20钢丝绳斜拉悬挑脚手架施工技术

'钢丝绳斜拉悬挑脚手架施工技术张海军施忠球丁晓军（龙信建设集团有限公司邮编226101）[摘要]采用钢丝绳斜拉悬挑脚手架的工字钢支座，并用钢丝绳分段卸载的脚手架施工方法。[关键词]脚手架工字钢钢丝绳中惠雅苑项目位于广州市海珠区龙田街以东，龙田东直街西侧地块。地下二层，地上三十三层，总建筑面积为48555M2（其中地上：43146M2，地下：5409M2）。首层层高为6.0m，二层及二层以上层高2.90m，建筑物总高度99.1m。1．概述脚手架属于悬挑式、附着式、还是落地式，通常取决于其支座的受力形式。由于该工程的建筑外立面有多处设有挑出外墙的飘窗，且局部阳台设计未沿其竖向投影位置每层连续设置，同时，为避免一次性投资工字钢成本和翻搭翻拆人工费过大，减小预埋件的设置对填充墙和下沉式卫生间施工的影响。故选用介于悬挑和落地之间的钢丝绳斜拉工字钢简支支座、钢丝绳分段卸载式的脚手架。工字钢一端搁置在结构梁上，另一端用钢丝绳斜拉后与结构梁或墙上连接，其最高搭设高度近50m。根据施工场地条件，在主体结构和装饰装修施工阶段采用扣件式钢管悬挑脚手架，以解决安全防护、结构施工的需要。脚手架搭设采用双排单立杆，立杆横距0.85m，立杆纵距1.50m，大横杆步距1.80m，小横杆间距1.5m，内立杆距墙0.25，外立杆距工字钢端头0.10m，钢丝绳斜拉14a工字钢脚手架，工字钢简支长度为1.10m。应开发商要求，避免脚手架影响其样板房的外立面装饰效果，悬挑工字钢分别在第六层、第二十二层进行安装。在上下两段脚手架内，每四层用钢丝绳对内外立杆荷载进行卸载。工字钢的固定锚固采取在楼层结构板上预埋两根φ14圆钢。钢丝绳斜拉工字钢式脚手架的搭设最大高度取47m。2.施工方法2.1脚手架的搭设顺序工字钢设置→放置纵向扫地杆→立竖杆扣紧→装横向扫地杆→第一步纵向（大横杆）→第一步横向水平杆（在纵向水平杆上）→连墙杆件→第二步纵向水平杆→第二步横向水平杆→……→加设剪刀撑→铺脚手板→架子验收→架子开始使用。2.2脚手架搭设要求2.2.1脚手架支座的制作要求工字钢上对应于立杆位置加焊φ25短钢筋，钢筋长度150mm，以便脚手架搭设时将立杆套在φ25钢筋之上。第11页共11页 批量工字钢的加工制作应在地面完成后，再吊运至楼面进行安装。2.2.2立杆搭设要求1）立杆接长除顶层顶步外可采用搭接外,其余各层各步立杆接头必须采用对接扣件对接。顶层顶步立杆需搭接时，其搭接长度不应小于1m，不少于两个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。2）立杆上的对接扣件应交错布置，两个相邻立柱接头，不应设在同步同跨内，同步内隔一根立杆的两相隔接头高度方向错开的距离不应小于500mm；各接头中心距主接节点距离不应大于步距的1/3。架体倾斜应不大于全高的1/200。（见下图）3）开始搭设立柱时，应每隔6跨设置一根临时拉杆，直至连墙件安装稳定后，方可根据情况拆除。4）脚手架必须设置纵、横向扫地杆，纵向扫地杆应采用直接扣件固定在距工字钢底座上皮不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆应采用直接扣件固定在紧靠纵向扫地杆的立杆上。5）立杆顶端高出建筑物檐口上皮1.5m，作为脚手架外侧防护。2.2.3纵向水平杆搭设要求1）纵向水平杆设于横向水平杆之上，在立杆内侧，并采用直角扣件与立杆（或小横杆）扣紧。2）纵向水平杆采用对接扣件连接，对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头的水平距离不应小于500mm，各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3。3）搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接纵向水平杆杆端的距离不应小于100mm。3.2.2.4横向水平杆搭设要求1）主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣紧且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排架脚手架中，靠墙第11页共11页 一端的至装饰面的距离不大于100mm。2）操作层上非主节点处的小横杆若需要设置时，宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大距离不能大于立杆间距的1/2。2.2.5脚手板铺设要求1）脚手板一般应铺设在四根纵向大横杆上，将脚手板两端与其可靠固定。