超長(zhǎng)附著式型鋼懸臂外架施工技術(shù)淺析

袁文俊 葉光榮 胥悅 謝東 陳玲

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)高層（超高層）建筑結(jié)構(gòu)邊緣在通層、大面積、大跨度環(huán)繞型下掛大檐影響外架架設(shè)的難題，創(chuàng)造性地采用了超長(zhǎng)型鋼附著式外架架設(shè)技術(shù)，有效地避免了下掛挑檐部分后期二次混凝土澆筑造成的工期、成本增加，保證了施工效率。

高層（超高層）建筑; 大跨度檐; 超長(zhǎng)型鋼; 附著式外架

TU731.2 B

［定稿日期］2022-12-30

［作者簡(jiǎn)介］袁文?。?990—），男，碩士，工程師，主要從事項(xiàng)目技術(shù)管理工作；葉光榮（1987—），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事建筑施工管理工作；胥悅（1985—），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事技術(shù)質(zhì)量安全等管理工作；謝東（1981—），男，本科，工程師，主要從事項(xiàng)目技術(shù)管理工作；陳玲（1991—），女，本科，工程師，主要從事項(xiàng)目資料管理工作。

隨著建筑行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)建筑物的質(zhì)量要求也不斷提高，從前滿足于單一的使用功能，提升到兼顧感覺的多樣性和藝術(shù)化，隨之帶來(lái)了建筑物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和異形化［1］。建筑物正朝著大跨度、高空間、新型結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展，這無(wú)疑對(duì)施工過(guò)程的外裝修提出了更高的防護(hù)和安全要求。附著式外架具有安全可靠、技術(shù)操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)利用、技術(shù)先進(jìn)、全封閉效果等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑工程。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，建筑單位在施工材料方面更傾向于應(yīng)用環(huán)保、節(jié)能、可回收的施工材料，因此，能夠充分使用的附著式懸掛式外腳手架已成為高層建設(shè)施工中的常用構(gòu)件。

目前，在國(guó)內(nèi)外工程中，高層建筑結(jié)構(gòu)邊緣少有通層、大面積、大跨度的環(huán)繞型大檐，因此通常附著式懸掛外架采用主梁為1.25/1.5 m的型鋼即可完成建筑的周邊防護(hù)。本工程應(yīng)采用最短3 m長(zhǎng)的型鋼作為附著主梁，長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)范要求和常規(guī)工程，對(duì)鋼材選擇、承重、附加節(jié)點(diǎn)和下拉節(jié)點(diǎn)都有新要求。如果整體采用下掛大挑檐后期二次混凝土澆筑工藝，就意味著樓層支架和外架都需要二次搭設(shè)和拆架，造成工期和成本的增加。本文介紹超長(zhǎng)型鋼附著式懸掛外架，并通過(guò)收集整理過(guò)程數(shù)據(jù)，為后續(xù)類似工程提供可靠的數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

成都市新津區(qū)人民醫(yī)院項(xiàng)目位于成都市新津區(qū)寶腳鎮(zhèn)迎仙村5組、鶴村10組。項(xiàng)目總用地面積46 123.39 m2，總建筑面積129 902.57 m2，地面建筑89 087.86 m2，地下建筑面積40 095.16 m2。工程主要單體建筑為三中心、醫(yī)療技術(shù)樓、住院樓，其中住院樓最高達(dá)84.85 m。住院樓共19層，9～19層為標(biāo)準(zhǔn)層，每層高4.2 m，每層面積3 000 m2。住院樓各層結(jié)構(gòu)最外側(cè)邊梁邊緣包括寬1.8 m超長(zhǎng)檐，繞各層結(jié)構(gòu)一周，檐厚120 mm，無(wú)梁，為典型超長(zhǎng)超薄型下掛大檐，檐結(jié)構(gòu)本身不能承載懸掛型鋼外架荷載。

本工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用高層建筑結(jié)構(gòu)邊緣通層、大面積、大跨度環(huán)繞型下掛大檐的超長(zhǎng)附著式型鋼外架的施工方法和技術(shù)，可以有效解決高層建筑結(jié)構(gòu)邊緣通層、大面積、大跨度環(huán)繞型下掛大檐外架施工的難題，確保施工進(jìn)度。避免了下掛挑檐部分后期二次澆筑和防護(hù)外架重復(fù)支模、脫模，有效節(jié)約工期和成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

