新型悬挑脚手架立杆移动定位关键技术研究

赵绍凯 周怀东 王 甲 王 勋 张 宇

外墙脚手架立杆固定在上拉式短肢悬挑型钢上的常规做法是，在成品悬挑型钢上的固定位置，焊接一定长度的圆钢作为定位杆，将外墙脚手架立杆套在焊接的定位杆上。这种做法不利于调整位置，难以进行脚手架的周转使用，容易浪费材料。因此，提高悬挑型钢的工艺适应性迫在眉睫。

本文通过研究上拉式短肢脚手架的固定定位，形成一套切实可行的悬挑型钢工艺适应性调整方案，制作一个移动定位组件，提高外墙脚手架立杆移动定位的灵活性，使其能够在同类项目之间周转使用。

经过实践检验，此方案应用效果显著，能够有效地解决立杆移动定位问题，在提升项目的经济、环保和社会效益的同时，为其它同类项目做出示范。

1 项目概况

项目位于山西省晋中市榆次区新建北路与文津街交叉口西北角，总建筑面积为35 万m2，包括18 栋住宅楼、1 个入口门楼、1 个垃圾站、2 层地下车库及1 所幼儿园。其中：1#楼为公租房，地下1 层、地上20 层；2#～18#楼为商品房，地下2 层、地上20 层。结构类型均为框架剪力墙结构。1#～18#楼外架均部采用上拉式短肢悬挑脚手架进行施工，该悬挑结构是将外墙脚手架支承在由型钢及斜拉杆组成的结构上。

2 移动定位组件设计

目前，外墙脚手架固定在上拉式短肢悬挑结构上的常规做法为：在成品悬挑型钢上的固定位置焊接一定长度的Φ25 mm 圆钢作为定位杆，将外墙脚手架立杆套在焊接的定位杆上[1]。上拉式短肢悬挑脚手架固定形式，如图1、图2 所示。虽然采用焊接定位杆的方式施工比较简便，但定位杆经过焊接后位置固定，若要调整需将其切断后重新焊接，这样不利于外墙脚手架间距和位置的调整以及项目的周转使用，造成材料浪费。

图1 上拉式短肢悬挑脚手架固定形式（来源：作者自摄）

图2 焊接后的圆钢定位杆（来源：作者自摄）

针对常规上拉式短肢悬挑型钢上固定定位杆的缺点，考虑到定位、市场和材料利用等需求，制作一个移动定位组件，替换常规上拉式短肢悬挑型钢定位杆，使脚手架立杆通过移动定位组件加固[2]。首先，用4 mm 厚的钢板制作适用于悬挑型钢尺寸的上、下夹片，并在上、下夹片上预留螺栓孔。其次，在上夹片上焊接一定长度的空心钢圆筒。最后，用螺栓、垫片和配套的定位卡把上、下夹片固定在悬挑型钢上，并将外墙脚手架内立杆套在空心钢圆筒上进行定位。移动定位组件的构造及其安装位置，如图3、图4所示。

图3 移动定位组件构造（来源：作者自绘）

图4 移动定位组件安装图（来源：作者自绘）

3 上拉式短肢脚手架立杆移动定位技术的施工工艺

上拉式短肢脚手架立杆移动定位技术施工工艺流程：施工准备—安装悬挑型钢—加工和安装移动定位组件—搭设上部架体—安装斜拉杆—安装钢板网及组织联合验收—拆除架体及固定装置—拆除悬挑型钢。

3.1 施工准备

在施工前，要熟悉项目的建筑和结构施工图纸，设计脚手架体的分段高度、悬挑型钢的纵向间距和材料的类型，计算材料的数量。若发现建筑物节点造型与脚手架有冲突时，应及时协调和解决。绘制上拉式短肢悬挑脚手布置的平面图和剖面图，作为后续施工的参照。

3.2 安装悬挑型钢

首先，预埋螺栓套管。在施工结构剪力墙和结构梁模板时，应根据悬挑型钢平面布置图埋设直径25 mm 的钢螺栓套管，埋设位置为楼面标高以下200 mm 的边梁或剪力墙上[3]。钢螺栓套管预埋，如图5 所示。

图5 钢螺栓套管预埋（来源：作者自摄）

其次，安装高强螺杆和双螺母。根据混凝土表面油漆标识找出预埋套管的位置，并核对是否正确，若套管位置错误则需要处理后再进行安装。混凝土强度达到1.5 MPa 或规定强度后，拆除外侧模板，安装直径27 mm、长350 mm 的高强螺杆，并用双螺母固定，如图6 所示。

图6 安装高强螺杆和双螺母（来源：作者自摄）

最后，安装悬挑型钢。根据预埋件的安装位置，将悬挑型钢分别布置于悬挑层的各个部位，如图7 所示。

图7 悬挑型钢安装（来源：作者自摄）

3.3 加工和安装移动定位组件

3.3.1 操作要点

首先，要选择有相应资质的专业钢结构生产厂家，进行钢板的切割、加工与焊接及螺栓制作。其次，按照施工方案采购型钢和钢筋，并制作花篮拉杆。最后，对施工现场的各级管理人员和施工人员进行安全技术交底。

3.3.2 加工移动定位组件

加工移动定位组件需要选择具有相应需要资质的专业钢结构生产厂家，要求其严格按照钢结构相关规范进行生产，在进场时提供合格证等质量证明文件。移动定位组件具体加工流程如下：

