扣件式钢管大悬挑操作平台的设计与应用详细介绍 - 图文

扣件式钢管大悬挑操作平台的设计与应用

卜晓侠 杨新洲 徐恺 王翔宇

（ 深圳中海建筑有限公司，广东深圳，518057）

摘 要：利用扣件式钢管架在建筑悬挑部位通过设置斜杆、吊杆等方式搭设形成大跨度悬挑操作平台，适用于荷载小于2kN/㎡的安装及装修工程施工，可为类似工程施工提供参考。

关键词： 扣件式钢管；悬挑结构；操作平台；安装工程；装修工程；

Design and Application of Cantilever Platform using Steel Tubular Scaffolding with Coupler

Bu Xiaoxia Yang Xinzhou Xu Kai Wang Xiangyu

(Shenzhen China Overseas Construction Limited, 518057, Shenzhen, Guangdong)

Abstract: This paper describes the application of using steel tubular scaffolding with coupler to install large span cantilever working platform, which is strengthened by diagonal bracing, and hanging system, with a loading capability of 2KN/m2. This practice provides a practical reference to similar types of installation and decoration work in construction.

Key words: steel tubular scaffolding with coupler; cantilever structure; operation platform; installation works; decoration works;

随着我国造型独特的高层及超高层在建筑业中的广泛应用，悬挑结构部位装修及安装工程施工操作平台搭设问题日趋凸显。目前，对于悬挑部位装修及安装操作平台的搭设方式，众多施工单位采用落地及悬挑脚手架的形式，或者将结构施工支撑架进行改造后形成操作平台。采用上述方法搭设的脚手架具有存在周期长、一次性投入大的特点，并且伴随着搭设高度的增加其本身安全性也逐渐降低，难以适应建筑发展的趋势。

在这种情况下，急需一种经济效益明显、安全性更好的悬挑部位操作平台搭设方法。因此，悬挑部位操作平台解决办法逐渐成为施工领域研究的新课题。近年来，在这方面的研究和探索的过程出现了不少根据各自工程特点而设计的悬挑操作平台，如方韧米；李辉

【1】

的滑移；沈高传等在中国电子科技集团第十四研究所悬挑飘蓬幕墙安装工程中利用承插型盘扣式脚手架搭设形成悬挑长度达10米的可滑移操作平台。

这些悬挑操作平台的成功实践不仅完成了所代表工程的施工任务，同时也为悬挑操作平台的设计方法提供了迥异的新思路。但不容忽视的是，这些悬挑操作平台在材料形式的选择和施工方法方面存在一定的局限性，仍有进一步改进的空间。

广州PZB1401项目采用常见的扣件式钢管作为主要材料，通过结合“撑、拉、吊”等形式搭设形成悬挑长度不同的操作平台，其中最大悬挑长度达7.7m，而且可根据工程情况进一步增加悬挑长度。这类操作平台在经济和安全性方面，具有一次性投入小、材料可重复利用、安全可靠、施工方便等特点，相对于其他类型悬挑操作平台具有较高的性价比，可为类似工程提供参考。 1. 工程概况及重难点

1

[3]

等在某医院悬挑钢结构部位铝板安装

工程中设计的斜拉索桥式钢悬挑平台悬挑长度达8

【2】

等在中国人民银行1号楼外立面改造工

程中利用型钢焊接成框架形式的悬挑操作平台并通过在平台底部安装滑轮的方法实现了操作平台

广州PZB1401项目塔楼（44.2m～112.45m）结构东西两翼设计有钢结构悬臂桁架系统及单层悬挑结构，其最大悬挑跨度为21米，相对下层建筑外边线悬挑长度为2.5m～11.5m不等（见图1）。超出建筑边线悬挑部分需进行铝板装饰施工，而悬挑钢结构采用塔吊进行拼装无操作平台，该部位高空大悬挑操作平台成为幕墙装饰施工的重点及难点。

