摘要：为避免在装配式建筑外墙预留洞口，同时考虑到型钢的重复利用和施工安全性，在装配式建筑施工过程中采用了新型的可调节悬挂外脚手架。该悬挂式外脚手架的拉杆部分考虑到不同悬挑型钢长度的影响，其上拉杆用附墙角度调节件连接，可避免强行弯折上拉杆;悬挑型钢部分则由原来的单一工字钢变为双槽钢和工字钢结合的形式，通过双槽钢和工字钢上的预留螺栓孔调节悬挑型钢长度，加大了适用范围，保证了重复使用率。
关键词：装配式建筑;可调节悬挂外脚手架;设计;施工
1工程概况
浙江省宁波市奉化区长汀村商住地块项目的一期工程，总建筑面积约160000m2，地下1层，包括合院区，高层区G01#、G02#、G03#、G04#、G05#、G06#、G07#楼及其配套公建，其中G01#、G02#、G07#属于装配式建筑。G01#、G02#地上17层，G07#地上24层，剪力墙结构，除底层和顶层外其余均为标准层，层高3m，所有标准层包含装配式外墙、叠合板、楼梯及局部梁等(图1)。
2外脚手架对比分析
目前高层建筑中，常用的外脚手架有普通型钢悬挑、花篮拉杆式悬挑2种类型。普通型钢悬挑，不但要在装配式外墙预留洞口，同时需要在装配式叠合板上放置埋件，给施工带来了诸多不便;花篮拉杆式悬挑，型钢长度根据不同楼层高度进行定制，规格繁多，同时碰到上阳台等外凸构件，需对上拉杆进行现场弯折，增加了安全隐患。本工程G01#、G02#、G07#四周均为装配式外墙和梁，楼层内除电梯井等外均为叠合板，为了避免上述问题，采用可调节悬挂型外脚手架(图2)。
可调节悬挑型外脚手架，由上拉杆、下拉杆、花篮螺栓、可调节型钢以及端板等组成。拉杆部分考虑到不同悬挑型钢长度的影响，上拉杆与附墙角度调节件连接，然后附墙角度调节件与建筑结构连接，保证上拉杆的形式不受型钢长度影响。悬挑型钢部分由原来的单一工字钢变为双槽钢和工字钢结合的形式，通过双槽钢和工字钢上的预留螺栓孔调节悬挑型钢长度，加大适用范围，保证重复使用率。
3可调节悬挑脚手架设计与计算
3.1可调节悬挑脚手架设计
根据项目对悬挑主梁的长度要求，设计可调节的悬挑主梁长度覆盖范围需不小于1.25m，JGJ130—2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范中》条文6.10.2～6.10.5中说明悬挑钢梁长度一般情况下不超过2m。为了保证本工程的调节范围及考虑后续工程常见规格范围，双槽钢长度设计为1.30mm，工字钢长度为1.25m。工字钢为16#工字钢，在工字钢靠近建筑结构的一端距离端部50mm位置开设直径为12mm的螺栓孔，其中上下翼缘和腹板均开2个，纵向间隔150mm处开设相同的孔，上下翼缘螺栓孔距离翼缘边缘18mm，腹板螺栓孔为上下对称布置，间距为60mm。双槽钢从距端部50mm位置开设与工字钢螺栓孔对应的螺栓孔，在双槽钢上沿长度方向间隔150mm全长布置。工字钢与双槽钢之间通过直径为10mm的5.6级普通螺栓连接，工字钢和双槽钢的钢材编号为Q235B。
拉杆采用直径为22mm的钢拉杆，钢材编号为Q235B。花篮螺栓总长度为600mm，其可调节范围为50～450mm，其中50mm为上下拉杆端部的最短设计距离，450mm为相应的最长设计距离。因为涉及到锚固在墙内和墙外等区别的影响，附墙角度调节件贴着墙部分的长度依项目实际情况加工制作，其折角大小通过悬挑型钢长度大致计算即可。
悬挑型钢和拉杆锚固用螺栓均采用直径为22mm的5.6级普通螺栓，型钢锚固端使用2个，1根拉杆对应1个。
3.2悬挑型钢计算
通过品茗安全验算软件，外立杆传递给型钢梁上的设计值为11.274kN。出于安全考虑，将内立杆传递给悬挑型钢的荷载调整为与外立杆传递给悬挑型钢的荷载相等，即内外立杆设计值取11.274kN。可调节的型钢悬挑脚手架的型钢截面由2种规格组成，其截面组合类型有3种形式(图3)。