2 技術(shù)原理

超長(zhǎng)型鋼附著式懸掛外架，制作中利用工字鋼良好的抵抗力變形及彎曲變形特點(diǎn)［2］。以3 m長(zhǎng)16#工字鋼為主梁，20 mm厚Q235鋼板為連接板，以3個(gè)8.8級(jí)M20高強(qiáng)度螺栓為主附著點(diǎn)，同時(shí)采用2根20 mm提升花籃螺栓，充分保證外架的穩(wěn)定性（圖1）。

3 技術(shù)特點(diǎn)

（1）采用超長(zhǎng)型鋼附著式懸掛外架施工，有效解決了高層建筑的通層、大面積、大跨度的環(huán)繞型大檐外圍防護(hù)問(wèn)題。

（2）采用超長(zhǎng)型鋼附著式懸掛外架施工具有安全可靠、技術(shù)操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)利用、技術(shù)先進(jìn)、全封閉效果等特點(diǎn)［3］。

（3）主梁采用3 m長(zhǎng)16#工字鋼，20 mm厚Q235鋼板作為連接板，采用8.8級(jí)M20高強(qiáng)度螺栓的3個(gè)主附著點(diǎn)，同時(shí)設(shè)置2根20 mm提升花籃螺栓，充分保證外架的穩(wěn)定性。

4 施工工藝及操作要點(diǎn)

4.1 施工程序

為保證超長(zhǎng)附著式型鋼懸掛外架的安全性和可靠性，對(duì)其整體荷載進(jìn)行了分析計(jì)算，嚴(yán)格選定了外架材料，并優(yōu)化了主梁的布置位置，最終確定了施工技術(shù)流程圖（圖2）。

4.2 主要施工工序操作要點(diǎn)

4.2.1 受力驗(yàn)算分析

利用工字鋼具有良好的抗力變形及彎曲變形的特點(diǎn)，以3 m長(zhǎng)16#工件鋼為附著式主梁，20 mm厚Q235鋼板為主梁與埋入件連接板，以3個(gè)8.8級(jí)M20高強(qiáng)度螺栓為主附著點(diǎn)，同時(shí)設(shè)置2條道20 mm提升花籃螺栓，充分保證外架的穩(wěn)定性。鋼管扣件外架荷載通過(guò)型鋼主梁（主）和花籃螺栓（次）通過(guò)埋入錨件傳遞到建筑物結(jié)構(gòu)側(cè)梁（表1）。

4.2.2 外架材料的選定

4.2.2.1 主梁

根據(jù)荷載受力計(jì)算附著式主梁采用16#工字鋼，鋼材為Q235，16#工字鋼的整體長(zhǎng)度分別為3 m、3.2 m、4.2 m，為保證整體受力效果，工字鋼原則上采用整體通長(zhǎng)減少焊接，保證二級(jí)焊縫全數(shù)合格，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊縫探傷檢驗(yàn)（表2）。

4.2.2.2 螺栓

主梁附著螺栓采用8.8級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓，高強(qiáng)度螺栓直徑為M20附著螺栓采用可回收的半埋入螺栓，總長(zhǎng)度為25 cm，半埋入長(zhǎng)度為18 cm，露出長(zhǎng)度為7 cm。

4.2.2.3 連接板

16#工字鋼主梁與附著高強(qiáng)度螺栓采用鋼板連接，鋼板板材采用Q235，厚度20 mm主梁懸置長(zhǎng)度首次大量超過(guò)3 m，為充分保證外架穩(wěn)定性，連接板采用3孔連接，鋼板尺寸為250 mm×300 mm×20 mm連接鋼板與懸挑工字鋼完全焊接連接，焊縫等級(jí)為二級(jí)，焊縫尺寸較薄板厚（腹板位置6 mm，翼緣板位置10 mm）以上（圖3）。

