前言
福建省《建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规定(试行)》已于2004年06月01日起实施,针对目前高层建筑施工中使用的悬挑脚手架,该规定明确指出了悬挑脚手架的支承结构应为型钢制作的悬挑梁或悬挑桁架等,不得使用钢管.型钢悬挑脚手架将在高层建筑中广泛运用.
一,工程概述
该工程位于厦门市,建筑面积5819.93m2,高48.9m,建筑层数为15跃16层,建筑面积10176.28m2,地下一层,上部结构体系为框架结构.脚手架采用型钢悬挑加斜拉钢丝绳分段卸荷至主体结构上,型钢预埋位置为第二层和第九层.
二,脚手架的搭设
(一)施工准备
1.搭设前各级工程负责人必须逐级向架设人员与施工人员进行安全技术交底.
2.架料进场
钢管,扣件的质量要求与检查
A 钢管的质量要求与检查标准
钢管的几何尺寸
表1
钢管类别
外径
壁厚
最大长度
低压流体输送用焊接钢管(YB234-63)
48mm
3.5mm
6000mm
表2
项目
检查项目
质量要求
新管
1
产品质量合格证
必须具备
2
钢材质量检验报告
3
表面质量
表面应平直,不应有裂纹,分层,压痕,划道与硬弯
4
外径与壁厚
允许偏差不得超过0.50mm
5
端面
应平整,两端端面切斜偏差不得1.70mm
6
防锈处理
必须进行防锈处理:镀锌或涂防锈漆
旧管
1
钢管锈蚀程度应每年检查一次
钢管锈蚀深度小于0.50mm
2
其他项目见新管3,4,5
同新管项次3,4,5
B 扣件的质量要求与检查
扣件的技术要求
a 扣件应采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制作.
b 铸件不得有裂纹,气孔;不宜有缩松,砂眼或其他影响使用的铸造缺陷;并应将影响外观质量的粘砂,浇帽口残余,披缝,毛刺,氧化皮等清除干净.
c 扣件与钢管结合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好.
d 扣件活动应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙应小于1mm.
e 扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离不应小于5mm.
f 扣件表面应进行防锈处理.
扣件质量检验要求
表3
项次
项目
要求
新扣件
1产品质量合格证,生产许可证,专业检测单位测试报告
必须具备
2表面质量
应符合技术要求2～6条的要求
3
螺栓
不得滑丝
旧扣件
4
同新扣件2,3项次
扣件螺栓的拧紧扭力矩达到70N·m时,可锻铸铁扣件不得破坏
(二)基本构造和施工要求
1. 悬挑脚手架基础
因施工工程防水的需要,在脚手架开始搭设的时候,基坑尚未回填,即脚手架基础无法落地.因此,根据本工程的实际需要,在建筑物第二层,第九层设置型钢梁,作为脚手架起步的基础.
(1)型钢悬挑梁的预埋
在建筑物楼层正对脚手架立杆处设置两道预埋,一道设置在离外墙面0.1m处,另一道设置在离外墙面1.9m处.预埋材料采用直径为20mm的圆钢环.
悬挑梁因其需承受脚手架荷载,在脚手架施工过程中是不得拆除的,如遇剪力墙与砖墙时,为留置悬挑梁,需在剪力墙或砖墙处预留出悬挑梁的位置,可采用预留木盒或包裹杂物的方法,如采用包裹杂物宜采用袋状物,包裹强度以悬挑梁能取出为标准.
(2)立杆与型钢的连接
立杆与型钢的连接采用如下做法:在型钢上立杆固定的相应位置预先焊接短水管或短Ф25钢筋(宜到现场拉通线焊接).
2.脚手架的卸荷
(1)悬挑脚手架的卸荷
悬挑脚手架一次搭设七倍楼层高度,即21.3米;其上的脚手架必须重新设置悬挑梁,并重新进行搭设.
(2)建筑物转角的悬挑
转角预留需预留悬挑梁,但由于转角的特殊性(有结构柱),无法预留悬挑型钢梁,故需在转角处采用钢管支撑代替悬挑型钢梁.做法是先在适当的位置预埋一根短钢管,钢管必须插入梁底,埋深不小于25cm,露头15～20cm(连墙件设置预埋方法可按此法),以预埋钢管为基础,挑出一道钢管作为挑架作业的起步平台与桁架的横向水平管,在横向水平管上的立杆两端,设置两道钢管斜撑,钢管斜撑一端与水平管扣接,另一端作用在下一层的楼板上,所有的钢管支撑的根部必须用钢管将其连接起来并至少连接两道,以保证刚度,强度不低于悬挑型钢梁的强度.
3.脚手架杆件搭设构造要求
(1)脚手架技术参数
脚手架宽900mm,内立柱离建筑物距离200mm,步距1800mm(首步1500mm).
