可伸縮滑移支撐腳手架在屋面底板施工中的應用

冉隆林

天津二建建筑工程有限公司 天津 300141

1 工程概況

背景工程為天津市天發重型水電設備制造有限公司搬遷項目，共包含第一聯合廠房、第二聯合廠房、研發大樓、生產輔房、水力試驗車間、油化庫、丙烷間、主大門、物流門等9個單體工程，共計建筑面積為81 632.45 m2。

第一聯合廠房為九聯跨廠房（含2個露天跨），廠房南北長282 m，東西寬225 m。建筑檐口高度為29.60 m、28.30 m、20.25 m、13.85 m，聯合廠房共3種跨，跨度分別為30.20 m、24.00 m、36.00 m。每跨吊車梁高度為21.85 m、17.85 m、13.85 m、8.94 m， 各跨最大吊車噸位200/50 t（圖1）。第二聯合廠房為六聯跨廠房（含1個露天跨），廠房南北長134 m，東西寬126 m。建筑檐口高度為29.60 m、28.30 m、20.25 m、13.85 m，聯合廠房共3種跨，跨度分別為18.00 m、24.00 m、30.20 m。每跨吊車梁高度為21.85 m、17.85 m、13.85 m、8.94 m，各跨最大吊車噸位為150/50 t。

圖1 第一聯合廠房示意

2 工程難點及解決方案

2.1 工程難點

1）工期緊：工程工期僅6個月，且包括多個節日。

2）工程體量大：鋼結構屋面底板面積為44 150 m2，外墻彩板面積為32 900 m2，內墻彩板面積為32 900 m2，采光帶面積為2 365 m2，鋼筋混凝土地面面積為60 822 m2。

3）鋼結構廠房跨度多：共計15跨，有4種跨度（18.00 m、24.00 m、30.20 m、36.00 m）。

4）地面設備基礎多：廠房內有設備基礎44個，其中最深的設備基礎底標高為-7.40 m，所有設備基礎混凝土量為13 400 m2，預埋孔數量有16 040個。這給地面搭設滑移鋼管腳手架施工屋面地板帶來很大難度。

因屋面底板的施工與地面混凝土的施工不能同時進行，故屋面底板的施工是本工程工期和安全的關鍵環節。

2.2 解決辦法

在行車梁標高處設計一款滑移支撐架，專門用于鋼結構屋面頂板安裝。這樣一來，地面與屋面施工可同時進行，互不干擾，大大加快了施工進度。

3 伸縮性滑移支撐腳手架設計原理

以伸縮性滑移支撐腳手架作為操作平臺的工藝原理為：主體是一榀伸縮式滑移支撐腳手架，即支撐腳手架兩端伸臂桁架和格構式立柱均設置成伸縮式，施工時可根據項目的實際跨度和高度進行調整（圖2）。支撐腳手架為方管桁架，由24 m固定架（按6 m、12 m、6 m分段）和兩端各6 m的伸縮架組成，伸縮式滑移支撐腳手架跨度范圍為24～36 m。

支撐腳手架兩端各6 m的長度設置成伸縮式，可根據實際跨度大小進行調整；支撐腳手架兩端格構式立柱（圖3）同樣設置成伸縮式，可根據實際高低進行調整；格構式立柱底端連接在吊車梁的滑軌上；支撐腳手架兩側設1.00 m折疊式安全護欄；在項目長度方向的兩端各設置一個卷揚機，作為牽引設備，用以移動支撐腳手架；支撐腳手架上鋪設木質腳手板，供作業人員施工[1-3]。