1）选择和切割钢板。钢板材料用Q235 钢材。按照尺寸要求制作上夹片、下夹片、定位卡和空心钢圆筒，上夹片尺寸为150 mm×50 mm×4 mm，下夹片尺寸为70 mm×50 mm×4 mm，定位卡尺寸为80 mm×50 mm×2 mm，空心钢圆筒直径32 mm、壁厚2 mm、高度为180 mm。切割钢板前应先定位划线，切割时要保证钢板边缘线平整和顺直。切割完成后，用角磨机将钢板四周的毛边打磨光滑，并按图纸大样尺寸进行开孔和弯折[4]。钢板四角应打磨成圆角，防止安装时发生意外。

2）加工螺栓。M10 螺栓直径为10 mm，长度为40 mm。螺帽采用加强螺帽，与螺栓相匹配。

3）焊接。首先，对加工完成的半成品进行探伤检测。其次，使空心钢圆筒垂直于钢板上夹片，定位好后进行点焊固定。最后，确认位置正确且垂直于底板后开始施焊，施焊时要注意表面的平整度。

4）打磨和上漆。焊接完成后，要先用角磨机将固定装置凸出的焊斑等打磨平整并及时清除粉尘，再按要求涂刷2 遍防锈漆。

3.3.3 安装移动定位组件

结合主楼外部轮廓和悬挑型钢的长度，调整立杆位置，满足外墙脚手架搭设要求后进行定位标记，并利用螺栓和定位卡将移动定位杆装置紧固在悬挑型钢上[5]。移动定位杆定位，如图8 所示。

图8 移动定位杆定位（来源：作者自绘）

3.4 搭设上部架体

移动定位组件全部安装完成后，开始搭设外墙脚手架，严格按照施工方案及规范要求搭设架体，如图9 所示。逐层搭设架体，随搭随进行连墙附着，确保架体的安全性和稳定性[6]。搭设完成后需对脚手架进行检查，以保证施工现场安全。

图9 外墙脚手架安装图（来源：作者自绘）

3.5 安装斜拉杆

在浇筑悬挑层上1 层的混凝土前，需要将斜拉杆上端拉接点的预埋件布置到位，具体安装流程如下：第1，参照双螺栓套筒预埋方法预埋斜拉杆套筒。当工字钢长度大于1800 mm 时，设置2 根钢拉杆斜拉。第2，外侧模拆除后，将双耳拉环扭入安装于建筑结构内部的预埋件。第3，待混凝土强度达到规定要求后，连接上、下拉杆，并将其调节至合适的受力状态。斜拉杆安装，如图10 所示。

图10 斜拉杆安装（来源：作者自摄）

3.6 安装钢板网及联合验收

将脚手架通过洞口与外墙连接，对于无洞口的山墙部位，需要现场预埋聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）管，后期增加钢管以抱墙的方式固定。外架搭设完成后，安装和固定钢板网，自检合格后组织联合验收。

3.7 拆除架体及固定装置

3.7.1 拆除流程

在拆除架体及固定装置的过程中，应严格遵循“由上而下、后搭者先拆、先搭者后拆”的顺序进行拆除。悬挑式脚手架拆除顺序：水平大防护（栏杆—防护板—钢管—悬挑型钢）—安全网—踢脚板—钢板网—护身栏杆—剪刀撑—斜撑—小横杆—大横杆—立杆—连墙杆。待上排脚手架全部拆除后，方能拆除悬挑脚手架的悬挑型钢和上拉式拉杆。

3.7.2 杆件拆除注意事项

杆件拆除需要注意以下几点：

1）在拆除过程中，拆架人员必须系好安全带，安全管理人员需进行旁站。

2）拆除立杆时，要先抱住立杆再松开对接扣件，然后将立杆拔出，平放下一步架管上，最后取出扣件。扣件松开后，应该立即拆除立杆。若一名拆除人员无法独立完成拆除工作时，则应由两人或多人合作拆除，保证拆除安全。

3）拆除大横杆、剪刀撑和斜撑时，要先拆除中间对接扣件，确保中间牢固后解开端头，剪刀撑和斜撑只能在拆除层上进行拆除，不得一次全部拆除。

4）对于所有的连墙杆和卸荷钢丝绳，应该随脚手架逐层拆除，严禁将连墙杆整层或数层拆除之后再拆除脚手架。

5）当脚手架拆除至下部最后一根长钢管时，应先在适当位置搭临时抛撑或拉结加固，再拆除连墙杆。

6）为确保施工安全，拆除的钢管应自上而下传递或使用垂直运输工具运至地面，不得高空抛掷。

7）松开的扣件应及时拆除，并妥善放置，不得高空抛掷。

8）在拆除过程中，不得中途换人。若必须换人，则要将拆除情况交接清楚。

9）拆除脚手架要由专人统一指挥，上下呼应、动作协调。当解开与另一个拆除人员有关的结扣时，应先通知对方，防止坠落。

3.8 拆除悬挑型钢

拆除悬挑梁时，应利用下部外架或者吊篮来拆除悬挑梁和螺栓，同时使用塔式起重机或汽车起重机配合拆卸吊装。

4 结语

上拉式短肢悬挑式脚手架的外墙脚手架立杆，采用组装式可周转和可调节的移动定位组件安装和固定。此脚手架可以重复利用，施工方法新颖、操作简单、施工难度小、工期短且经济效益良好，能够有效提高工程施工质量，增强企业信誉，产生良好的社会效益。