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脚手架 编辑
脚手架是为了保证各施工过程顺利进行而搭设的工作平台。按搭设的位置分为外脚手架、里脚手架;按材料不同可分为木脚手架、竹脚手架、钢管脚手架;按构造形式分为立杆式脚手架、桥式脚手架、门式脚手架、悬吊式脚手架、挂式脚手架、挑式脚手架、爬式脚手架。

发展历程和趋势

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上世纪80年代初,我国先后从国外引进门式脚手架、碗扣式脚手架等多种型式脚手架。门式脚手架在国内许多工程中也曾大量应用过,取得较好的效果,由于门式脚手架的产品质量问题,这种脚手架没有得到大量推广应用。在国内又建了一批门式脚手架生产厂,其产品大部分是按外商来图加工。碗扣式脚手架是新型脚手架中推广应用最多的一种脚手架,但使用面还不广,只有部分地区和部分工程中应用。

90年代以来,国内一些企业引进国外先进技术,开发了多种新型脚手架,如插销式脚手架,CRAB模块脚手架、圆盘式脚手架、方塔式脚手架,以及各种类型的爬架。至2013年,国内专业脚手架生产企业百余家,主要在无锡、广州、青岛等地。从技术上来讲,我国脚手架企业已具备加工生产各种新型脚手架的能力。但是国内市场还没有形成,施工企业对新型脚手架的认识还不足。

随着我国大量现代化大型建筑体系的出现,扣件式钢管脚手架已不能适应建筑施工发展的需要,大力开发和推广应用新型脚手架是当务之急。实践证明,采用新型脚手架不仅施工安全可靠,装拆速度快,而且脚手架用钢量可减少33%,装拆工效提高两倍以上,施工成本可明显下降,施工现场文明、整洁。[1] 

特点

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不同类型的工程施工选用不同用途的脚手架。桥梁支撑架使用碗扣脚手架的居多,也有使用门式脚手架的。主体结构施工落地脚手架使用扣件脚手架的居多,脚手架立杆的纵距一般为1.2~1.8m;横距一般为0.9~1.5m。

脚手架与一般结构相比,其工作条件具有以下特点:

1、所受荷载变异性较大;

2、扣件连接节点属于半刚性,且节点刚性大小与扣件质量、安装质量有关,节点性能 存在较大变异;

3、脚手架结构、构件存在初始缺陷,如杆件的初弯曲、锈蚀,搭设尺寸误差、受荷偏心 等均较大;

4、与墙的连接点,对脚手架的约束性变异较大。 对以上问题的研究缺乏系统积累和统计资料,不具备独立进行概率分析的条件,故对结构抗力乘以小于1的调整系数其值系通过与以往采用的安全系数进行校准确定。因此,本规范采用的设计方法在实质上是属于半概率、半经验的。脚手架满足本规范规定的构造要求是设计计算的基本条件。[2] 

类型

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扣件式

1、优点

1)承载力较大。当脚手架的几何尺寸及构造符合规范的有关要求时,一般情况下,脚手架的单管立柱的承载力可达15kN~35kN(1.5tf~3.5tf,设计值)。

2)装拆方便,搭设灵活。由于钢管长度易于调整,扣件连接简便,因而可适应各种平面、立面的建筑物与构筑物用脚手架。

3)比较经济,加工简单,一次投资费用较低;如果精心设计脚手架几何尺寸,注意提高钢管周转使用率,则材料用量也可取得较好的经济效果。扣件钢管架折合每平方米建筑用钢量约15公斤。

2、缺点

1)扣件(特别是它的螺杆)容易丢失;

螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m,且不应大于65N·m;

2)节点处的杆件为偏心连接,靠抗滑力传递荷载和内力,因而降低了其承载能力;

3)扣件节点的连接质量受扣件本身质量和工人操作的影响显著。

3、适应性

1)构筑各种形式的脚手架、模板和其它支撑架;

2)组装井字架;

