摘要：為了能夠最大限度保障型鋼懸挑腳手架的承載力強(qiáng)度滿足實(shí)際需求，提出排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)研究。以某排漬站管理用房項(xiàng)目為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際情況，從懸挑梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、懸挑梁加長節(jié)、懸挑梁轉(zhuǎn)角節(jié)及斜拉桿四個(gè)角度對(duì)型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。在具體的施工階段，按照懸挑梁布置、底座安放、型鋼懸挑腳手架搭設(shè)以及連墻件安裝四個(gè)階段對(duì)具體的施工技術(shù)進(jìn)行研究。結(jié)果表明，通過合理設(shè)計(jì)懸挑梁各節(jié)段的規(guī)格與連接方式，能夠顯著提升腳手架的承載力強(qiáng)度。采用本文設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)方案不僅增強(qiáng)了腳手架的穩(wěn)固性，還提高了施工效率，降低了成本，為工程順利推進(jìn)提供了有力保障。

關(guān)鍵詞：懸挑腳手架；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)；加長節(jié)

中圖分類號(hào)：TU731.2""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""""""""" 文章編號(hào)：

Research on Structure Design and Construction Technology of Steel Cantilever Scaffold in Drainage Station

JIN yi

（The Eighth Engineering（Hunan）Co.，Ltd. of CCCC Third Harbor Engineering Co.，Ltd.， Zhuzhou Hunan 412007，China）

Abstract： In order to maximize the bearing capacity and strength of steel cantilever scaffolding to meet practical needs， the structural design and construction technology research of drainage station steel cantilever scaffolding are proposed. Based on the management building project of a certain drainage station， combined with the actual situation， targeted design of the steel cantilever scaffold structure is carried out from four perspectives： the standard section of the cantilever beam， the extended section of the cantilever beam， the corner section of the cantilever beam， and the diagonal rod. In the specific construction stage， research will be conducted on the specific construction techniques in four stages： cantilever beam layout， base placement， steel cantilever scaffolding installation， and wall connecting component installation. It is shown that by designing the specifications and connection methods of each section of the cantilever beam reasonably， the bearing capacity and strength of the scaffold can be significantly improved. The technology scheme designed and constructed in this paper not only enhances the stability of the scaffolding， but also improves construction efficiency， reduces costs， and provides strong guarantees for the smooth progress of the project.

Keywords： suspended scaffolding; structural design; construction; standard section; extended section

0 引言

懸挑腳手架結(jié)構(gòu)在建筑施工中發(fā)揮著重要的作用，其可以支撐和固定建筑物的外墻和屋頂，幫助完成建筑物的主體結(jié)構(gòu)施工[1]。同時(shí)也可以為建筑工人提供安全、方便的施工平臺(tái)，使其可以在上面進(jìn)行材料運(yùn)輸、施工操作等。從整體角度分析，懸挑腳手架可以有效節(jié)約施工成本和時(shí)間，因?yàn)閼姨裟_手架結(jié)構(gòu)可以重復(fù)使用，避免了頻繁搭建和拆除傳統(tǒng)腳手架的麻煩[2]。在此基礎(chǔ)上，對(duì)懸挑腳手架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的因素也更加多元化。首先，懸挑腳手架需要能夠適應(yīng)建筑物的形狀和大小，以確保支撐和固定的效果[3]。其次，懸挑腳手架需要能夠適應(yīng)地形和地質(zhì)條件，以確保施工安全。另外，懸挑腳手架需要使用高強(qiáng)度的材料，以確保其穩(wěn)定性和安全性。最為重要的是懸挑腳手架需要能夠滿足施工要求，包括支撐和固定的精度、施工操作的便利性等[4]。分析施工對(duì)于懸挑腳手架結(jié)構(gòu)性能的重要性，其中，懸挑腳手架的安裝精度對(duì)于其結(jié)構(gòu)性能至關(guān)重要。如果安裝精度不足，可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、變形等問題[5]，嚴(yán)重影響施工安全和質(zhì)量。除此之外，懸挑腳手架的連接方式對(duì)于其結(jié)構(gòu)性能也有重要影響[6]。合理的連接方式可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，避免出現(xiàn)脫落、松動(dòng)等問題。另外，懸挑腳手架的施工工藝對(duì)于其結(jié)構(gòu)性能也有一定影響。合理的施工工藝可以保證結(jié)構(gòu)的完整性和耐久性，避免出現(xiàn)損壞、腐蝕等問題[7]。

結(jié)合上述分析，本文提出排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)研究，以實(shí)際的排漬站建筑項(xiàng)目為例，開展了全面的研究與設(shè)計(jì)。

