腳手架連墻件設置的探究

覃 明

廣東水電二局股份有限公司

腳手架應用于各行各業，尤其在建筑施工行業廣泛使用。隨著經濟與科技的發展，腳手架也從木、竹、鋼管等材質向強簡結合的方向發展。腳手架的出現，解決了縱向高度施工的諸多難題，方便了施工人員高處作業，但腳手架的安全關系到作業人員和工程質量的安危。連墻件是腳手架設計與構造的關鍵構配件之一，是連接腳手架與建筑物的構件，是防止架體傾覆、抵抗水平風荷載的必要桿件，同時可以作為腳手架的中間約束，提高承載力，保證其穩定性。連墻件的設置直接關系到施工腳手架的使用安全，國內外發生的腳手架倒塌事故，大部分是連墻件設置不足或連墻件被拆除后未及時補設引起的[1-2]。近幾年來，人們對連墻件的改進與研發取得了49項專利發明成果，《建筑施工門式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ128-2010、《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》JGJ130-2011、《建筑施工腳手架安全技術統一標準》GB51210-2016等各類腳手架安全技術規范對連墻件桿件的強度及穩定計算、連墻件布置最大間距與最大覆蓋面積、布置形式等作出了規定[3-5]，但連墻件的材質與設置方法尚無具體規定，而施工現場卻又出現了多種類型的連墻件。為此，有必要系統地對連墻件的定義、作用、分類、設置方法、標識等方面進行研究，以指導腳手架施工安全管理。

1 連墻件的定義

JGJ128-2010、JGJ130-2011對連墻件作出的定義為：將腳手架與建筑主體結構可靠連接，并能夠傳遞拉、壓力的構件[3-4]。

2 連墻件的作用

腳手架是由多個穩定結構單元組成的，而連墻件是將架體分割成若干個相對獨立的穩定結構單元的重要構配件之一。

（1）將架體與建筑結構可靠連接，并能承受拉力和壓力。

（2）連墻件的水平反力抵抗豎向荷載作用下立桿產生的偏心傾覆力矩，約束腳手架在豎向荷載作用下的變形。

（3）連墻件被用作減小架體立桿軸心受壓構件自由長度的側向支撐，增強腳手架橫向剛度，提高其向內或向外的抗傾覆能力和承載穩定性。

（4）抵抗風荷載及其他水平荷載作用并傳給工程結構，消除風荷載及其他水平荷載作用下的立桿附加軸向力，也可增強架體抗傾覆能力。

（5）抵抗因地基不均勻沉降引起的內力，使內力重新分布，以降低架體內部的集中應力，避免架體出現局部破壞[6]。

（6）加強腳手架整體或局部或薄弱方向剛度。

（7）有效提高模板支架側向剛度，提高支承系統的承載能力。

3 連墻件的分類

3.1 剛柔分類法

連墻件是一種腳手架與墻體之間的特殊桿件，一般分為柔性連墻件和剛性連墻件，見表1。柔性連墻件，一般采用細鋼筋、繩索、雙股或多股鐵絲。剛性連墻件采用鋼管、扣件或預埋件等剛性拉桿或構件組成[7]。雖連墻件有剛柔之分，但目前各類腳手架安全技術規范均規定連墻件為剛性連墻件。當腳手架搭設大于24m時，均須采用剛性連墻件，嚴禁在24m以下只采用柔性連墻件，到24m以上才采用剛性連墻件做法[8]。

表1 柔性連墻件和剛性連墻件

3.2 預連接法、預埋后連接法與后連接法

根據連墻件設置與混凝土澆筑先后的關系，將連墻件設置方法分為預連接法、預埋后連接法與后連接法[9]，見表2。

（1）預連接法：先將連墻件固定端預埋并同時連接腳手架，建筑物混凝土澆筑在后的方式，稱之為預連接法。

（2）預埋后連接法：先將連墻件固定端預埋，建筑物混凝土再澆筑，然后將連墻件固定端預埋件通過管件與腳手架進行連接的方式，稱之為預埋后連接法。

（3）后連接法：建筑物混凝土先澆筑施工，連墻件再行設置的方式，稱之為后連接法。

表2 預連接法、預埋后連接法與后連接法

3.3 柱、梁、墻、板、洞連接法

《建筑施工模板及作業平臺鋼管支架構造安全技術規范》DB45/T618-2009將使支架與建筑物的結構構件連結，將支架中的水平內力傳至建筑結構，是從外部防止支架發生側移的裝置稱之為外連裝置，分為抱柱裝置、連墻裝置、連板裝置、連梁裝置與輔助裝置，此外，還有連洞裝置[10]，見表3。

