分段安裝的鋼結構滿堂腳手架施工技術研究

陸偉

上海建工五建集團有限公司 上海 200063

前言

隨著社會的進步和時代的發展，鋼結構在建筑工程中的應用日趨頻繁，鋼結構的發展日新月異。目前大型的公用項目、商用項目一般都包含鋼結構工程，鋼結構工程包括框架、排架、剛架、網架等。網架一般用作建筑物的屋面，網架鋼結構工程的安裝需要搭設滿堂腳手架。對于分段安裝的網殼鋼結構構件，分段拼接安裝點存在較的大荷載，對于滿堂腳手架的要求較高。本文通過在建項目聯合國會址德清論壇會址項目（以下簡稱“本工程”）的網殼屋面安裝所搭設的滿堂腳手架的施工，探討適用于分段拼接的網殼工程的滿堂腳手架應當如何搭設，探討該種類型滿堂腳手架設計及施工過程中的難點和要點，為以后類似的網殼工程施工提供參考經驗。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本工程位于浙江省湖州市德清縣武康鎮，項目的總用地面積約為35718m2，總建筑面積為37948m2，其中地上總建筑面積為21808m2，地下總建筑面積為16140m2，地上結構為三層，地下結構為一層，建筑高度為31m。本工程的屋面為多點支撐的單層網殼結構，屋面整體效果為殼形。主鋼梁共22榀，最大跨度約為50m，采用分段拼接安裝，普遍分為8～12段，最大起吊量約為15t，分段拼裝點均布荷載為50kn/m2。主梁間距4800，主梁之間通過次梁連接，形成若干個三角形板塊，網殼結構作為幕墻的基層。

圖1 網殼效果示意圖

2.2 施工操作面滿堂腳手架的搭設

因本工程網殼結構主次梁多、節點多，含有大量的高空焊接作業，必須搭設滿堂腳手架方能滿足施工需求。

按照JGJ130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范》的要求，腳手架選用φ48×3.5的鋼管，滿堂腳手架架體施工荷載＜2kn/m2，高寬比不大于2，滿堂腳手架的設計尺寸為：立桿間距1200×1200mm，步距1800mm，最大搭設高度17m，架體最少跨數大于4。

本工程架體搭設取沖壓鋼腳手板荷載標準值：0.3kn/m2，施工人員及安裝工具等標準值，取1.3kn/m2，立桿間距1200×1200mm，步距1800mm，最大搭設高度17m。滿堂腳手架作為施工人員安裝、焊接操作面。

根據滿堂腳手架體的設計，進行計算，滿堂架體滿足施工荷載要求。

圖2 滿堂腳手架立面

2 普通滿堂腳手架存在的問題

按照規范要求所設計的滿堂腳手架，荷載=1.6kn/m2＜2kn/m2，僅能滿足腳手片、施工人員及安裝工具的荷載。在鋼梁分段拼接處無法承受50kn/m2的荷載，架體存在較大安全隱患。

為此，需針對主鋼梁的分段拼接點采取加固措施，否則滿堂腳手架架體將會發生傾覆及倒塌事故。

3 分段拼接處的加固措施

根據上述問題，在本項目網殼工程實施前采取了一系列措施，施工過程中嚴格按照方案施工，實施效果良好。

3.1 設置加密柱

因分段拼接處荷載較大，故在所有的分段拼接點設置立桿加密區，形成加密柱，共計134個分段拼接點，即為134個加密區。加密區的立桿間距為200mm，步距為900mm，加密區的截面為600×600mm。滿堂腳手架架體與立桿加密區連接成整體，加密區頂部設置12×800×800mm的鋼板用以設置胎架。查表可得鋼板自重為0.602kn。每根主鋼梁的分段拼接點的荷載由加密區承擔。

根據加密區的設計，對加密區進行計算，加密柱滿足鋼構分段拼接安裝的荷載要求。

圖3 加密區滿堂腳手架立面

3.2 加密柱與滿堂腳手架的連接

加密柱的高度滿堂腳手架的搭設高度相同，因加密柱的截面尺寸較小，搭設高度較大時，其垂直度容易出現偏差，出現傾斜現象，影響分段拼接安裝，因此需對加密柱與滿堂腳手架進行整體連接加固。

加密柱的每一根縱桿與橫桿需與相鄰的滿堂腳手架縱橫桿進行連接，步距同加密區，扣件使用雙扣件。

圖4 加密區平面

3.3 滿堂腳手架的連墻措施

滿堂腳手架搭設完成，架體與加密柱形成一個整體，通過豎向剪刀撐、垂直剪刀撐、掃地桿來保證滿堂腳手架的整體穩定性。因建筑造型特殊，連墻件與結構框架柱抱箍連接。連墻件每隔3步2跨設置一道，局部架體距離結構柱距離較遠的部位可設置拋撐。

鋼管與柱抱箍采用雙扣件，柱抱箍與滿堂腳手架立桿進行連接。

圖5 柱抱箍拉結

3.4 結構樓板的加固

加密區荷載較大，通過立桿傳至樓地面，結構樓板厚度為120mm，設計恒載q1=4kn/㎡，活載q2=3.5kn/㎡，故樓板可承受7.5kn/㎡的作用力，小于加密區荷載。

因此需對加密區的樓板進行加固，加固采用鋼管扣件式排架，頂部使用頂托。支撐排架立桿間距600×600mm，步距1500mm，單個加密區樓地面支撐點的排架平面尺寸為3000×3000mm。

對加密區樓地面支撐排架進行計算，滿足荷載要求。

圖6 加密區樓地面加固

3.5 滿堂腳手架搭設的要點

采用扣件式滿堂鋼管腳手架作為施工人員操作平臺，鋼管采用選用φ48×3.5，根據網殼屋面的造型，滿堂腳手架的頂標高眾多。通過鋼結構模型得到每一個鋼梁的標高及加密區的標高，在滿堂腳手架架體的搭設過程中做好測量放樣。根據鋼梁頂標高的漸變，架體搭設高度應分層搭設并滿足實際施工的需求，最大搭設高度約為17m，架體頂部應滿鋪鋼笆并扎絲扎牢。架體標高分層處使用鋼管設置臨邊圍護。由于腳手架高度高，腳手架搭設需分兩步進行，第一步為立桿放腳，設置掃地桿，縱橫向剪刀撐位置，搭設完成后，進行第一次驗收，驗收合格后方可進行第二步安裝。第二步為中間剩余部分腳手架的搭設及外圍周邊剪刀撐設置，完成后進行腳手架的第二次驗收，為整體驗收。

滿堂腳手架架體搭設的過程中，為了保證滿堂腳手架的縱橫向穩定，滿堂腳手架周邊環向和中間必須設置豎向剪刀撐和水平剪刀撐來保持架體的剛性，架體外圍豎向剪刀撐應由架體底部至架體頂部連續設置，豎向剪刀撐與地面的斜角應為45°～ 60°。架體中間的豎向剪刀撐縱橫向每隔四跨設置，且間距不得大于6m，水平剪刀撐按每隔兩步距設置一道，立桿底部向上200距離設置掃地桿，掃地桿應縱橫向設置到位。

滿堂腳手架頂部操作面出現高差區域用鋼管搭設樓梯，方便通行。

4 結語

本工程鋼結構屋面安裝實施過程中，通過對分段拼接的鋼結構滿堂腳手架的策劃和分析，嚴格按照規范和方案進行實施。經過本工程實踐證明，方案實施有效且效果良好，能夠滿足分段拼裝的鋼結構安裝施工。