文章编号：１００９—９４４１（２０１２）０１—００２９—０３ 新式悬挑脚手架施工工艺及验算 口口张勤力，贾东卒Ｌ（河南省第五建筑安装工程（集团）有限公司，河南郑州摘要：新式悬挑脚手架是在传统悬挑脚手架的基础上改进 ４５０００７） 件图见图２和图３。 而成。整个结构受力合理，通过验算均满足要求。整个悬挑 架安装方便，经济实用。 关键词：脚手架；新型悬挑式；施工工艺 中图分类号：ＴＵ ７３１．２ 文献标识码：Ｂ 引言 传统型悬挑工字钢脚手架，由于工字钢穿过外 围剪力墙（填充墙），给后期装修工程留下较多的尾 活，在楼梯间、电梯井处等没有楼板的部位，无法正 常悬挑工字钢，工字钢拆除时较为麻烦。鉴于上述 图１ 新式悬挑脚手架的结构示意图 原因，我们在传统的悬挑工字钢脚手架的基础上进 行改进，形成了新型悬挑脚手架，即将工字钢的一端 焊上小钢板，通过螺杆固定在框架梁（剪力墙）上， 另一端通过钢丝绳斜拉，中间承受上部脚手架荷载， 形成简支梁受力体系，该体系安全经济，实用方便。 Ｌｌ．． １工艺原理与适用范围 １．１工艺原理 ｌＬ 图２固定板 新式悬挑脚手架的工字钢一端通过螺杆固定在 框架梁边，另一端由钢丝绳斜拉，中部承担扣件式钢 管脚手架内外两排立杆的集中力，整个受力模型可 以简化为简支梁，而传统的悬挑脚手架是一次超静 定结构，相比起来传统的悬挑脚手架因为有一个多 余约束而更安全，但经过科学合理的设计，新式悬挑 脚手架也完全满足安全要求。 １．２适用范围 新式悬挑脚手架的适用范围非常广泛，只要有 截面尺寸＞２００ ｍｍ Ｘ ４００ ｍｍ的边框梁或厚度＞ 图３悬ｔｔｇ＂ｒ字钢 ２．１制作预制构件 ２００ ｍｍ的外围剪力墙的工程均可使用，特别是高层 （１）将１４号热轧工字钢满焊在尺寸为２００ ｍｍ Ｘ 中的楼梯、电梯井等悬挑层没有楼板等部位，新式悬 挑脚手架更显出它的优越性＿ｌ Ｊ。每段新式悬挑脚 手架悬挑高度≤２４ ｍ。 ３００ ｍｍ Ｘ １０ ｍｍ的Ｑ２３５钢板上，称为固定板，焊脚 尺寸为５ ｍｍ，焊缝质量等级不低于二级；工字钢的 定位尺寸如图２。 （２）在工字钢的正上方满焊尺寸为１００ ｍｍ× ２００ ｍｍ×１０ ｍｍ的直角三角形Ｑ２３５钢板，短直角 边与固定板焊接，长直角边与工字钢上翼缘中间焊 ・２９・ ２新式悬挑脚手架施工工艺 新式悬挑脚手架的结构示意图见图１，其他构 建材技术与应用１／２Ｏｌ２ 接，焊脚尺寸均为５ ｍｍ（如图２和图３），用来增强 工字钢纯悬挑时焊缝的抗剪和抗拉能力。 （３）在固定板距上边缘６０ ｍｍ处钻孔，直径为 １８ ｍｍ，用来穿Ｍ１６的对拉螺杆（如图２）。 （４）在工字钢上距钢板一端３００ ｍｍ和９００ ｍｍ 处，满焊 ２５ ｍｍ、长１００ ｍｍ的短钢筋，短钢筋应 垂直于工字钢上翼缘面，不能倾斜（如图３）。 （５）用 １５ ｍｍ的钢筋弯成Ｕ形环，焊接在工 字钢的另一端，以穿拉钢丝绳。 （６）用 １５ ｍｍ的钢筋制作预埋拉环，预埋在 悬挑层上一层的框架梁内，以穿拉钢丝绳。 （７）用１００ ｍｍ×２００ ｍｍ×１０ ｍｎ＇ｌ钢板制作成 垫块，在中间相应位置钻两个 １８ ｍｍ的圆孔，用 作梁内侧对拉螺杆的垫块。 （８）Ｍ１６的对拉螺杆根据梁宽确定长度，即梁 宽＋１１０ ｍｍ，配套相应的垫片和螺帽。 （９）钢丝绳采用 １４ ｍｍ、６×１９＋１绳，钢丝绳 ２．５穿拉钢丝绳 待上一楼层的混凝土强度达到１．２ ＭＰａ后，方 可穿拉钢丝绳，顺序为先下后上，钢丝绳穿过拉环后 都至少有１．２ ｉｎ的富余长度，折１８０。与主绳并列， 并用３个绳卡卡紧，第１个绳卡距拉环２５０ ｍｍ，第 ２个绳卡距第１个绳卡２００ ｍｉｌｌ，第３个绳卡与第 ２个绳卡之间设安全弯，间距为３００ ｎｌｍ。