根据可调节型钢悬挑脚手架的工作原理可知，当悬挑型钢的调节长度不一样时，悬挑型钢不同截面类型的长度区间范围是不一样的。参考DGJ32/J121—2011《建筑施工悬挑式钢管脚手架安全技术规程》，本文选取了3种具有代表性长度的悬挑型钢，分别为1250、1700mm和2150mm，它们分别代表单拉杆最短悬挑长度、单拉杆临界悬挑长度和双拉杆常规悬挑长度。通过结构受力计算，验算这3种情况下型钢的受力状态，验证装置的安全可靠性。为了便于计算，将向外扩大口双槽钢的截面进行简化处理(图4)。
双槽钢简化处理过后，对3种型钢截面组合类型对应的截面特性进行查表和计算(表1)。
3种情况下，靠近外立杆的拉杆连接点与悬臂端的距离为300mm;使用双拉杆时，内拉杆与外拉杆在悬挑型钢上的距离为800mm，楼层层高取3000mm。
通过结构力学求解器建立3种情况下的受力分析模型(图5)。默认型钢锚固点和拉杆锚固点的距离为层高，拉杆锚固点和型钢上拉结点竖直方向距离取2850mm。在可调节悬挑型钢这一构件中需要验算的内容包括：抗剪验算、强度验算和挠度验算等。拉杆与型钢连接部分可以通过增大连接板、连接焊缝等一系列措施保证连接可靠。
通过力学计算，这种组合式的悬挑型钢构件的抗剪承载力、强度、挠度、压弯强度、压弯稳定及螺栓连接均满足安全要求，结构安全可靠，保证了结构的安全正常使用。
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4施工要求
4.1施工流程
施工准备→预埋套管→安装可调节型钢→安装拉杆→检查验收
4.2施工准备
通过施工现场条件预先设计脚手架的搭设参数，保证了脚手架和悬挑梁搭设安全可靠;然后通过现场需求和排布规则进行平面排布;排布完成后通过BIM模型进行演示，特别是阴阳角、飘窗等特殊部位，避免出现问题(图6)。
4.3预埋套管
本工程为装配式建筑，需在构件生产前提供准确的预埋部位。预埋铁管规格为φ30mm，根据墙厚等确定预埋铁管长度;控制预埋铁管中心线距板底80mm左右，尽量保持所有预埋铁管处于同一水平面上;预埋铁管水平间距由2根焊接钢筋控制，并与型钢端板上的开孔间距保持一致;预埋铁管应采取可靠的方式充分固定，防止在混凝土浇捣时发生位移(图7)。
4.4安装可调节型钢
待混凝土达到一定强度(≥75%设计强度)后方可进行悬挑型钢安装。安装前，预先调整型钢的长度，且必须由下层脚手架进行有效支撑;穿墙螺杆规格为M22，8.8级高强螺栓，长度根据墙厚(梁厚、柱厚)、垫片厚度、螺母厚度等进行确定，保证安装完毕后外露丝扣不少于3扣;采用双螺母进行防松动处理，螺母规格与M22螺杆相配套;垫片规格为60mm×60mm×8mm，材质为Q235-A;悬挑长度≤1800mm，只需设置单拉杆;1800mm<悬挑长度≤3000mm，必须设置双拉杆。
4.5安装拉杆
待混凝土达到一定强度(≥75%设计强度)后方可安装拉杆，上拉杆通过附墙角度调节件进行调节;安装拉杆前，在悬挑型钢上搭设的脚手架高度不宜超过6m;在拉杆安装完毕后方可撤除支撑悬挑型钢的下部脚手架上的支撑构件;穿墙螺杆规格为M22，8.8级高强螺栓，长度根据墙厚(梁厚、柱厚)、垫片厚度、螺母厚度等进行确定，保证安装完毕后外露丝扣不少于3扣且不小于10mm;采用双螺母进行防松动处理，螺母规格与M22螺杆相配套;垫片规格为60mm×60mm×8mm，材质为Q235-A。钢筋拉杆的水平夹角应不小于45°。
5结语
可调节悬挂脚手架通过在宁波市奉化区长汀村商住地块项目的一期工程成功应用，达到了以下效果：
1)有效避免了在装配式外墙预留洞口和叠合板上预埋螺栓等，减少劳动力，避免了材料浪费，有效防止外墙渗漏，便于室内装修和外墙施工。
2)通过在型钢上设置调节装置，减少型钢长度规格，能适用各种层高和阴阳角部位，提高了重复使用率。
3)在上拉杆设置附墙角度调节件，防止在施工现场对上拉杆进行强行弯折，确保施工现场安全。
