螺栓固定式斜拉悬挑脚手架施工工法
龙信建设集团有限公司
一 、前 言
1.1随着国内房屋建筑高层和小高层结构的增多，型钢悬挑脚手架已经在建筑施工中广泛的运用。目前普遍采用的型钢悬挑式脚手架的构造形式分为上悬斜拉式和下斜撑式，上悬斜拉式是在由结构伸出的型钢挑梁端部加钢丝绳斜拉（或在楼板上预埋钢筋环，外伸的横梁插入环内，在横向水平构件上搭设架子），进而悬挑外部的架体。该方法需要的型钢较多，在剪力墙和柱的部位需要留设较大洞口不便于以后外墙的装修，且由于型钢非常的长，拆除不便、易发生危险。下斜撑式悬挑脚手架是在型钢挑梁端部下面加一斜支撑。从型钢悬挑脚手架所用的材料、制作、安拆、用工情况等方面分析，上悬斜拉式效果好于下斜撑式，但在使用方面上悬斜拉式不如下斜撑式方便。
1.2螺栓锚固与斜拉式悬挑脚手架(以下简称悬挑架体)施工工法综合上面两种型钢悬挑式脚手架的不足，采用悬挑型钢根部用高强螺栓固定在结构边梁上，端部再用钢筋拉杆上悬斜拉的一种施工方法，该方法解决施工空间狭小的困难，节约材料，制作、安装及拆卸方便，安全可靠。
1.3本工法分别在苏州塘北小区工程、苏州水巷邻里小区工程、苏州晋合洲际酒店工程、南京仁恒翠竹园工程、南京江湾城工程得到运用，南京江湾城项目2008年7月份通过南京市资深专家对边梁高强螺栓固定型钢悬挑脚手架施工方案评审。
二、工法特点
2.1安全可靠：
上悬斜拉式型钢挑脚手架采用钢丝绳作斜拉接（为软拉接），悬挑型钢梁一般需穿过建筑外墙埋置结构混凝土内，容易破坏外墙结构，造成渗水隐患。本工法采用在已有结构边梁处预留孔，用高强螺栓与悬挑型钢连接，悬挑型钢梁作为悬挑式脚手架的承力构件，斜拉接采用钢筋拉接，并用水平槽钢将悬挑型钢连接起来增强稳定性，确保该脚手架在施工中的安全。
2.2克服施工空间狭小困难，安装拆卸方便：
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原下撑式悬挑架需在悬挑型钢梁下端制作三角式挑架作为支架，须大量材料、人力、安装不方便，施工场地狭小。本工法与原悬挑体系相比仅型钢梁做为承力构件，高强螺栓穿过预留孔中，两边用螺帽拧固，端部加钢筋上悬斜拉，整个悬挑架体的下方施工面宽畅，施工、安装与拆除均方便。
2.3节约材料：
原上悬斜拉（下撑）式型钢挑梁脚手架的型钢须伸入已有主体结构内2/3长，这是按结构力学上外悬挑伸入固定端不得小于1：2的要求，与本工法采用2个高强螺栓与型钢连接的搭设方法相比，多用钢材、人工量有一半之多，而且各种材料配件可重复使用。达到节材环保的效果。
2.4 适用性强：
原上悬斜拉（下撑）式型钢挑梁脚手架拆卸后须对结构外墙体预留洞进行修补，易造成渗水隐患，而本工法在拆卸边梁高强螺栓固定型钢悬挑脚手架后，仅对边梁预留孔处进行填补，解决了悬挑脚手架拆卸后须对外墙留洞修补的问题，减少对室内外装修的影响。
三、适用范围
3.1本工法适用于普通工业与民用建筑中主体结构工程以及外墙装饰工程的外脚手架搭设。
3.2结构边梁高度小于400时，不宜采用本工法。
四、工艺原理
将悬挑型钢梁根部用2个高强螺栓固定在已有的主体结构边梁上(高强螺栓的直径为20mm，强度级别为8.8级)；悬挑型钢梁端部用钢筋拉杆上悬斜拉；悬挑型钢梁间用槽钢连梁水平连接；然后上面搭设悬挑外部的架体。通过对已有的主体结构承载力、高强螺栓强度、焊缝长度、预留孔处砼局部承压力验算，保证整体稳定及强度，有效满足架体的设计要求。在现场进行堆载试验，形成
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一个牢固、稳定、安全的悬挑体系。该工法利用高强螺栓将悬挑架体的荷载传递原结构外梁上的原理，施工操作简单，安全可靠。（悬挑架体基本模型参见图4.1）
五、施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工图设计→悬挑型钢梁及构件的制作→楼层梁、墙内预埋螺栓洞→安装悬挑钢梁→安装水平槽钢连梁→安装上悬钢筋斜拉杆→搭设悬挑架体。
5.2操作要点 5.2.1施工图设计
1.根据房屋建筑的外形及高度等情况确定悬挑型钢梁固定的部位，悬挑架体总高度一般不超过24m。
2. 根据已有结构的边梁，经合理验算，确定悬挑型钢梁的布置位置以及悬挑长度，悬挑型钢梁的间距不超过3M为宜。当悬挑长度大于1.7M时采用两根斜拉杆。具体可根据计算结果，适当调整。
3.根据已有结构梁宽度或板墙的厚度确定高强螺栓的长度尺寸。一般为：结构尺寸加8公分为高强螺栓的长度。高强螺栓的直径为20mm，强度级别为8.8级。最终需根据施工使用、原结构等因素进行验算确定。