4.2.2.4 花籃螺栓

連接花籃螺栓的拉桿是懸掛體的重要受力構(gòu)件之一，采用20 mm的HPB300圓鋼。上部系桿的一端用高強(qiáng)度螺栓固定在上部系桿梁上，上、下系桿用花籃螺栓連接，下部系桿的另一端用高強(qiáng)度螺栓固定在耳板上［4］。并在使用期間巡視，檢查上拉桿松動(dòng)，保證上拉桿與梁的受力，一致均勻，拉桿處于緊固狀態(tài)，花籃螺栓外露長(zhǎng)度不小于100 mm。

4.2.2.5 耳板

花籃螺栓下拉桿通過(guò)銷螺栓與焊接在工字鋼上的掛耳板連接，掛耳板采用Q235鋼板加工制造，厚12 mm的雙排掛耳板，采用與16#工字鋼主梁焊接，焊縫長(zhǎng)度不小于120 mm，花籃螺栓下拉桿和掛耳板采用22 mm的45號(hào)鋼插銷固定，部件整體能夠再利用（圖4）。

4.2.3 平面布局優(yōu)化

附著式外架選用鋼管扣件式外架，外架布置為立桿橫距0.85 m，立桿縱距1.5 m，步距1.8 m，高度不得超過(guò)20 m。住院樓整體高度84.85 m，共19層附著式配置層為5層、9層、13層、17層。

由于型鋼主梁在陽(yáng)角處的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于常規(guī)部位，因此型鋼布置從陽(yáng)角開始。計(jì)算的陽(yáng)角主要配置3根16#工字鋼主梁，長(zhǎng)度分別為：1根4.2 m位于陽(yáng)角，2根3.2 m位于兩側(cè)約500 mm。為了防止主梁后滑，將主梁配置卡箍加密，距離為300 mm（圖5、圖6）。

4.2.4 連接節(jié)點(diǎn)的預(yù)埋

在側(cè)梁模板關(guān)閉完成之前，在框架柱（梁）上安裝M20的高強(qiáng)度螺栓或25 mm個(gè)PVC套管，預(yù)埋件或套管通過(guò)模板牢固地固定在模板上，確保預(yù)埋位置、標(biāo)高控制準(zhǔn)確，脫模后需要切除突出結(jié)構(gòu)表面的PVC套管，使螺栓鋼墊片、工字鋼連接板與結(jié)構(gòu)表面的貼緊［5］。

根據(jù)附著式懸掛工字鋼的平面布置圖確定埋入位置（埋入孔的位置應(yīng)比地板底面低50 mm），采用電鉆在梁或墻體外側(cè)的模上開孔將預(yù)埋件放入模具內(nèi)側(cè)，M20×220 mm的雙頭螺栓通過(guò)孔從模具外側(cè)擰入預(yù)埋件內(nèi)，再將螺母擰入模具外側(cè)的雙頭螺栓，將預(yù)埋件夾在模具上，如圖7、圖8所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合工程實(shí)際情況，針對(duì)高層（超高層）建筑結(jié)構(gòu)邊緣通層、大面積、大跨度環(huán)繞型下掛屋檐情況下的外架施工難題，采用超長(zhǎng)附著式型鋼外架施工技術(shù)，保證了工期，節(jié)約了成本。同時(shí)，由于目前國(guó)內(nèi)外工程中高層建筑結(jié)構(gòu)邊緣少有通層、大面積、大跨度的環(huán)繞型大檐，本文的應(yīng)用為同型工程提供了可靠的工程數(shù)據(jù)和參考實(shí)例，促進(jìn)了高層建筑施工技術(shù)發(fā)展。避免了下掛大挑檐二次澆筑和防護(hù)外架重復(fù)支模、脫模，節(jié)約了工期和成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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［2］ 梁斌.高層建筑懸挑外架設(shè)計(jì)及施工探討［J］.山西建筑，2021，47（2）：88-90.

［3］ 李紀(jì)方，王雙龍.高層建筑懸挑外架安全施工技術(shù)［J］.建材與裝飾，2019（22）：23-24.

［4］ 劉義豐.高層建筑懸挑外架安全施工技術(shù)［J］.江西建材，2019（5）：118-119.

［5］ 郭天印，母軍安.淺談馬來(lái)西亞帝景灣項(xiàng)目懸挑外架工程施工應(yīng)用總結(jié)［J］.智能城市，2018，4（21）：60-61.