3)搭设坡道、工棚、看台及其它临时构筑物,

4)作其它种脚手架的辅助,加强杆件;

4、搭设要求

钢管扣件脚手架搭设中应注意地基平整坚实,设置底座和垫板,并有可靠的排水措施,防止积水浸泡地基。

根据连墙杆设置情况及荷载大小,常用敞开式双排脚手架立杆横距一般为1.05~1.55m,砌筑脚手架步距一般为1.20~1.35m,装饰或砌筑、装饰两用的脚手架一般为1.80m,立杆纵距1.2~2.0m。其允许搭设高度为34~50m。当为单排设置时,立杆横距1.2~1.4 m,立杆纵距1.5~2.0m。允许搭设高度为24m。

纵向水平杆宜设置在立杆的内侧,其长度不宜小于3跨,纵向水平杆可采用对接扣件,也可采用搭接。如采用对接扣件方法,则对接扣件应交错布置;如采用搭接连接,搭接长度不应小于1 m,并应等间距设置3个旋转扣件固定。

脚手架主节点(即立杆、纵向水平杆、横向水平杆三杆紧靠的扣接点)处必须设置一根横向水平杆用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点处两个直角扣件的中心距不应大于150mm。在双排脚手架中,横向水平杆靠墙一端的外伸长度不应大于立杆横距的0.4倍,且不应大于500mm;作业层上非主节点处的横向水平杆,宜根据支承脚手板的需要等间距设置,最大间距不应大于纵距的1/2。

作业层脚手板应铺满、铺稳,离开墙面120~150mm;狭长型脚手板,如冲压钢脚手板、木脚手板、竹串片脚手板等,应设置在三根横向水平杆上。当脚手板长度小于2m时,可采用两根横向水平杆支承,但应将脚手板两端与其可靠固定,严防倾翻。宽型的竹笆脚手板应按其主竹筋垂直于纵向水平杆方向铺设,且采用对接平铺,四个角应用镀锌钢丝固定在纵向水平杆上。

每根立杆底部应设置底座或垫板。脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时,必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定,高低差不应大于lm。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。

门式钢管

1、优点

1)门式钢管脚手架几何尺寸标准化。

2)结构合理,受力性能好,充分利用钢材强度,承载能力高。

3)施工中装拆容易、架设效率高,省工省时、安全可靠、经济适用。

2、缺点

1)构架尺寸无任何灵活性,构架尺寸的任何改变都要换用另一种型号的门架及其配件

2)交叉支撑易在中铰点处折断;

3)定型脚手板较重,

4)价格较贵

3、适应性

1)构造定型脚手架

2)作粱、板构架的支撑架(承受竖向荷载);

3)构造活动工作台;

4、搭设要求

1、门式脚手架基础必须夯实,且应做好排水坡,以防积水

2 、门式脚手架搭设顺序为:基础准备→安放垫板→安放底座→竖两榀单片门架→安装交叉杆→安装脚手板→以此为基础重复安装门架、交叉杆、脚手板工序。

3 、门式钢管脚手架应从一端开始向另一端搭设,上步脚手架应在下步脚手架搭设完毕后进行。搭设方向与下步相反。

4 、每步脚手架的搭设,应先在端点底座上插入两榀门架,并随即装上交叉杆固定,锁好锁片,然后搭设以后的门架,每搭一榀,随即装上交叉杆和锁片。

5、脚手架必须设置与建筑物可靠的连结。

6、门扣式钢管脚手架的外侧应设置剪刀撑,竖向和纵向均应连续设置。

碗扣式

1、优点

1)多功能:能根据具体施工要求,组成不同组架尺寸、形状和承载能力的单、双排脚手架,支撑架,支撑柱,物料提升架,爬升脚手架,悬挑架等多种功能的施工装备。也可用于搭设施工棚、料棚、灯塔等构筑物。特别适合于搭设曲面脚手架和重载支撑架。