4.根据结构的层高及悬挑型钢梁长度确定上悬斜拉杆的长度。上悬斜拉杆的长度可通过斜拉杆上的花篮螺栓进行长度的适当调节，所以在工程应用中，选型钢长度一般以10CM为模数确定几种规格即可。
5.以上设计均需画出详细的施工图纸，并进行合理的计算、验算。其中应包括悬挑型钢梁的平面布置图、各类构件的加工尺寸图和表、以及节点图。
5.2.2悬挑型钢梁及构件的制作 1.悬挑型钢梁
悬挑型钢梁一般采用18#工字钢，工字钢具有较好的稳定性。根据施工图纸将工字钢切割成需要的长度。工字钢梁的长度为：外立杆距墙的距离X再加上10CM。（具体参见图5.2.2-1）
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2.连接钢板
连接钢板一般采用厚度为10mm。主要在有悬挑型钢根部与原结构连接处以及上悬斜拉杆连接处。（具体参见图5.2.2-2）
3．斜拉杆及花篮螺栓
斜拉杆是悬挑架体中的重要受力构件之一，采用直径20mm的钢筋制作。斜拉杆分两段构成中间用花篮螺丝连接（具体参见图5.2.2-3）。端部焊接连接钢板
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分别与型钢梁与原结构边梁相连接。
5.2.3楼层边梁、墙内预埋高强螺栓洞
预埋螺栓洞采用薄壁铁管，内径比高强螺栓的直径大2mm。预埋薄壁铁管时事先弹好水平线，将薄壁铁管预埋在统一高度，一般为结构板底向下8cm到螺栓洞中心位置，将铁管与边梁内的钢筋焊接牢固，以免振捣混凝土时将其振捣偏位。
5.2.4悬挑型钢梁安装
1.待结构砼浇筑完成后拆除外墙模板（砼强度等级达到验算标准后），将预留的螺栓孔洞找出来并清理干净，如果悬挑型钢梁安装部位结构面不平整，则必须修补平整，这样才能使连接钢板与结构面充分接触，受力均匀。
2.根据施工图纸将悬挑型钢梁根部用两个8.8级M20的高强螺栓与结构相连，此时由于上部结构没有完成不能进行上悬斜拉，所以需先将悬挑型钢外侧端部搁置在下层部位的脚手架上。安装时悬挑型钢的外端上翘2CM，可减少上部架体安装后，悬挑型钢梁头下垂现象。
5.2.5水平连梁安装
水平连梁采用12.6号槽钢，槽口水平向下与工字钢焊接。并在立杆位置焊φ50短钢管作为立杆的底座，以防止立杆滑移。（具体参见图5.2.5-1）
5.2.6斜拉杆的安装
1.待上层的主体结构完成以后，及时进行斜拉杆的安装。
2.安装时先选用长度合适、丝牙一正一反的两段拉杆用花篮螺丝连接。再将
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拉杆的一端用一个8.8级的高强螺栓与结构连接，另一端与悬挑型钢梁端部连接。
4.拉杆与结构连接的高强螺栓采用双螺帽。
5.上悬斜拉杆连接完成后调节中部的花篮螺丝，使拉杆均匀受力。 6.当悬挑型钢梁长度大于1.7m时，悬挑型钢梁上设置两根斜拉杆。（具体样式参见图5.2.6-1）
6.材料与设备
6.1.本工法使用的主要材料见表6.1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 材料名称 工字钢 槽钢 圆钢 花篮螺母 钢板 高强螺栓 钢管 薄壁钢管 规格 18# 12# Ф20、Ф14 内径20，外径50 厚度10mm 验算确定 内径50 内径22 数量 根据实际工程 根据实际工程 根据实际工程 根据实际工程 根据实际工程 根据实际工程 根据实际工程 根据实际工程
用途 悬挑主梁 连梁 制作斜拉杆 制作花篮螺丝 制作连接钢板 连接 立杆基座 预埋螺栓洞 表6.1 6.2.本工程施工的设备主要是电焊机、氧气乙炔切割、扳手等。
7.质量控制
7.1质量控制标准
7.1.1各种构件的加工尺寸符合施工图纸的要求。
7.1.2各钢构件的焊接质量符合《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
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7.1.3悬挑架体的安装与拆除符合《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99) 7.2质量保证措施
7.2.1工字钢、槽钢、钢板均应无缺损且有合格证。 7.2.2花篮螺丝、高强螺丝均需检测合格。
7.2.3各构件加工时尺寸需准确，下料采用氧气乙炔火焰切割，切口必须平整，无裂缝、无夹渣。
7.2.4焊接时选用技术较好的工人，保证焊缝的质量符合要求。当两种以上钢材焊接时,应以强度等级较低的钢材选用焊条的品种。
7.2.5螺栓孔位置预埋准确，数量符合要求。