图2 扣件式钢管悬挑操作平台剖面

Fig.2 The cross-section profile of cantilever

steel tubular steel platform

2.2设计计算

扣件式大悬挑操作平台结构中采用了较多的撑、拉斜杆，其作用除了为悬挑操作平台提供支撑力外，还有使悬挑操作平台形成几何不可变体系的

图1 塔楼悬挑结构剖面图

Fig.1 Cross-sectional view of tower

cantilevered structure

2. 设计方案 2.1工艺原理

利用扣件式脚手架先在悬挑部位楼层内搭设一段排架，排架顶端设置顶托与上层结构顶紧，在排架中设置剪刀撑，形成刚度好、稳定性强的结构；然后逐步在排架上搭设外伸的水平大横杆，同时在外伸大横杆形成的操作平台上、下设置斜杆对外伸部分进行斜拉或斜撑，改善外伸结构的受力情况；当悬挑长度＞3.5m时，在上层结构采用楼板开洞设置吊杆的方法为外伸部分大横杆提供吊点，形成安全稳定、方便作业的大悬挑施工操作平台（见图2）。

功能；室内排架的设置主要为悬挑部分提供抗倾复力及支点，室内排架及悬挑部位上的剪刀撑具有增强悬挑操作平台整体性和稳定性的功能。可见整个悬挑操作平台的构造上看起来比较简单，但实际上其受力是比较复杂的。

在我国现行的脚手架规范中对外脚手架、模板支撑架的设计计算做出了相关要求，但在此部分计算中并未提出斜杆、剪刀撑的计算方法，而是采用立杆计算长度系数μ值来反映斜杆、剪刀撑等各杆件对立杆的约束作用，无法直接应用到悬挑操作平台的计算当中。可见，在大悬挑操作平台的计算中借鉴规范中的个别要求做参考是可行的，但无法依据规范进行设计计算。

扣件式钢管使用扣件连接节点为半刚性节点，其半刚性特点直接受扣件的拧紧力的影响

[5] [6]

[4]

，如

按照静力计算方法将其节点按刚接或铰接进行分析计算，得出的内力及位移情况显然是不准确的。如运用这种方法而不进行试验测试，势必会对操作人员的人身和财产安全带来极大安全隐患。考虑到上述因素的影响，本工程在悬挑操作平台的设计计算时，采用了有限元软件Midas/Gen进行模拟分析。在分析中，对扣件的半刚性特点以设置弹簧的方法进行模拟；在设计过程中根据软件分析结果逐步优化杆件设置，最终得出了内力及位移均在控制范围内的悬挑操作平台构造，见图3。

2

（a）组合内力计算结果

吊杆连接节点在设置小斜杆与悬挑平台进行拉结。

图4 吊杆上吊点处理方式

Fig.4 hanging system for cantilever platform

（6）在悬挑平台外围端部设置防护栏杆并满挂安全网进行封闭，平台上满铺脚手板进行水平封闭，如图5。

（b）组合位移计算结果 图3 内力及位移分析结果

图5 大悬挑操作平台三维视图 Fig.5 Three-dimensional view of the

large cantilever platform

3. 安拆方法

（1）悬挑操作平台安装时，先安装室内排架各杆件，同时在排架内设置竖向剪刀撑；然后逐步接长悬挑水平横杆并同时安装悬挑段的水平分布横杆；随搭设进展依次安装斜撑、斜拉杆及吊杆等为悬挑端提供支座，再设置平台水平剪刀撑。

（2）当悬挑长度较大且吊杆等不能及时设置时应设置临时钢丝绳或斜撑进行固定。

（3）悬挑长度小于3.5m操作平台拆除与安装流程相反；悬挑长度≥3.5米操作平台施工完最外端装饰铝板后，拆除最外端一根吊杆及已施工完部位平台杆件，并将防护栏杆改再此部位进行施工，遵循“分段施工、边拆除边改装、由外向内安装”的原则不断循环，直至施工完成,如下图所示。

3

Fig.3 Analysis of the results of the internal

force and displacement

2.3 平台构造

(1) 室内排架搭横向设置4排立杆，间距1米，纵向间距0.8米；在距离扫地杆1米位置将横向水平杆外伸变为悬挑杆；水平横杆步距1.5米，最上一步水平杆距离上层楼板板底≤600mm，立杆顶端设置顶托、木方与楼板顶紧。