表3 柱、梁、墻、板、洞連接法

通過以上分類與分析，可以得知目前連墻件做法眾多，各有所長，各有缺陷，在施工中應根據實際情況合理選用，且應采用能承受壓力和拉力的構造，并應與建筑結構和架體連接牢固。

4 連墻件的設計計算與布置

4.1 連墻件的設計計算的內在因素與外在因素

連墻件的設計計算的內在因素為桿件毛截面面積、桿件凈截面面積、豎向間距、水平間距等。

連墻件的設計計算的外在因素為風荷載和附加水平力等[5]。

4.2 連墻件的設計計算

腳手架連墻件主要需從以下幾方面進行計算[3-5,8]：

（1）連墻件桿件的強度及穩定。

（2）連墻件與腳手架架體、連墻件與建筑結構連接的連接強度。

（3）當采用鋼管扣件做連墻件時，驗算扣件抗滑承載力，扣件抗滑承載力設計值應滿足一個直角扣件取值8.0kN，雙扣件取值12.0kN。當不能滿足以上要求時，可在連接扣件外再增加一個抗滑扣件（與連接扣件必須頂緊），并應注意，墻、柱、梁等部位內外均應增加抗滑扣件。

（4）當采用在墻、柱、梁等部位埋以鐵件等構件做埋件式連墻件時，驗算焊縫抗拉承載力。

（5）當采用由M12～M16螺桿和套管組成套管式連墻件時（注：此為柔性連結，不建議使用），驗算螺桿抗拉強度及螺紋的抗剪強度；當采用標準螺紋、螺帽時，螺紋的抗剪與螺栓的抗拉能力是相匹配的，不必計算。

（6）當采用由鋼絲或鋼筋和水平橫桿組成頂拉式連墻件時（注：此為柔性連結，不建議使用），驗算鋼絲或鋼筋抗拉承載力。

（7）對于連洞裝置（無斜撐）或穿窗口連墻件，尚應驗算墻內、外面立桿（也可為水平桿）的抗彎能力和撓度。

（8）對于有斜撐的連大洞裝置（連墻件），應近似按桁架予以驗算，驗算內容包括：桁架各桿件內力計算，受力桿件的抗拉強度，受壓桿件的穩定性驗算（桿件長度、桿件長細比），位移驗算等。

4.3 連墻件的最大間距、最大覆蓋面積與布置形式

JGJ128-2010條款6.5.2、JGJ130-2011條款6.4.2對連墻件的最大間距與最大覆蓋面積作出了規定，其他類型腳手架規范尚無這方面的規定，但基本參照了以上兩個規范的要求。此外，連墻件設置的位置、數量應根據架體高度、建筑結構形狀、樓層高度、荷載等因素經設計計算和專項施工方案確定。

連墻件的布置形式應優先采用菱形布置，或采用方形、矩形布置。

5 連墻件的制作、進場與檢驗

5.1 連墻件的制作

JGJ128-2010、GB51210-2016將連墻件納入腳手架構配件的范疇，雖然在國家知識產權局專利公布公告查詢到多達49種連墻件的發明專利，但基于以上連墻件的分類可知，選擇何種類型的連墻件在各類腳手架安全技術規范中并未給出具體的規定，僅JGJ128-2010條文說明6.5.2中有關于工具式連墻件選擇的表述，即“單根連墻件承受的水平力較大時，應考慮采用工具式連墻件”，但對工具式連墻件的定義和材料性能等均未作相關規定。故此，JGJ 128-2010條款3.0.9作出“連墻件宜采用鋼管或型鋼制作，其材質應符合現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700中Q235級鋼或《低合金高強度結構鋼》GB/T1591中Q345級鋼的規定”。