由于作业层的部分脚手板为通透式的钢筋网片，故每隔一步用竹串板或12厚的九夹板将作业层封闭一次。2）兜底脚手板采用50厚的松木板或竹串板或双层12厚的九夹板探头长度应小于100mm，并应用直径1.2mm的镀锌钢丝固定在支承杆上。3）脚手架在施工操作面必须满铺脚手板，离墙面不得大于15cm，不得有空隙和探头板、飞跳板。操作面外侧应设有一道护身栏（居中设置）和一道18cm高的挡脚板（置于外立杆内侧）。2.2.6扣件安装要求1）扣件内的圆弧与钢管扣紧时，接触面不小于30%，扣件螺栓拧紧力矩不应小于40N·m，并不大于65N·m。2）对接扣件的开口应朝上或朝内。3）各杆件端伸出盖板边缘的长度不应小于100mm。2.3.7安全网铺设要求1）脚手架内侧满挂绿色阻燃密目网进行密封，安全网之间必须连接牢固，并于架体面固定。第11页共11页 2）若脚手架施工层操作面下方净空距离超过3米时，必须设置一道水平安全网，可每隔10m设一道。架体与结构外墙间水平网无法防护时可铺设脚手板封闭。架体应采用密目安全网沿外架内侧进行封闭，安全网之间必须连接牢固，封闭严密，并与架体固定。密目网与钢管绑扎时的最大间隙不应大于10cm，采用旧密目网时，每处破旧的洞眼面积不应大于200cm2。3）在首步脚手架外立杆外侧应搭设伸出宽度不小于4m的双层安全平网，双层平网间距为0.8～1.2m。随着架体搭设高度的上升，每5步设置一道平网，应最少伸出3m。平网安装时不宜绷紧，以宽4m的网为例，其安装后的水平投影面积应大于3.5m。同时，应避免网下方有其他固定物体；若无法避免时，网与下方的物体表面的最小距离不得小于3m。2.2.8连墙杆设置1）连墙件布置按一步二跨进行,垂直距离为1.8米，水平距离为3.0米。2）连墙件宜靠近主节点设置，偏移主节点的距离不应大于300mm。3）用黄色油漆在每个连墙件上设置警示标记，以免工人误操作而拆除连墙杆件。4）连墙件应从底层第一步纵向水平杆处开始设置，连墙件采用钢管与剪力墙或梁刚性连接，也可采用在结构板混凝土中预埋竖向短钢管与脚手架连接的方法，当步距与楼面混凝土不相对应及其他原因时，可以调整连墙杆的垂直距离，但总的覆盖面积不得大于一步二跨的面积。连墙杆采用双扣件的位置见下图：（为减小对填充墙体砌筑和建筑防水的施工要求，连墙杆构造（2）应尽可能少用。）第11页共11页 连墙件扣件构造（3）2.2.9剪刀撑、斜支撑设置要求1）剪刀撑从脚手架纵向两端搭起,每根6m长的钢管搭设宽度以跨越5根立杆为宜，在外侧立面整个长度和高度上连续设置。2）剪刀撑与水平面的夹角为45～60°，剪刀撑的底部要插到架子底部，与立杆相交处要加回用转扣件扣紧，并应与纵向、横向水平杆同步搭设。3）剪刀撑采用搭接方式,搭接长度不小于1000mm,且至少加三个扣件。4）拐角处应设置横向斜撑外，中间应每隔6跨设置一道。横向斜撑应在同一节间，由底至顶端呈“之”字型边连续布置，斜撑宜采用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。当斜撑杆在1跨内跨越2个步距时，宜相交的纵向水平杆处，增设一根横向水平杆，将斜撑固定在其伸出端上。2.2.10卸载用的钢丝绳应兜在大横杆、小横杆的最下端，同时大横杆与立杆、小横杆与立杆的两个直角扣件应紧密接触，以满足卸载钢丝绳同时拉住两个扣件（以满足扣件抗滑移的要求，即12KN）。详见卸载钢丝绳接点示意图。第11页共11页 2.2.11钢丝绳斜拉工字钢式脚手架支座简支工字钢总长度为3.0m，简支长度为1.10m，工字钢的锚固采取楼层结构板上预埋2Φ14mm锚环的固定方法。遇剪力墙时预留200×200洞口以便安装工字钢梁。工字钢安装时混凝土强度不得低于5.0MPa。用于斜拉钢丝绳和卸载用的钢丝绳采用钢丝6×37Φ19.5，斜拉在Φ20的锚环上，并采用手拉倒链进行收紧；钢丝绳绳夹每端不应少于四个，其间距控制在120mm左右，并应设置安全弯。在内外立杆卸载的钢丝绳每四层设置一道，其纵向位置与工字钢的位置相垂直，即卸载的钢丝绳纵向间距与立杆纵距一致。第11页共11页 3、脚手架验收3.1架体验收架子搭设完毕投入使用前要及时检查验收，检查工作由安全负责人进行组织，验收时须有主管审批架子施工方案的有关技术和安全部门参加。检查依据为施工方案、技术交底、架子变更文件及有关规范。架子检查要分阶段进行，根据本工程的特点架子分为以下几个阶段进行检查:1）工字钢支座安装完成后；2）搭设完毕后主要检查安装的尺寸位置，安装是否牢固，墙、顶板混凝土的强度是否达到要求；3）作业层上施加施工荷载前；4）每搭完2步高度后；5）遇有六级大风与大雨后；6）停用超过一个月；除了按以上几个阶段进行检查外，项目安全部门每周必须对架子进行不少于二次的巡检，施工部门安排测量人员及时做好架子的变形观测，观测项目主要是架子的垂直度和变形。