最后一个 绳卡距绳头长度《１４０ ｍｍ。穿拉上端的钢丝绳时， 应对钢丝绳施加约７００ Ｎ的拉力，拉紧钢丝绳。 ２．６搭设脚手架及使用 按施工方案，正常搭设上部的扣件式钢管脚手 架。每一悬挑段高≯２４ ｍ，达到该高度后另设悬挑 层。每一悬挑段内设计为两个同时施工层，施工时 不得在脚手架上堆积＞３ ０００ Ｎ／ｒａｍ 的荷载＿２ Ｊ。按 照ＪＧＪ ｌ３０—２０１１《建筑施工扣件式钢管脚手架安全 技术规范》的要求，对脚手架进行定期检查。 悬挑脚手架的拆除由上至下进行，由专职安全 员全程现场跟班作业。 公称抗拉强度为１ ８５０ Ｎ／ｒａｍ ，配套相应的绳卡。 （１０）内径为 １７ ｍｍ的ＰＶＣ及相配套的堵 头。 ２．２制作预留孔 ３新式悬挑脚手架结构验算 由于工字钢的抗弯和混凝土梁的抗扭相对较为 安全，不是薄弱环节，故本文未将其作为验算内容， 验算只针对相对薄弱的环节，立杆纵距为１．５ ｎｌ，大 横杆步距为１．８ ＩＴＩ。 验算时，每段悬挑脚手架按２４ Ｉｎ考虑，由于共 同作用时整个受力结构的受力模型简化为静定的简 支梁，故钢丝绳与螺杆各承担上部竖向荷载的一 半 ｊ。每个悬挑段内按２个施工层计算。 ３．１恒载标准值 根据施工方案确定脚手架的立杆纵距，一般可 为１．５ ｎｌ；并确定工字钢悬挑的起始位置，可以起始 轴线为参考点，在ＣＡＤ上画出悬挑工字钢的布置 图；根据布置图在相应梁的部位预埋两根内径为 １７ ｍｍ的ＰＶＣ管，并安装堵头，中心间距为８０ ｉｎｎ， 标高为梁底以上２５０ ｍｍ至梁内侧板底以下５０ ｍｍ 范围内，并穿上 １６ ｍｍ的短钢筋；拆模后抽出短 钢筋，即形成预留孔（也可直接预埋对拉螺杆）。两 个预留孑Ｌ应里外平行，距离相等，均垂直于梁侧面， 所有预留孔应在同一标高。 ２．３安装悬挑工字钢 （１）立杆承受的结构自重：Ｎ ＝１２４．８×２４＝ ２ ９９５，２（Ｎ） （２）脚手板自重（竹笆脚手板，０．３５ ｋＮ／ｍ ，共 ３层）：Ｎ２＝３５０×１．５×０．９÷２×３＝７０８．８（Ｎ） 单个悬挑工字钢重约４６ ｋｇ，两人配合安装，工 作面应该是安全可靠的脚手架。将悬挑工字钢的钢 板孔对准梁侧的预留孔，扶正工字钢，插入Ｍ１６螺 （３）栏杆与挡脚板自重（竹串片挡脚板，钢管栏 杆，共３层）： ＝１４０×１．５×３＝６３０（Ｎ） （４）脚手架上吊挂的安全设施自重（包括安全 网）：Ａ，４＝（５×９．８÷６÷１．５）×１．５×２４＝１９６（Ｎ） 杆，套上垫片、拧上螺帽，梁内侧加装垫板，螺帽均为 两个，将工字钢位置调整正确后，拧紧螺帽。 ２．４预埋拉环 恒载标准值合计：Ｎ＝２ ９９５．２＋７０８．８＋６３０＋ １９６＝４ ５３０（Ｎ） ３．２活载 Ｑ＝３ ０００×１．５×０．９÷２×２＝４ ０５０（Ｎ） ３．３荷载设计值 １．２×４ ５３０＋１．４×４ ０５０＝１１ １０６（Ｎ） 绑扎上一楼层钢筋时，在边框梁上与悬挑工字 钢相对应的位置预埋钢筋拉环，钢筋拉环距梁外边 缘１００ ｍｍ，埋人混凝土内的长度《９０ ｍｍ，外露长 度７０ ｍｍ。拉环绑扎时可用定位固定，中心位置应 与底层的悬挑工字钢在一条竖直线上。 ・工字钢自重设计值：１．２×１６．８７７×１．３×９．８＝ Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ３０・ ２５８（Ｎ） ３．８试验验算 ３．４钢丝绳强度验算 总外力对钢板底边的力矩和为零。 １１ １０６ Ｘ（０．３＋１．２）＋２５８×０．６５一Ｔｒ×１．３＝０ Ｔｙ＝１２ ９４３．６ Ｎ 对新式悬挑脚手架进行破坏性试验验算，整个 结构受力合理，通过验算均满足要求。 ４新式悬挑脚手架使用注意事项 （１）制作悬挑脚手架时，焊缝质量必须严格控 制，焊缝等级至少应为二级。 （２）在固定钢丝绳时，必须要施加向上的预拉 ： ： ：ｓｌｎｏｔ ｓｉｎ，ｌ １３ ６８８．７（Ｎ） 即钢丝绳上的总拉力为１３ ６８８．７ Ｎ。 钢丝绳采用 １４ ｍｍ、６ Ｘ １９＋１绳，钢丝强度 应力，以保证钢丝绳的抗拉与固定螺杆的抗剪，能以 接*分的比例承担上部荷载，避免工字钢承受全 为１ ８５０ Ｎ／ｍｍ ，钢丝破断拉力总和为１３４ ｋＮ，钢丝 绳穿过拉环后通过绳卡锁紧，为单钢丝绳受力，钢丝 部或较大比例的上部荷载。 绳的容许拉力为： （３）安装工字钢前，应仔细检查工字钢与钢板 Ｓ＝ｏｔＰｇ／Ｋ＝０．８５×１３４／６＝１８．９８（ｋＮ） 之间的焊缝，若发现有裂纹，则禁止使用，必须重新 式中： ——钢丝绳破断拉力换算系数，取不均衡系 施焊，焊接牢固后方可使用。螺杆与螺帽若有滑丝 数０．８５； 现象，则该螺杆或螺帽应报废。 安全系数，取值为６。 （４）预埋拉环时，外露长度不能过长，以免后期 因为Ｔ＜Ｓ，故满足要求。 有较大荷载时引起拉环弯曲变形，而造成悬挑工字 ３．５螺杆抗剪验算 钢承担过大比例的外部荷载。 根据静力平衡得总剪力：２Ｑ＝Ｔ ＝１２ ９４３．６（Ｎ） 参考文献： 单个Ｍ１６螺杆上的剪力：Ｑ＝６ ４７１．８ Ｎ ［１］张学形．全工具式悬挑钢管脚手架施工技术［Ｊ］．建筑施 ＝詈＝ ＝４４．９（ＭＰａ） 工，２００９（１１）：１００１—１００２． ［２］ＪＧＪ １３０—２０１１，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规 因为［ ］＝１２０ ＭＰａ， ＜［．ｒ］，故满足要求。 范［Ｓ］． ３．６焊缝抗剪验算 ［３］ＪＧＪ １６２－－２００８，建筑施工模板安全技术规范［Ｓ］． 工字钢与钢板满焊，抗剪验算仅考虑腹板竖向 作者简介：张勤力（１９７４一），男，河南郑州人，工程师，主要 焊缝及三角形钢板焊缝，其长度为： 从事建筑施工技术工作。 Ｚ ：（１４０—９．１×２—２×５）×２＋（１００—２ Ｘ ５）× 收稿１５１期：２０１１—１２—１４ ２＝４０３．６（ｍｍ） （编辑盛晋生） ～ ＝ ｈ＝０ ７ Ｘ ５ ４ × ０３ ６＿９．． 一２（ＭＰａ） ～ ． “十二五”工业领域重点行业 因为［７－］：１６０ ＭＰａ， ＜［ ］，故满足要求。 ３．７钢丝绳与工字钢连接验算 淘汰落后产能Ｉ１标任务下达 ３．７．１拉环验算 经淘汰落后产能工作部际协调小组第三次会 钢丝绳与工字钢的连接通过 １２ ｍｍ钢筋弯 议审定，２０１１年１２月２６日工业和信息化部向各 成的Ｕ形环，焊接在工字钢端部的腹板上。 省、自治区、直辖市下达了“十二五”期间 ［ ］：２×２１５× ４＿ ：４８ ６ ｏ７．２（Ｎ） 工业领域１９个重点行业淘汰落后产能目标任务 （工信部产业［２０１１］６１２号）。同时要求各地认真 因为Ｔ＜［ ］，故满足要求。 贯彻执行《淘汰落后产能工作考核实施方案》（工信 ３．７．２焊缝验算 部联产业［２０１１］４６号）有关规定，尽快将目标任务 拉环焊接在工字钢的腹板上，满焊，共４条焊 分解形成年度计划，落实到具体企业，并采取综合 缝，单条焊缝长１００ ｍｍ。 措施，加强监督考核，确保落后设备（生产线）彻底 ［Ｑ］＝４ｈ ｚ ＝４×０．７×５×（１００—２×５）× 拆除，不得向中西部地区和周边国家转移，全面完 １６０＝２０１ ６００（Ｎ） 成“十二五”期间淘汰落后产能工作各项目标任务。 因为Ｔ＜［Ｑ］，故满足要求。 建材技术与应用１／２０１２ ・３１・
