頂部設可調托雙排雙立桿腳手架設計與施工

古建兵

某市高等職業學校圖書行政科技綜合樓工程,主樓14層,裙樓為1層學術報告廳(屋面標高6.20 m)。主樓施工時已經在裙樓學術報告廳的屋面上搭設了14.2 m高的雙排雙立桿扣件式鋼管腳手架,由于該學術報告廳屋面的承載力不滿足搭設36.2 m高腳手架自重的要求,考慮到經濟適用且滿足強度、剛度的要求,放棄原先采用懸挑腳手架施工方案,采用了首先在學術報告廳內搭設頂部設可調托架頂撐雙排雙立桿扣件式落地腳手架,其位置與在標高為6.20 m的屋面上已經搭設的14.2 m高的雙排雙立桿扣件式鋼管腳手架位置對應。然后再搭設14.2 m高以上的雙排雙立桿扣件式外腳手架(架高共22 m)。

1 在學術報告廳內搭設頂部設可調托架頂撐雙排落地式腳手架

每根立桿上放一個Tr38,長度600 mm可調托,并同時旋緊立桿上的兩個可調托,頂住屋面板底面,保證上面的腳手架荷載傳遞到基層上,見圖1,圖2。在14.2 m高的雙排雙立桿扣件式鋼管腳手架上面再搭設6 m高采用雙排雙立桿扣件式鋼管腳手架,然后再搭設16 m高雙排單立桿扣件式鋼管腳手架,要保證整個36.2 m架高荷載與施工荷載傳遞,具體計算如下:

1)恒載計算:立桿:4×16.5×38.4+8×20×38.4=8 678.4 N。

大橫桿:4×1.5×22×38.4=5 068.8 N,小橫桿:2×1.2×22×38.4=2 027.52 N。

扣件:24×13.5×22+4×12×14.5+4×4×18.5+8×4×18.5=8 712 N。

竹笆:1×1.5×100×22+1.1×1.5×100×22=6 930 N。

安全網:1.5×1.8×6×22=356.4 N,小計:31 773.12 N=31.773 kN。

2)活載計算:

外立桿:2×1.5×1.00×3=9.0 kN,里立桿:9.0+0.3×1.5×2×3=11.7 kN。

取大值:11.7 kN。

3)設計值:

外立桿:1.2×31.773/2+1.4×9.0=31.66 kN。

里立桿:1.2×31.773/2+1.4×11.7=35.44 kN。

4)下部架體頂部可調托架承受的荷載:

一個Tr38,長度600 mm的可調托,當架體步高為1.5 m時,承載力設計值為62.4 kN,步高為1.8 m時,承載力設計值為49.0 kN,里立桿共設4個可調托架,計4×49=196 kN,遠遠大于35.44 kN偏安全。同樣外立桿共設4個可調托架,計4×49=196 kN,遠遠大于31.66 kN,偏安全。

2 36.2 m高扣件式鋼管腳手架構造

腳手架的搭設采用φ 48×3.5鋼管搭設的雙排雙立桿腳手架,腳手架搭設隨結構模板、鋼筋、混凝土工程一起同步施工,每次搭設高度應超過結構施工層頂面一排腳手,在離地20 cm處設置一道掃地桿與腳手架連接。腳手架寬1.0 m,立桿縱距1.5 m,步距 1.8 m,豎桿離墻300 mm,底排步距 1.8 m。外側立面采用竹笆半封閉(半封閉高度為1.1 m)。用于結構作業時為1層作業(即n1=1),用于裝修作業時為2層同時作業(n1=2)。立桿縱距la=1.5 m,立桿橫距lb=1.0 m,步距h=1.8 m,連墻為2步3跨設置,腳手板為50 mm厚木腳手板,計算參數為:立桿截面積A=489 mm2,立桿的截面抵抗矩W=5.08×103mm3,立桿回轉半徑I=15.8 mm。擋風面積An=1.1×1.5+(1.8-1.1)×0.05=1.69 m2,相應的迎風面積Aw=1.8×1.5=2.7 m2,鋼材抗壓強度設計值fc=205 N/mm2,邊墻件橫距lw=4.5 m,邊墻件豎距hw=3.6 m。