架子每次的检查验收均由安全检查部门做好检查记录，纳入安全资料内存档。架子验收和定期检查的主要项目：1)杆件的设置和连接，连墙件的数量、拉结情况。2)扣件螺栓是否松动。3)架子的变形。4)安全防护措施。5)是否超载。3.2脚手架体允许偏差应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）中，第8.2.4条的相关规定。3.3、安全要求1）遇有六级以上强风、浓雾、雷电等恶劣天气，不得进行露天高处作业，雨天应及时清除水霜，并应采取可靠的防滑措施。2）施工现场脚手架的出入口、出入通道口、脚手架体必须设置明显的安全警示标志，安全警示标志必须符合国家标准。3）脚手架上应按要求设置消除系统(如灭火器、消防水管)，防止火灾的发生，并对施工中可能产生的火源严格控制。4）在脚手架使用期间严禁拆除主节点处纵、横向水平杆，纵横向扫地杆、连墙杆。若在装饰装修阶段确因需求要拆除时，须办理书面拆除申请手续，征得原设计人员的认可并采取妥当措施后方可拆除。5）在施工期间遇到雷雨时，脚手架上的操作人员应立即撤离。脚手架的避雷针可用直径25-32，壁厚不小于3mm第11页共11页 的镀锌钢管或直径不小于12镀锌钢筋制作，设在房屋四角脚手架的立杆上，高度不小于1m，并将所有大横杆上下全部接通，形成避雷网络。接地板可利用在施工过程中的建筑防雷接地。水平接地板可用厚度不小于4mm、宽25～40mm的角钢制作。接地板的设置，可按脚手架的长度不超过50m设置一个，接地板埋入地下的最高点，应以地面下深度不浅于500mm为宜。6）接地线可采用直径不小于8mm的圆钢或厚度不小于4mm扁铁。接地线的连接应保证接触可靠。连接脚手架时，应用两道螺栓卡箍，并加设弹簧垫片，以防松动，保证接触面积不小于10cm2。连接时将接触表面的油漆及氧化层清除，也可直接焊接连接。接地线与接地板应采用焊接，焊接长度应大于圆钢6d或扁铁宽度的2倍。4、脚手架拆除4.1拆除前须经主管部门批准后方可进行，并进行拆除作业的安全交底，架子拆除时应划分作业区，周围设围栏或竖立警戒标志，地面设有专人指挥，严禁非作业人员入内。4.2拆除顺序应遵循由上而下，先搭后拆，后搭先拆的原则。即先拆栏杆、脚手板、剪刀撑、斜撑，后拆小横杆、大横杆、立杆等，并按一步一清的原则依次进行，严禁上下同时进行拆除作业。4.3拆立杆时，应先抱住立杆再拆开最后两个扣，拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时，应先拆中间扣，然后托住中间，再解端头扣。4.4拆除时要统一指挥，上下呼应，动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方，以防坠落。4.5拆下的材料，应用绳索栓住，利用滑轮徐徐下运，严禁抛掷，运至地面的材料应按指定地点，随拆随运，分类堆放，当天拆当天清，拆下的扣件或铁丝要集中回收处理。4.6在拆架过程中，不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚后方可离开。5、安全措施5.1在架上作业的工人应穿防滑鞋和配挂好安全带，为了便于作业和安全，脚下应铺设必要数量的脚手板，并应铺设平稳，不得有探头板。5.2当暂时无法铺设脚手架，用来落脚或抓握、把持的杆件均应为稳定的构架部分，位于立杆接头之上的自由立杆不得用作把持杆。5.3作业工人应佩带工具袋，工具用后装于袋中，不要放在架子上，以免掉落伤人。5.4在脚手架上进行电气焊作业时，要铺铁皮接着火星或移去易燃物，以免火星点着易燃物，并同时准备防火措施，一旦着火时，及时予以扑灭。5.5当架面高度不够、需要垫高时，一定要采取稳定可靠的垫高办法，且垫高不要超过0.5m，超过0.5m时，应按搭设规定升高架子的铺板层。在抬高作业面时，应相应加高防护措施5.6第11页共11页 脚手架拆除作业的危险性大于搭设作业。在进行拆卸作业前，建立统一指挥并对作业人员进行技术安全交底，以确保拆除作业安全顺利地进行。6、结束语目前，该工程主体阶段脚手架现已搭设完备，多次经受住了夏季台风的考验。同时，二十二层以下外墙装饰施工已与主体结构施工同时进行，以便可及早先拆除下段六层～二十一层的外脚手架。在高层建筑外脚手架施工中，不必采用双立杆或逐段翻搭，节约了双立杆、悬挑工字钢及人工的费用。7、计算：一、大横杆的计算:（按较大的脚手板荷载标准值0.35kN/m2验算，偏安全）抗弯强度计算选择跨中弯矩和支座弯矩中的较大值进行强度验算：σ=M/W=0.346×106/5080=68.1N/mm2大横杆的计算强度小于205N/mm2,满足要求。