(2)搭设顺序
搭设支撑梁,搭设纵向水平管,搭设横向水平管,搭设抛撑,搭设立柱搭设第二步纵向水平杆,搭设第二步横向水平管……
脚手架排底的时候,首先必须在转角,门窗和开口处设置立杆并依次向其它位置展开.
(3)立杆的对接扣件应交错布置,两个相邻立柱节点不应设置在同步同跨内,两相邻立柱接头在高度方向错开的距离不应小于500mm,各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1/3.
(4)脚手架支撑的设置
A 脚手架应设置剪刀撑与横向支撑.
B 脚手架应按规范规定设置连续剪刀撑,每道剪刀撑跨越立柱的根数为4～6根之间.每道剪刀撑宽度不应小于4跨,且不小于6m,其斜杆与大横杆水平面的倾角宜在450～600之间.由于建筑平面形状不同,脚手架一个立面总距大于3000mm小于6000mm的单独设置交叉剪刀撑,立面距离小于3000mm的设置之字型斜撑.
C 架中每隔6跨设置一道横向支撑,支撑斜杆在1～2步内由底至上成之字型连续布置.
D 剪刀撑钢管的搭接长度不得小于80cm,且每一个搭接处使用的旋转扣件不得小于两个.
(5)铺设脚手板
A 脚手架外侧设置挡脚笆,挡脚笆设置在脚手架钢管内侧,安全网外侧,竹榀与钢管必须用16#铁丝捆扎.
B 脚手板采用钢笆铺设,钢笆与钢管必须用16#铁丝捆扎,不得有探头板出现.
(6)卸料平台的搭设
A 卸料平台的布置
卸料平台应均匀布置,每一个卸料平台的辐射面积为200m2.每一个面上卸料平台的个数不得超过两个.
B 卸料平台的卸荷
卸料平台卸荷结构必须设置在建筑物上,不得作用于外架上.
C 卸料平台的结构
卸料平台的宽度为1.8m,长度为2.0m,并悬挑1m作为防坠物屏蔽.
D 卸料平台的防护
卸料平台应设置两道扶手,高度分别为1.2m和0.6m,外侧用密目安全网屏蔽,兜底采用双层安全网(一道平网,一道密网).卸料平台的搭设见卸料平台的搭设图.
(8)连墙件的设置
A 连墙件设置全部采用钢管拉结.
B 连墙件均匀布置,每个拉结间距不得超过两步两跨且每个拉结屏蔽的脚手架投影面积不得大于27m2;在规定距离如不存在预埋钢管,则采用钢管夹持墙体作为拉结固定点的办法,使钢管拉结的控制范围在规范规定的范围内.
C 连墙件中的连墙杆宜水平布置且与墙体垂直,连墙杆与架体连接可稍下斜,绝对不允许上翘.
(9)脚手架安全防护
A 栏杆
脚手架外侧设置双栏杆,两道栏杆的高度分别为1.2m和0.6m.
B 安全网
脚手架外围必须用密目安全网全屏蔽,安全网之间的接缝必须用尼龙绳捆扎牢固,不得有间隙.安全网采用合格密目安全网,设置在脚手架外立杆的内侧,且须与脚手架纵向水平管扎牢.
C 脚手架离墙间距为200～300 mm,由于建筑物结构与脚手架本身结构的特殊需要,局部不能满足该要求.故脚手架局部立杆离墙距离会超过300mm,必须采用其它措施使脚手架的离墙间距控制在300mm以内.
如悬挑距离不超过500mm,则直接采用钢管从脚手架内伸出并铺设搁栅的方法.
如悬挑距离超过500mm,除采用伸出钢管加设搁栅的方法,还要对悬挑部分进行补强,补强方法有两种,一种是采用增加斜拉杆,用于悬挑位置超过10m以上的部分.一种是增加立杆,用于悬挑位置在10m以下的部分.
搁栅管上如有铺设脚手板,间距为300mm一道,如未铺设脚手板而采取捆扎木方,间距为250mm一道,如未铺设脚手板则间距为200mm一道.
4.脚手架验收
(1) 脚手架每搭设至10m高度进行过程验收.
(2) 过程验收包含钢管,扣件的检查,脚手架搭设是否符合规范,安全设施承挂情况.
(3) 脚手架经过阶段验收后,已验收部分可以投入使用.
5.脚手架的荷载控制
结构施工用时脚手架的荷载控制
结构施工用时脚手架施工荷载必须严格控制,同时作业的施工步数不得超过二层,每层作业荷载不得大于3KN/m2.
装饰施工用时脚手架的荷载控制
装饰施工用时脚手架施工荷载必须严格控制,同时作业的施工步数不得超过三层,每层作业荷载不得大于2KN/m2.
卸料平台的荷载控制
卸料平台的施工荷载必须严格控制,每个卸料平台的施工荷载不得超过8KN/m2,堆放高度不得超过1.2m.