1 排漬站工程概況

本文以湖南省衡陽市石鼓區(qū)角山鎮(zhèn)排漬站項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目總建筑面積為1 000 ㎡，其中，主樓建筑面積為800 ㎡，輔助設(shè)施建筑面積為200 ㎡。主樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，輔助設(shè)施采用磚混結(jié)構(gòu)[8]。在具體的設(shè)計(jì)方面，主樓建筑層數(shù)為3層，每層高度為3.5 m，樓面載荷為500 kg/㎡。設(shè)計(jì)要求考慮抗震設(shè)防，地震烈度為7度。輔助設(shè)施建筑層數(shù)為1層，高度為4 m，樓面載荷為300 kg/㎡。設(shè)計(jì)要求考慮抗風(fēng)、抗震設(shè)防，地震烈度為6度。

2 排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 懸挑梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)設(shè)計(jì)

在對(duì)排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)的懸挑梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，本文選擇HW200 mm×200 mm×8 mm×12 mm的型鋼作為懸挑梁材料[9]。這種型鋼具有較高的強(qiáng)度和剛度，能夠滿足懸挑腳手架的承載要求。其中，具體的懸挑梁的截面尺寸為200 mm×200 mm，腹板厚度為8 mm，翼緣板厚度為12 mm。通過這樣的方式，保證懸挑梁具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，在型鋼的末端設(shè)置外伸錨固件，與上部結(jié)構(gòu)固定連接[10]，具體如圖1所示。

圖1 懸挑梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)設(shè)計(jì)

按照?qǐng)D1所示的設(shè)置方式，外伸錨固件可以有效地傳遞懸挑梁的承載力，并確保與上部結(jié)構(gòu)的連接牢固可靠。在具體的連接方式上，本文設(shè)計(jì)懸挑梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的連接采用焊接方式，因其具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠保證懸挑腳手架的整體性能。

2.2 懸挑梁加長節(jié)設(shè)計(jì)

在對(duì)排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)的懸挑梁加長節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，本文同樣采用HW200 mm×200 mm×8 mm×12 mm的型鋼作為具體的材料[11]，以確保與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的承載能力和穩(wěn)定性相一致。在拼接方式上，本文充分考慮了排漬站建筑物的形狀和大小，在懸挑梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)加長節(jié)增加懸挑長度，其計(jì)算方式如下：

（1）

式（1）中：L為設(shè)計(jì)加長節(jié)增加懸挑長度，mm；M為作用于樓板螺栓的軸向拉力設(shè)計(jì)值，N；α為常數(shù)系數(shù)；f為排漬站管理用房項(xiàng)目混凝土局部擠壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，MPa；b為排漬站管理用房項(xiàng)目樓板內(nèi)的螺栓錨板邊長參數(shù)，mm；h0為樓板螺栓在混凝土樓板內(nèi)的錨固深度，mm。

在此基礎(chǔ)上，對(duì)加長節(jié)采用相同規(guī)格的型鋼進(jìn)行拼接，拼接方式與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)相同。以保證整個(gè)懸挑腳手架的穩(wěn)定性和承載能力[12]。加長節(jié)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的連接也采用焊接方式進(jìn)行，以保證整體結(jié)構(gòu)的牢固性和可靠性。

2.3 懸挑梁轉(zhuǎn)角節(jié)設(shè)計(jì)

在對(duì)排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)的懸挑梁轉(zhuǎn)角節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，本文采用L形的HW200 mm×200 mm×8 mm×12 mm的型鋼作為具體的設(shè)計(jì)材料，具體的轉(zhuǎn)角節(jié)的截面尺寸和厚度與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)相同，以保證整個(gè)懸挑腳手架的一致性和穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)角節(jié)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的連接也采用焊接方式進(jìn)行，以保證整體結(jié)構(gòu)的牢固性和可靠性。在轉(zhuǎn)角處的設(shè)計(jì)需要特別注意，需要確保轉(zhuǎn)角節(jié)的形狀和尺寸與上部結(jié)構(gòu)相匹配，以實(shí)現(xiàn)支撐和固定的效果。

2.4 斜拉桿設(shè)計(jì)