7.2.6各部位使用的悬挑型钢梁以及斜拉杆的长度规格均需符合施工图纸要求。
7.2.7各位置的螺栓必须设置相应的垫片且螺帽必须拧紧。垫片采用10mm厚钢板自行制作。
7.2.8密切注意悬挑架体中立管与槽钢的连接、槽钢与工字钢的连接是否牢固可靠。
7.2.9定期检查悬挑架体中的斜拉杆是否松动，以确保斜拉杆均匀受力。 7.2.10上部架体的搭设必须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）的要求。
8.安全措施
8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工实际情况和工程的特点，组成专门的安全管理小组，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。
8.2 氧气瓶和乙炔瓶必须隔离存放，严格保证氧气瓶不沾油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。使用时氧气瓶乙炔瓶要相距5M的安全距离，乙炔瓶离明火要有10m的距离。
8.3电焊时各项操作遵守电焊操作规程。
8.4悬挑架体必须由有证的架子工与电焊工进行安装与拆除，高空作业时严格遵守《建筑施工高处作业安全技术规范》中的有关规定,上岗时必须戴安全帽,安全带,穿防滑鞋。
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8.5安装过程必须由专职安全员在场，按安全操作规程指导进行，在使用过程中也要有专职安全员定期认真检查螺栓受力情况、脚手架稳定性、安全设施是否正常。一旦发现异常停止使用，待处理好且经技术部门认真复查后复工，并作记录。
8.6斜拉杆安装前，悬挑型钢的端部搁置在下部的脚手架上，下部的架子不得随意拆除。
8.7型钢梁上不允许随意的打眼、钻孔
8.8在脚手架上进行电气焊作业时,必须有防火措施,并有专人看管。 8.9每搭设完10M高度后；同步对斜拉杆的调节螺栓进行调节，使得每根斜拉杆受力均匀
8.10斜拉杆完成后在花篮螺栓处涂抹黄油并用塑料纸进行包裹保护，防止其锈蚀。
8.11搭设和拆除脚手架时,地面应设围栏及警戒标志,并有专人看守,严禁一切非操作人员入内。
9.环保措施
本工法能节约钢材，减少用钢量，构配件重复使用，节能环保，施工中注意好材料的堆放和钢材日常维护。
10.效益分析
10.1本工法与原悬挑脚手架体系相比节约了2/3的悬挑型钢。本工法第一次悬挑架体搭设成型后可重复利用，二次直接安装，可节约大量加工制作的人工费，加工制作人工占脚手架搭拆人工20%。本工法与传统的悬挑脚手相比较，每平方米节约钢材1.5吨折算直接成本节约15元/m2，节约人工费5/m2。
10.2本工法的悬挑架体加工在地面制作完成，在楼层上直接安装，节约了时间，提高了安全系数。
10.3本工法悬挑型钢梁通过螺栓固定在已有结构上，无需在结构上留设大的洞口。便于以后室内外的装修，也能减少外墙预留洞渗水隐患。
10.4本工法用的悬挑型钢长度均不长，便于安装和拆除，大大减少施工危险，同时也便于室内存放。
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11.应用实例
11.1本方法用于苏州中辉房地产，独墅湖住宅小区，为9幢12层层小高层组成，建筑面积75000m2，在脚手的施工和使用过程中，该悬挑体系一直处于安全、稳定的状态；与悬挑体系连接的结构也未出现损坏或裂缝现象。实践证明该悬挑体系的安全、可靠的，可大范围推广应用。目前已经竣工并交付使用。
11.2本方法用于苏州水巷邻里住宅小区工程, 该工程位于苏州市工业园区，由20栋7～16F的小高层组成，建筑物的最大高度为54.1m，自然地面与室内正负零高差约2.3m。一层层高4.5m，标准层高3.2m，悬挑脚手架均采用本工法的悬挑架体。建筑物外端悬挑段长度为1.2～2.7米，其中悬挑长度超过1.7m的采用两根斜拉杆；悬挑型钢梁的最大间距为2.8米；悬挑脚手架的最大高度为25.6m。本工程悬挑脚手08年1月份开始施工，到09年3月份已全部拆除。
11.3本方法用于苏州晋合洲际酒店工程, 该工程位于苏州市工业园区,建筑面积75000.0m2，建筑物总高度95.3m，外墙装饰为玻璃幕墙，目前该工程外脚手架已全部拆卸完成。从以上三个工程实例本工法安全、可靠、经济、方便，达到了预期效果，可推广应用。
完成人：施金善、施 贤、俞杨渊、陈飞华、王 柏
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