5.2 連墻件的進場

對于在市場上購買的連墻件，其進場核驗尚無具體標準，僅JGJ 128-2010條款8.1.7對連墻件作出應檢驗產品質量合格證和外觀質量，與相應產品標準對照核驗，必要時取樣測試等規定。

5.3 連墻件的使用前檢驗

目前，各類腳手架安全技術規范基本上尚無對連墻件使用前的檢驗標準，僅GB51210-2016對工具式連墻件力學性能試驗方法作出了具體規定，即采用連墻桿試驗工裝將試件夾持在萬能試驗機的鉗口上進行抗極限拉承載力和極限抗壓承載力等破壞性試驗，測定連墻桿的抗拉強度和抗壓穩定承載力。

6 連墻件的安裝與拆除

6.1 連墻件安裝基本要求

（1）作業腳手架（運料斜道、作業平臺）連墻件安裝基本要求。主要是對連墻件設置的初始位置、隨架同步、水平間距、豎向間距、懸臂高度、連墻桿設置角度，以及轉角處或開口架端增設與垂直間距、抗上升翻流作用等的規定。

（2）滿堂腳手架連墻件安裝基本要求。根據高寬比，對連墻件設置的水平間隔、豎向間隔、張拉固定措施等作出規定。

（3）滿堂支撐架連墻件安裝基本要求。根據跨數、高寬比，對連墻件設置的剛性連接、水平間隔、豎向間隔等作出規定。

6.2 連墻件的安裝后檢驗

目前，各類腳手架安全技術規范基本上尚無對連墻件安裝后的檢驗標準，JGJ 128-2010在門式腳手架與模板支架搭設的技術要求、允許偏差及檢驗方法中，利用觀察、扭力測力扳手檢查連墻件與架體、建筑結構連接的牢固情況，利用尺量檢查連墻件縱、橫向間距（±300mm）和與門架橫桿距離（≤200mm）。

6.3 連墻件的標識

連墻件的標識有標明連墻件的位置、形式、編號等信息，同時起到醒目警示、方便檢查、防止拆除等作用。連墻件的標識采取掛牌標識、刷色標識和掛牌與刷色相結合的方式[11]。

6.4 連墻件拆除基本要求

連墻件拆除基本要求是對連墻件拆除的時間、順序及加固措施作出規定。

7 結論

（1）明確連墻件的定義與作用，是連墻件構造安全、改進與研發的基本定位與出發點，同時也是架體設計計算的主要基本假定條件和邊界條件。

（2）將連墻件分成三大類，即柔性連接法與剛性連接法，預連接法、預埋后連接法和后連接法，與柱、梁、墻、板、洞的連接及保險裝置。這有助于在工程施工實際中合理選用相應的連墻件，同時也有助于認清連墻件改進與研發的進程，了解連墻件正從拉接、扣接、焊接、螺栓鉚接等方式向安全、節材、施工方便、防滲防火等方向發展。

（3）確定連墻件的內在和外在因素，計算連墻件的抗拉（壓）強度、抗壓穩定承載力、連接強度等。根據架體高度、建筑結構形狀、建（構）筑物高度、荷載等因素，并按照連墻件的最大間距、最大覆蓋面積和布置形式要求，設計計算并確定連墻件設置的位置、數量。

（4）基于多種連墻件分類分析，以及當前規范缺少對連墻件的制作、進場與使用前檢驗的詳細規定，僅能從宜采用鋼管或型鋼制作，進場檢驗產品質量合格證、外觀質量、對照核驗、取樣測試，工具式連墻件抗拉強度、抗壓穩定承載力力學性能試驗等方面加以約束連墻件使用前的質量要求。

（5）連墻件的安裝、安裝后檢驗、標識與拆除，是連墻件發揮作用的重要階段過程，其直接關系到腳手架搭設、使用與拆除的安全。

綜上所述，連墻件是作業腳手架、支撐架必不可少的重要構配件，連墻件的種類繁多，盡管現行各類腳手架安全技術規范對連墻件作了相應的規定，但對連墻件仍缺少系統性的詳細的規范規定，故此建議對連墻件應以鋼管、扣件、鋼絲繩等構配件一樣的高度，制定一部關于連墻件的安全技術規范。

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