3.挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。计算公式如下:Vmax=0.677q1l4/100EI+0.99q2l4/100EIV=(0.677×0.138+0.99×0.85)×15004/(100×2.06×105×121900)=1.88mm大横杆的最大挠度小于1500.0/150与10mm,满足要求!二、小横杆的计算:（按较大的脚手板荷载标准值0.35kN/m2验算，偏安全）1.荷载值计算（略）2.抗弯强度计算（略）集中荷载最大弯矩计算公式如下:Mpmax=PL/3（略）M=Mqmax+Mpmax=(1.2×0.038)×0.852/8+1.777×0.85/3=0.508kN.m=0.508×106/5080=100.0N/mm2小横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!3.挠度计算集中荷载最大挠度计算公式如下:Vpmax=PL(3L2-4L2/9)/72EI第11页共11页 V1+V2=1.241mm小横杆的最大挠度小于1050.0/150与10mm,满足要求!三、扣件抗滑力的计算:纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5):R≤Rc其中Rc——扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN；R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；1.荷载值计算横杆的自重标准值P1=0.038×0.85=0.03kN脚手板的荷载标准值P2=0.350×0.85×1.5/2=0.242kN活荷载标准值Q=3.000×0.85×1.5/2=1.913kN荷载的计算值R=1.2×0.03+1.2×0.242+1.4×1.913=2.622kN单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!当直角扣件的拧紧力矩达40--65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN；双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN；四、立杆的稳定性计算:1.不考虑风荷载时,立杆的稳定性计算不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!2.考虑风荷载时,立杆的稳定性计算考虑风荷载时，立杆的稳定性计算<[f],满足要求!五、连墙件的计算:连墙件的轴向力计算值应按照下式计算：Nl=Nlw+No经计算得到Nlw=4.158kN，连墙件轴向力计算值Nl=9.158kN第11页共11页 A=4.89cm2；[f]=205.00N/mm2。经过计算得到Nf=94.23kNNf>Nl，连墙件的设计计算满足要求!连墙件采用扣件与墙体连接。经过计算得到Nl=9.158kN，小于双扣件的抗滑力12.0kN，满足要求!六、工字钢梁的受力计算:集中荷载作用下的C点处的弯矩MCP=11.243×0.85×0.25/1.1=2.17kN·m集中荷载作用下的C点处的挠度w=11.243×0.25×[(0.852+2×0.85×0.25)3/3]1/2/(9×1.1×EI)=0.2015/EI均布荷载作用下的C点处的弯矩MCQ=0.045×0.25=0.011kN.m均布荷载作用下的C点处的挠度w=0.001/EI则C点的弯矩为MC=2.181kN·m截面C处的应力为σ=2.181×106/(0.85×18800.0)=136.48N/mm2水平简支梁的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!则C点挠度Vmax=0.2015/EI+0.001/EI=0.2mm工字钢的最大挠度小于1300/150与10mm,满足要求!七、工字钢梁的整体稳定性计算:经过计算得到强度=2.181×106/(0.913×18800.0)=127.07N/mm2；工字钢梁的稳定性计算<[f],满足要求!八、钢丝绳强度验算钢丝绳拉力F=14.83KN钢丝绳安全系数取10钢丝6×37Φ19.5的钢丝绳S=Sb/K1=аPq/K1=а0.5d2/K1=0.82×0.5×19.52/3.5=15.59KN2007年月12月20日第11页共11页'