圖2 伸縮式滑移支撐腳手架操作平臺結構示意

圖3 格構式立柱示意

4 施工流程

4.1 支撐腳手架結構設計及受力分析

4.1.1 結構設計

1）支撐腳手架結構類型：空間桁架結構；

2）作用在支撐腳手架上的荷載：恒載1 000 N/m2，活載1 500 N/m2；

3）截面規格：支撐桁架及格構式立柱均采用方鋼管，安全欄桿及欄桿扶手采用圓鋼管，滑軌采用槽鋼。

4.1.2 受力分析

初選截面，對支撐腳手架結構進行受力分析，包括位移分析、應力分析（圖4）、撓度分析（圖5）、承載力分析等。分析顯示：結構組合應力最大值為121.60 MPa，小于Q235鋼材允許應力205.00 MPa；結構最大撓度為61.80 mm，小于允許撓度值85.00 mm。故結構設計符合要求。

4.2 工廠預拼裝

滑移支撐腳手架各部分在工廠加工完成后，為保證現場拼裝、安裝的質量，確保后續工作順利進行，需將支撐桁架整體進行預拼裝并校正，若有問題直接在工廠解決。

圖4 結構組合應力云圖

圖5 結構撓度變形云圖

4.3 支撐腳手架現場整體拼裝

將支撐桁架及現場拼裝用胎架分段運至施工現場，堆放在指定位置，將胎架安裝就位后進行整體拼裝。

1）支撐桁架采取水平放置臥拼的原則。

2）根據支撐腳手架電子模型及設計平面布置圖，合理選擇平面位置。

3）用全站儀放出支撐腳手架中軸線及構件接口處的點位，校測作微調，準確無誤后，進行臨時固定。

4）焊接前后用全站儀檢測復核，確定點位的精確性（圖6）。

圖6 相貫焊節點示意

5）支撐桁架上下2個面桁架在工廠拼裝好后運至現場，左右兩側桿件散拼。

6）支撐腳手架主體桁架（格構立柱）伸縮處暫時用插銷固定，待使用時調整[4,5]。

4.4 根據需要調整桁架跨度、高度

因為項目各跨跨度、高度不完全相同，在使用時可根據實際情況調整桁架和立柱的伸縮處。支撐腳手架跨度或高度調整時，斜撐的長度、角度、受力均會發生變化。在操作正確、受力合理的情況下，將伸縮斜撐與上下弦連接處設置成活動轉軸的形式。

4.5 滑軌吊裝就位及拉設纜風繩

滑軌吊裝時應充分考慮滑軌的側向穩定性，并在滑移方向上進行滑動控制。再選擇支撐腳手架吊點，將拼裝好的支撐腳手架吊裝就位，拉設纜風繩以保持支撐桁架的穩定性。之后吊裝支撐腳手架木質腳手板，供作業人員施工。

4.6 屋面板安裝及操作平臺拆除

1）若同跨施工，在某一工作點施工時，為保持支撐腳手架的穩定性，應用插銷固定滾輪，同時安全欄桿由鉸鏈固定并保持直立狀態。當某一工作點施工完成，拔掉滾輪的插銷，由卷揚機牽引支撐腳手架在滑軌上向前滑移至下一個指定工作點。在支撐腳手架滑移過程中，為避免直立的安全欄桿與屋面檁條發生碰撞，可拆掉鉸鏈，使安全欄桿處于閉合狀態。

2）若跨間調用，則將支撐腳手架吊至地面，按下一跨跨度及高度進行調整，同時安裝下一跨滑軌。之后將調好的支撐腳手架吊裝就位，進行下一跨屋面裝飾底板的安裝。

屋面裝飾底板安裝完成后，拆卸滑軌上的插銷及卷揚機，將支撐腳手架操作平臺吊下，在現場拆卸分段，同時拆除滑軌[6]。

5 結語

屋面裝飾底板伸縮性滑移支撐腳手架施工工法顛覆了傳統的做法，具有安拆方便、施工速度快、可周轉使用、安全可靠等優點。另外，此支撐腳手架適用于不同跨度、不同高度情況下的施工，且施工時不影響其他工序的施工。所以，無論是從節省工期、成本看，還是從質量控制看，使用屋面裝飾底板伸縮性滑移支撐腳手架都比傳統施工更具優勢，且節能環保，具有廣泛的推廣應用價值。