為了提高懸挑腳手架的穩(wěn)定性和承載能力，需要設(shè)計(jì)斜拉桿進(jìn)行加固。本文設(shè)置斜拉桿采用直徑為16 mm的鋼絲繩，這種材料具有高強(qiáng)度和耐久性，能夠滿足懸挑腳手架的使用要求。斜拉桿的一端與懸挑梁固定連接，另一端與建筑物固定連接。針對(duì)連接部位，本文進(jìn)行了預(yù)埋固定，以確保斜拉桿能夠有效地傳遞承載力并提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)于斜拉桿的數(shù)量和布置，本文根據(jù)排漬站管理用房項(xiàng)目的具體施工要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。最終的效果如圖2所示。

按照?qǐng)D2所示的方式，根據(jù)排漬站管理用房項(xiàng)目的形狀和大小、地形和地質(zhì)條件以及施工要求等因素進(jìn)行綜合考慮，確定合理的斜拉桿數(shù)量和布置方案。以此確保懸挑腳手架具有足夠的穩(wěn)定性和承載能力，同時(shí)滿足施工要求[13]。為了進(jìn)一步提高斜拉桿的穩(wěn)定性和使用壽命，本文在連接部位增加夾具或套管等固定裝置，以增加連接部位的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此外，對(duì)于重要的斜拉桿部位進(jìn)行增加防松裝置的特殊處理，以確保其在使用過程中的可靠性。

3 排漬站型鋼懸挑腳手架施工技術(shù)設(shè)計(jì)

3.1 懸挑梁布置

在開展懸挑梁布置施工前，根據(jù)排漬站建筑物的設(shè)計(jì)圖紙，了解建筑物的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)，確定懸挑梁的位置和數(shù)量。準(zhǔn)備好所需的懸挑梁材料和工具，如型鋼、焊接設(shè)備、螺栓等。在建筑物上確定懸挑梁的位置，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行劃線，確保懸挑梁的位置、數(shù)量和間距符合規(guī)范要求。同時(shí)，考慮到施工方便和經(jīng)濟(jì)效益，合理安排懸挑梁的分布和數(shù)量。隨后，在確定的位置上安裝支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可選擇混凝土或鋼結(jié)構(gòu)等材料，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。支撐結(jié)構(gòu)的深度和強(qiáng)度需根據(jù)懸挑梁的承載力和穩(wěn)定性要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要特別注意的是，按照設(shè)計(jì)要求將懸挑梁安裝在支撐結(jié)構(gòu)上，以確保懸挑梁的水平度和垂直度。根據(jù)需要，在懸挑梁下方設(shè)置支撐或固定件，以提高承載能力和穩(wěn)定性。

3.2 底座安放

首先，需要準(zhǔn)備好所需的底座材料和工具，如鋼板、木塊、焊接設(shè)備等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇合適的底座材料和形狀，并準(zhǔn)備好所需的加工工具。在懸挑梁下方確定底座的位置，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行劃線，確保底座的平整度和穩(wěn)定性。將底座按照劃線位置放置在懸挑梁下方，采用焊接或螺栓等方式進(jìn)行固定。確保底座的平整度和牢固性，同時(shí)注意底座與懸挑梁之間的連接方式和穩(wěn)定性。在底座安裝完成后，進(jìn)行必要的調(diào)整和加固，確保底座的穩(wěn)定性和承載能力。本文采用固定件對(duì)其進(jìn)行加固，以滿足腳手架的穩(wěn)定性和承載要求。

3.3 型鋼懸挑腳手架搭設(shè)

對(duì)于型鋼懸挑腳手架的搭設(shè)，主要分為垂直方向搭設(shè)和水平方向搭設(shè)兩部分施工內(nèi)容。在搭設(shè)階段，首先要在懸挑梁上按照要求設(shè)置固定件，本文采用焊接方式為將腳手架立桿與懸挑梁固定連接。固定件的數(shù)量按照30.0 cm一個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，具體的位置以確保腳手架立桿與懸挑梁連接牢固、穩(wěn)定為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)置。在焊接過程中，本文選擇焊接工藝為手工電弧焊，對(duì)應(yīng)的焊接材料為Q345D低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，以此確保焊接質(zhì)量和安全性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行構(gòu)件搭設(shè)，依次搭設(shè)腳手架的垂直方向橫桿、斜撐、剪刀撐等構(gòu)件。并利用固定件建立垂直方向橫桿與腳手架立桿之間的連接關(guān)系。具體如圖3所示。