2)高功效:常用杆件中最长为3130mm,重17.07kg。整架拼拆速度比常规快3~5倍,拼拆快速省力,工人用一把铁锤即可完成全部作业,避免了螺栓操作带来的诸多不便。

3)通用性强:主构件均采用普通的扣件式钢管脚手架之钢管,可用扣件同普通钢管连接,通用性强。

4)承载力大:立杆连接是同轴心承插,横杆同立杆靠碗扣接头连接,接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能。而且各杆件轴心线交于一点,节点在框架平面内,因此,结构稳固可靠,承载力大。(整架承载力提高,约比同等清况的扣件式钢管脚手架提高15%以上,)

5)安全可靠:接头设计时,考虑到上碗扣螺旋摩擦力和自重力作用,使接头具有可靠的自锁能力。作用于横杆上的荷载通过下碗扣传递给立杆,下碗扣具有很强的抗剪能力(最大为199kN)。上碗扣即使没被压紧,横杆接头也不致脱出而造成事故。同时配备有安全网支架,间横杆,脚手板,挡脚板,架梯。挑粱.连墙撑等杆配件,使用安全可靠。6)易于加工:主构件用Φ48×3.5、Q235B焊接钢管,制造工艺简单,成本适中,可直接对现有扣件式脚手架进行加工改造.不需要复杂的加工设备。

7)不易丢失:该脚手架无零散易丢失扣件,把构件丢失减少到最小程度。

8)维修少:该脚手架构件消除了螺栓连接.构件经碰耐磕.一般锈蚀不影响拼拆作业,不需特殊养护、维修。

9)便于管理:构件系列标准化,构件外表涂以橘黄色。美观大方,构件堆放整齐,便于现场材料管理,满足文明施工要求。

10)易于运输:该脚手架最长构件3130mtm,最重构件40.53kg,便于搬运和运输。

2、缺点

1)横杆为几种尺寸的定型杆,立杆上碗扣节点按0.6m间距设置,使构架尺寸受到限制;

2)U形连接销易丢;

3)价格较贵;

3、适应性

1)构筑各种形式的脚手架、模板和其它支撑架;

2)组装井字架;

3)搭设坡道、工棚、看台及其它临时构筑物;

4)构造强力组合支撑柱;

5)构筑承受横向力作用的支撑架;

盘扣式

1)轻松快捷:搭建轻松快速,并具有很强的机动性,可满足大范围的作业要求;

2)灵活安全 可靠:可根据不同的实际需要,搭建多种规格、多排移动的脚手架,各种完善安全配件,在作业中提供牢固、安全的支持;

3)储运方便:拆卸储存占地小,并可推动方便转移,部件能通过各种窄小通道。

铝合金

1、铝合金脚手架所有部件采用特制铝合金材质,比传统钢架轻75%

2、部件连接强度高:采用内胀外压式新型冷作工艺,脚手架接头的破坏拉脱力达到4100-4400Kg,远大于2100Kg的许用拉脱力。

3、安装简便快捷;配有高强度脚轮,可移动。

4、整体结构采用“积木式”组合设计,不需任何安装工具。

铝合金快装脚手架解决企业高空作业难题,它可根据实际需要的高度搭接,有2.32M/1.856M/1.392M三种高度规格。 有宽式和窄式两种宽度规格。窄式架可以在狭窄地面搭接,方便灵活。他可以满足墙边角,楼梯等狭窄空间处的高空作业要求是企业高空作业的好帮手。

使用要求

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安全

1、搭设高层脚手架,所采用的各种材料均必须符合质量要求。

2、高层脚手架基础必须牢固,搭设前经计算,满足荷载要求,并按施工规范搭设,做好排水措施。

3、脚手架搭设技术要求应符合有关规范规定。

4、必须高度重视各种构造措施:剪刀撑、拉结点等均应按要求设置。

5、水平封闭:应从第一步起,每隔一步或二步,满铺脚手板或脚手笆,脚手板沿长向铺设,接头应重叠搁置在小横杆上,严禁出现空头板。并在里立杆与墙面之间每隔四步铺设统长安全底笆。

