锚固，不得采用扣件连接，连接强度应经计算确定，型钢梁与主体混凝土结构的固定方式。

　　当采用钢筋拉环锚固时，拉环应锚入楼板30d，并压在楼板下层钢筋下面。如不能保证钢筋的混凝土保护层厚度，也可以将拉环压在楼板下层钢筋上面，同时在拉环上部两侧各附加两根直径14～16的钢筋，并与楼板钢筋绑扎牢固，以确保拉环不会从混凝土楼板中拔出。

　　6、关于连墙件的设置

　　JGJ130-2001规范规定，连墙件宜靠近主节点设置，偏离主节点的距离不应大于300mm，在实际施工中并不易实现。施工方案一般按两步三跨或两步两跨设置，脚手架的步距一般为1.5m～1.8m，为了方便施工人员行走，通常采用1.8m，由于层高很难与步距的整数倍匹配，因此连墙件的位置有可能会在洞口等无法设置的地方。编制人员在计算时应考虑此问题，避免出现无法固定的情况，给架体的稳定带来隐患。

　　7、关于主体结构相关位置的承载力验算

　　型钢梁固定在主体结构上，脚手架上的荷载通过型钢梁传到支承的结构构件上，如果外脚手架悬挑太高或型钢梁悬挑太长，该荷载超过了型钢梁的支承构件的承载能力，将会引起构件的损伤或破坏，将导致外架的失稳和垮塌。但在施工方案中却经常忽略对支承结构构件的验算。型钢梁支承在梁、楼板或墙上，对于墙，一般认为可以不再验算，对于梁、板，则需要验算其强度和刚度，验算内容包括：支承点混凝土的抗弯、抗剪、抗扭、局部承压承载力，如采用钢筋拉环，还应验算混凝土的抗拔承载力。如不满足承载力的要求，或者降低悬挑脚手架的高度，或者对结构构件进行加强。

　　8、结语

　　经过此工程的成功搭设，施工单位在规定的工期内完成了主体结构的施工，从安全、质量上保证了工程的顺利验收。其中搭设悬挑脚手架保证水平方向稳定的构造措施如下：限制脚手架的侧向变形、保证脚手架的侧向稳定也是施工中应注意的问题。一般情况下，按规范要求设置剪刀撑、纵向和横向扫地杆，能很好的限制脚手架的侧向变形，起到保证脚手架侧向稳定、加强脚手架整体性的作用。但在基本风压较大和台风地区，除设置剪刀撑、纵向和横向扫地杆外，还应考虑在型钢梁之间设置保证水平方向稳定的构造措施。可以在型钢梁之间设置横杆或斜杆，也可以在型钢梁的上部扫地杆位置处设置水平斜撑，有效防止侧向失稳。对于选择槽钢作为型钢支承架的脚手架，更要注意防止立杆放置偏心而引起的平面外失稳，可以在槽钢内侧焊接钢板作用加劲肋，加强槽钢的平面外刚度。

　　作者简介：

　　1、杨平钟(1973-)，男，工程师。研究方向：建筑施工与管理。