需要注意的是，掃地桿作為腳手架底部的一層水平支撐構(gòu)件，其與腳手架底部的穩(wěn)定性直接相關(guān)，是防止底部滑動(dòng)和沉降的關(guān)鍵。按照設(shè)計(jì)要求，應(yīng)將掃地桿與垂直方向支撐體系和地面進(jìn)行牢固連接，以確保其穩(wěn)定性和承載能力。在搭設(shè)過程中，應(yīng)注意掃地桿的平整度和穩(wěn)定性，確保其能夠有效地穩(wěn)定腳手架底部。根據(jù)排漬站管理用房項(xiàng)目的具體要求，本文選擇L形的HW200 mm×200 mm×8 mm×12 mm型鋼材料制作掃地桿。掃地桿的長度為20.0 m，以確保其能夠覆蓋懸挑梁的寬度，同時(shí)留有一定的富余量。在掃地桿的平整度和直度達(dá)到應(yīng)用要求的前提下，在型鋼上鉆孔，以便于后續(xù)螺栓連接。將制作好的掃地桿固定在懸挑梁上，采用螺栓連接方式進(jìn)行固定。在固定過程中，保持掃地桿的水平度和穩(wěn)定性，確保其能夠有效支撐腳手架底部?？紤]到施工過程中的安全性要求，在掃地桿的下方安裝支撐和固定件，確保掃地桿能夠牢固地支撐腳手架底部。支撐和固定件的數(shù)量分別為5個(gè)和10個(gè)，對(duì)應(yīng)的位置均勻分布在整體支撐體系中。在完成安裝后，對(duì)掃地桿支撐體系進(jìn)行檢查和調(diào)整，確保其平整、穩(wěn)定和牢固。對(duì)于不滿足要求的部位進(jìn)行加固或修復(fù)，以確保整體支撐體系的牢固性和安全性。

3.4 連墻件安裝

在開展排漬站型鋼懸挑腳手架的連墻件安裝施工過程中，首先使用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等測量設(shè)備，對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行測量，確定連墻件的具體位置。并在型鋼上標(biāo)記連墻件的位置，確保位置準(zhǔn)確無誤，同時(shí)對(duì)劃線過程進(jìn)行記錄，并存檔備查。根據(jù)劃線的位置，將型鋼固定在相應(yīng)的位置。在對(duì)型鋼與建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定時(shí)，本文使用電動(dòng)扳手作為具體的操作工具，以確保型鋼平整、穩(wěn)定。將連墻件與型鋼進(jìn)行連接，使用扭矩扳手等工具，將螺栓擰緊，確保連接牢固（見圖4）。

按照?qǐng)D4所示的方式，選擇適合的扣件，將其安裝在連墻件上。使用扭矩扳手等工具，將螺栓擰緊，確保扣件緊固。需要注意的是，將鋼管與連墻件和扣件進(jìn)行連接時(shí)，確保鋼管平整、穩(wěn)定。最后對(duì)安裝完成的連墻件進(jìn)行質(zhì)量檢查，包括連接牢固性、位置準(zhǔn)確性、平整穩(wěn)定性等，對(duì)不符合設(shè)計(jì)要求的部位進(jìn)行整改和修復(fù)。

4 效果分析

對(duì)于具體的排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)效果，本文以型鋼懸挑腳手架的極限承載力作為具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)，與不同維度的具體設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較。具體的數(shù)據(jù)信息見表1。

結(jié)合表1的測試結(jié)果可以看出，在本文提出的排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)下，型鋼懸挑腳手架的極限承載力能夠滿足設(shè)計(jì)要求，其中，當(dāng)型鋼懸挑腳手架的極限承載力為40.0 kN時(shí)，實(shí)際極限承載力穩(wěn)定在42.0 kN以上，當(dāng)型鋼懸挑腳手架的極限承載力為50.0 kN時(shí)，實(shí)際極限承載力穩(wěn)定在53.0 kN以上。測試結(jié)果表明，本文的設(shè)計(jì)具有良好的應(yīng)用效果，能夠滿足實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語

本文提出排漬站型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)研究，結(jié)合實(shí)際的工程案例，切實(shí)提高了施工的安全性，使型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)可以提供更加穩(wěn)定的支撐和固定，有效降低傳統(tǒng)腳手架搭設(shè)中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了施工安全性。通過本文的設(shè)計(jì)與研究，以期提高建筑施工效率、降低施工成本、提高施工安全性，為促進(jìn)建筑行業(yè)技術(shù)進(jìn)步提供助力。在今后的研究中，可以從型鋼懸挑腳手架結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性角度出發(fā)，開展具有更強(qiáng)針對(duì)性的設(shè)計(jì)與研究，以提高其的應(yīng)用價(jià)值。

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編輯：楊 洋

收稿日期：2023-11-12

作者簡介：金 懿（1981～），男，上海市人，工程師，研究方向：工程技術(shù)與質(zhì)量，新材料檢測與應(yīng)用。