6、垂直封闭:从第二步至第五步,每步均需在外排立杆里侧设置1.00m高的防护样栏杆和挡脚板或设立网,防护杆(网)与立杆扣牢;第五步以上除设防护拦杆外,应全部设安全笆或安全立网;在沿街或居民密集区,则应从第二步起,外侧全部设安全笆或安全立网。

7、脚手架搭设应高于建筑物顶端或操作面1.5m以上,并加设围护。

8、搭设完毕的脚手架上的钢管、扣件、脚手板和连接点等不得随意拆除。施工中必要时,必须经工地负责人同意,并采取有效措施,工序完成后,立即恢复。

9、脚手架使用前,应由工地负责人组织检查验收,验收合格并填写交验单后方可使用。在施工过程中应有专业管理、检查和保修,并定期进行沉降观察,发现异常应及时采取加固措施。

10、脚手架拆除时,应先检查与建筑物连接情况,并将脚手架上的存留材料,杂物等清除干净,自上而下,按先装后拆,后装先拆的顺序进行,拆除的材料应统一向下传递或吊运到地面,一步一清。不准采用踏步拆法,严禁向下抛掷或用推(拉)倒的方法拆除。

11、搭拆脚手架,应设置警戒区,并派专人警戒。遇有六级以上大风和恶劣气候,应停止脚手架搭拆工作。

12、对地基的要求,地基不平时,请使用可掂底座脚,达到平衡。地基必须有承受脚手架和工作时压强的能力。

13、工作人员搭建和高空工作中必须系有安全带,工作区域周边请安装安全网,防止重物掉落,砸伤他人。

14、脚手架的构件、配件在运输、保管过程中严禁严重摔、撞;搭接、拆装时,严禁从高处抛下,拆卸时应从上向下按顺序操作。

15、使用过程注意安全,严禁在架上打闹嬉戏,杜绝意外事故发生。

16、工作固然重要,安全、生命更加重要,请务必牢记以上内容。

搭设

1、支撑杆式悬挑脚手架搭设要求

支撑杆式悬挑脚手架搭设需控制使用荷载,搭设要牢固。搭设时应该先搭设好里架子,使横杆伸出墙外,再将斜杆撑起与挑出横杆连接牢固,随后再搭设悬挑部分,铺脚手板,外围要设栏杆和挡脚板,下面支设安全网,以保安全。

2、连墙件的设置

根据建筑物的轴线尺寸,在水平方向每隔3跨(6m)设置一个。在垂直方向应每隔3~4米设置一个,并要求各点互相错开,形成梅花状布置,连墙件的搭设方法与落地式脚手架相同。

3、垂直控制

搭设时,要严格控制分段脚手架的垂直度,垂直度允许偏差:

4、脚手板铺设

脚手板的底层应满铺厚木脚手板,其上各层可满铺薄钢板冲压成的穿孔轻型脚手板。

5、安全防护设施

脚手架中各层均应设置护栏和挡脚板。

脚手架外侧和底面用密目安全网封闭,架子与建筑物要保持必要的通道。

挑梁式脚手架立杆与挑梁(或纵梁)的连接。

应在挑梁(或纵梁)上焊150~200mm长钢管,其外径比脚手架立杆内径小1.0~1.5mm,用扣件连接,同时在立杆下部设1~2道扫地杆,以确保架子的稳定。

6、悬挑梁与墙体结构的连接

应预先埋设铁件或者留好孔洞,保证连接可靠,不得随便打凿孔洞,破坏墙体。

7、斜拉杆(绳)