36.2 m高外腳手架的驗算結果見表1,表2。

表1 腳手架底部截面驗算結果

表2 腳手架頂部截面驗算結果

3 搭設要點

1)腳手架搭設順序:基礎平整→道渣墊層夯實→C20素混凝土墊層→混凝土枕軌施工→安放18號槽鋼→立桿→大橫桿、小橫桿、格柵→在立桿頂部設可調托架→可調托架上安放木方→同時旋緊雙立桿上的兩個可調托架→剪刀撐→腳手笆→防護欄桿。2)腳手架底部基礎經平整夯實后,鋪150厚道渣墊層夯實并澆筑200厚強度不小于C20素混凝土,在素混凝土墊層上做混凝土枕軌,在枕軌上安放18號槽鋼,確保腳手架底部均衡受力及穩定性。3)腳手架外側500 mm以外必須平整,以確保其周圍的排水暢通。4)首步腳手架步高為1 800 mm桿應間隔交叉不同長度的鋼管,將相鄰立柱的對接接頭位于不同水平截面上,使立柱受荷的薄弱截面錯開。5)腳手架外側,從第二步到第三步,每層均須在外立柱里側設1 m高防護欄及外鋪安全笆。五步以上除防護欄外,再滿掛綠色密目安全網。腳手架內側里立桿和框架之間每隔四步鋪設長安全底笆(重迭隔置)。底笆下加兩根格柵與牽杠用鉛絲扎牢。腳手笆下部設兩根格柵與橫桿扣牢,腳手笆與格柵綁扎,每笆扎點不少于四點。6)腳手架和墻體采用鋼管作硬拉連接,與框架柱上預埋件用電焊連接,水平方向每三根立桿設置一個連接點,垂直方向每兩步設置一個連接點,以保證腳手和主體結構的整體性,連接件應盡可能設置在立桿與大小橫桿交接處,且必須從第一步橫桿開始設置。7)每根立桿底部向上200 mm處應設置縱、橫向掃地桿,并用直角扣件與立桿連接。當立桿基礎高度不在同一高度上時,應將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨,并與低跨立桿固定。8)大橫桿鋼管長度應不小于3跨,其接頭用對接扣件連接,接頭應錯開,不得在同一跨內。大橫桿與立桿相交處用直角扣件連接固定。9)雙排腳手架的小橫桿靠墻一端與墻裝飾面的距離為300 mm,采用竹笆腳手板時,小橫桿宜放于大橫桿下方。凡立桿與大橫桿相交處均應設置一根小橫桿,小橫桿距立桿的距離不應大于55 mm,并嚴禁隨意拆除。

4 安全技術措施

1)施工人員必須持證上崗。操作前,必須進行有關安全、技術交底,明確施工過程,掌握有關操作規程。搭設前,必須對鋼管、扣件等材料進行篩選,有質量問題一律不準使用。搭設前,施工人員必須戴好安全帽,系好安全帶,穿防滑鞋,袖口、褲口要扎緊。腳手架拆除時,現場必須設警戒區域,張掛醒目的警示牌,警戒區域內嚴禁非操作人員通行或在腳手架下方繼續組織施工。地面監護人必須履行職責,嚴禁高空拋物。

2)腳手架拆除與搭設順序正好相反,即先搭后拆、后搭先拆,其順序為:安全網→竹片→欄桿→剪刀撐(隨每步腳手架拆除)→中間格柵鋼管→大橫桿→小橫桿→立柱。

5 結語

該方案與采用傳統的懸挑腳手架方案比較,經濟可靠,得到了施工單位與業主的認可,節省了造價并加快了施工進度。

[1]杜榮軍.扣件式鋼管模板高支撐架的設計和使用安全[J].施工技術,2002(3):21-24.

[2]余宗明.高型腳手架及模板支撐架的結構設計[J].施工技術,2005(3):31-34.

[3]JGJ 130-2001,建筑施工扣件式腳手架安全技術規范[S].

[4]朱 平,孟 澤.某高層建筑爬升腳手架施工[J].山西建筑,2008,34(8):151-152.

[5]梁德初.全鋼管挑架式滑模操作平臺新技術[J].施工技術,2004(2):18-20.