（2）悬挑段挑杆上分布横杆间距≤500mm，平台水平横杆安装完成后设置水平剪刀撑，增强平台整体性。

（3）在悬挑1.5m和2.5米位置按照“隔一拉一”方式设置斜拉杆，在设置斜拉杆的位置相同的排架上设置竖向剪刀撑。

（4）在悬挑长度超过3米后在悬挑长度方向按照间距1.5米位置由上层楼板开洞设置吊杆，吊杆纵向间距同斜杆设置间距，吊杆在上层楼面设置纵横向扫地杆连成整体，见图4。

（5）悬挑长度超过3.5m悬挑操作平台室内排架设置斜撑及吊杆部位第三步横向水平横杆向外挑出，与斜拉杆、吊杆连接增加平台自稳能力；与

（a） （b）

（b） （d）

图6 拆除过程示意图 Fig.6 Removal process diagram

4. 安全技术要求

（1）操作平台安装完成后应设置斜拉钢丝绳作为安全储备。

（2）室内排架上、下部位应与结构设置抱柱或其他形式连墙件，防止平台倾复。

（3）吊杆上、下吊点均应采用双扣件并在最外一个扣件后焊接防滑钢筋，增加吊点抗滑移能力。

（4）设置与悬挑平台完全脱开的安全绳，作为施工人员安全带系挂点。

（5）悬挑操作平台设置密目兜网，防止施工时物料由脚手板空隙坠落伤人。 5. 实施效果

广州PZB1401项目在幕墙安装施工过程中，将结构不同悬挑程度所需40多种操作平台按悬挑长度进行简化成5种类型，方便了现场悬挑操作架的搭设，为幕墙工程顺利开展提供了有效保证。实践证明，这种形式悬挑操作平台具有搭拆方便，运用灵活等特点，可缩短施工周期1/3左右，相比落地式脚手架节约成本额占64﹪以上，取得了较高的经济和社会效益。

在使用过程中，对大悬挑操作平台水平位移及下层挠度进行了严格监测，根据监测数据显示，悬挑平台实际产生的挠度及位移与计算结果有一定的差异，但总体上相差程度较小，是偏于安全的。现场实施效果如下：

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图7 现场实施效果

Fig.7 Effect of on-site implementation 6. 结语

扣件式钢管脚手架在国内市场使用量达70﹪左右，在使用和研究方面均较为成熟，利用扣件式钢管搭设大悬挑操作平台具有取材方便、一次性投入少且可重复使用的优势，可为类似工程提供参考或借鉴。但在具体运用中需注意以下几点：

（1）利用扣件钢管搭设的大悬挑操作平台受力复杂，简单的静力计算难以准确得出其内力，建议采用有限元软件进行分析。

（2）各杆件的长细比应按照规范λ≤210的要求严格控制。

（3）计算过程中应考虑扣件半刚性的影响，施工时对扣件拧紧力应进行严格控制。

参考文献：

[1] 方韧，沈星华，朱云峰，70m高空8m悬挑可伸缩操作

平台的设计，施工技术，2008年2月，第37卷第2期。

[2] 李辉，黄玉玲，李士全，悬挑式可滑移操作平台施工技

术，机械与设备，2011年02月。

[3] 沈高传，邹明，可滑移式速接架悬挑操作平台研制与应

用，2010年全国建筑模板与脚手架专业委员会年会报告，2010年7月，第37卷增刊。

[4] 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范，JGJ-2011,

北京：中国建筑工业出版社，2011年6月版 [5] 陈志华，陆征然，王小盾，钢管脚手架直角扣件刚度的

数值模拟分析及试验研究，土木工程学报，2010年9月，第43卷第9期。

[6] 徐崇宝等，双排扣件式钢管脚手架工作性能的理论分析

与实验研究，哈尔滨建筑工程学院学报，1989年6月，第22卷第2期。

作者简介：卜晓侠，男，1985年9月生，内蒙古人，助理

工程师, Email: youxia_0209@sina.com

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yxgt.html