斜拉杆(绳)应装有收紧装置,以使拉杆收紧后能承担荷载。

8、钢支架

钢支架焊接应该保证焊缝高度,质量符合要求。

技术

1、不管搭设哪种类型的脚手架,脚手架所用的材料和加工质量必须符合规定要求,绝对禁止使用不合格材料搭设脚手架,以防发生意外事故。

2、一般脚手架必须按脚手架安全技术操作规程搭设,对于高度超过15m以上的高层脚手架,必须有设计、有计算、有详图、有搭设方案、有上一级技术负责人审批,有书面安全技术交底,然后才能搭设。

3、对于危险性大而且特殊的吊、挑、挂、插口、堆料等架子也必须经过设计和审批.编制单独的安全技术措施,才能搭设。

4、施工队伍接受任务后,必须组织全体人员,认真领会脚手架专项安全施[3] 工组织设计和安全技术措施交底,研讨搭设方法,并派技术好、有经验的技术人员负责搭设技术指导和监护。

验收

脚手架搭设和组装完毕后,应经检查、验收确认合格后方可进行作业。应逐层、逐流水段内主管工长、架子班组长和专职安全技术人员一起组织验收,并填写验收单。验收要求如下:

1、脚手架的基础处理、作法、埋置深度必须正确可靠。

2、架子的布置、立杆、大小横杆间距应符合要求。

3、架子的搭设和组装,包括工具架和起重点的选择应符合要求。

4、连墙点或与结构固定部分要安全可靠;剪刀撑、斜撑应符合要求。

5、脚手架的安全防护、安全保险装置要有效;扣件和绑扎拧紧程度应符合规定。

6、脚手架的起重机具、钢丝绳、吊杆的安装等要安全可靠,脚手板的铺设应符合规定。[4] 

常见问题

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设计

(1)对重型脚手架应该有清楚的认识,一般如果楼板厚度超过300mm,就应改考虑按照重型脚手架设计,脚手架荷载超过15KN/㎡,则设计方案应该组织专家论证。要分清楚那些部位的钢管长度变化对承载影响较大,对于模板支架应该考虑:最上面一道水平杆的中心线距模板支撑点的长度a不宜过长,一般小于400mm为宜(在新规范中可能要进行修订),立杆计算时一般最上面一步和最下面一步受力最大,应该作为主要计算点。当承载力不满组要求时应增加立杆减少纵横间距,或者增加水平杆减小步距。

(2)国内脚手架普遍存在钢管、扣件、顶托及底托等材料质量不合格,实际施工中理论计算没有考虑到这些,最好在设计计算过程中取一定的安全系数。[5] 

施工

扫地杆缺失,纵横交接处未连接、扫地杆距地距离过大或过小等;脚手板开裂、厚度不够、搭接没有满足规范要求;大模板拆除后内侧立杆与墙体之间没有防坠网;剪刀撑在平面内没有连续;开口脚手架未设斜撑;脚手板下小横杆间距过大;连墙件没有做到内外刚性连接;防护栏杆间距大于600mm;扣件连接不紧,扣件滑移等。

变形事故

(1)因地基沉降引起的脚手架局部变形。在双排架横向截面上架设八字戗或剪刀撑,隔一排立杆架设一组,直到变形区外排。八字戗或剪刀撑下脚必须设在坚实、可靠的地基上。

(2)脚手架赖以生根的悬挑钢梁挠度变形超过规定值,应对悬挑钢梁后锚固点进行加固,钢梁上面用钢支撑加U形托旋紧后顶住屋顶。预埋钢筋环与钢梁之间有空隙,须用马楔备紧。吊挂钢梁外端的钢丝绳逐根检查,全部紧固,保证均匀受力。

(3)脚手架卸荷、拉接体系局部产生破坏,要立即按原方案制定的卸荷拉接方法将其恢复,并对已经产生变形的部位及杆件进行纠正。如纠正脚手架向外张的变形,先按每个开间设一个5t倒链,与结构绷紧,松开刚性拉接点,各点同时向内收紧倒链,至变形被纠正,做好刚性拉接,并将各卸荷点钢丝绳收紧,使其受力均匀,最后放开倒链。

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