三,设计计算
1.设计参数
型钢梁选用[20a槽钢,其上搭设扣件式钢管双排外脚手架,首步架步距h=1.5m(满足《建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规定(试行)》第十一条的相关规定),其余h=1.8m,立杆纵距la=1.8m,排距l b=0.9m,小横杆伸向建筑物侧的外伸长度a=0.2m,距建筑物外边不大于0.1m;连墙件为在建筑物边梁对齐立杆位置埋置Φ48×3.5mm短管,短管露出混凝土面不少于0.20m,埋入混凝土中不少于0.30m,用扣件与脚手架小横杆连接,连接点二步二跨,上,下错位布置.槽钢梁间距为1.8m,外挑长度L1=1.2m,内伸长度L2=1.8m,则L2/L1=1.5(满足《建筑施工悬挑式脚手架安全技术若干规定(试行)》第八条的相关规定).在钢梁支点和内端混凝土中(即边梁和框架梁中)预埋Φ20的圆钢锚环.
分段搭设高度为21.3m(二至九层为一段,九至十六层为一段),满铺冲压钢脚手板,底层用密目安全网兜底,并设一道平网;脚手架外排立杆内侧满挂2000目密目安全网,外侧在转角及中间每隔6个立杆纵距搭设剪刀撑,连续设置.
2 .钢梁上脚手架荷载计算
(1)构架自重:钢梁间距为1.8m,以一个钢梁间距为计算单位,其上的脚手架荷载:
A 每根立杆荷载
由步距h=1.8m,纵距la=1.8m,排距lb=0.90m,分段搭设高度21.3m,则步数n=21.3/1.8=11.8,取12 步,每根立杆荷载
a 立杆,大小横杆自重:(21.3 + 1.8×2×12+0.55×12)×0.0384=2.70KN
b 密目网自重:2000目密目网沿外架内侧全封闭
lanh×0.005=1.8×12×1.8×0.005=0.19KN
c 剪刀撑自重:每6个立杆设一道,连续设置
0.0384×(1.82+1.82)1/2×12×2/6=0.39KN
d 冲压钢脚手板:考虑工程实际,按实际情况满铺计算
0.5lb×la×0.3×n=2.88KN
e 栏杆,挡脚笆自重(高度≥0.5m):
0.14×1.8×12=2.98KN
f 施工荷载:按2层同时结构施工考虑,标准值3.00KN/m2
0.5×0.90×1.80×3.00×2 =4.86KN
B 风荷载:按市区50m高处风力计算:
μz=1.25 μs=0.37
厦门地区ω0=0.8KN/m2
ωK=0.7μzμs=0.26KN/m2
(2) 脚手架立杆轴向力设计值
N=1.2(2.70+0.19+0.39+2.88+2.98 )+1.4×4.86=17.78KN
3. 钢梁内力计算及截面强度,刚度验算:
(1) 钢梁内力计算(见下图示)
N N
1.8 0.2 0.9 0.1
计算简图(单位:m)
2 N
1.8 0.65 0.55
将其简化后计算简图(单位:m)
Ra= 15.28 KN
Rb= 50.84 KN
Mmax= 23.11 KN·m
Vmax= 35.55 KN
(2) 钢梁截面强度验算:
选用[20a槽钢,其截面特性An=28.83cm2;Ix=1780cm4;Wnx=178.0cm3;Sx=103.6cm3;tw=7.00mm; rx=1.05
在钢梁的X轴平面内:
σ=Mx/rxWnx=123.6N/mm2<205N/mm2,为保留一定的安全储备,另在钢梁端部加设一道斜拉钢丝绳(采用Ф12.5,6×19钢丝绳,公称抗拉强度为1400KN),与上一层梁连接,作法为在上一层梁施工时预埋钢筋.
τ=V·Sx/Ix·tw=29.56N/mm2<120N/mm2,满足要求
(3)钢梁刚度验算
槽钢为Q235号钢,E=2.06×105N/mm2
查施工手册挠度计算公式得
υ=NL2L'/EI(1+a/L')=3.35mm0.6,ψ'b=1.07—0.282/ψb=0.93
Mx/ψ'bWx= 140.08 N/mm2<205N/mm2 ,整体稳定性满足要求.
(5) 圆钢预埋验算
在钢梁根部和内端预埋Φ20的圆钢环,圆钢环埋入混凝土中的长度不少于25d,圆钢与型钢的焊接应满足单面焊焊接长度大于12d,双面焊焊接长度大于6d.
由F=-Ra;As=314mm2得
σ=F/nAs=17.78×103/2×314=28.3N/mm225d
圆钢预埋图
4.架体及连墙杆,挑杆验算
(1) 架体验算
本架体步距h=1.8m,立杆纵距la=1.8m,排距lb=0.9m,施工荷载3.00 KN/m2,连墙杆二步二跨设一点,分段搭设高度H=21.3m<[H]=50m,小于《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)的构造要求,可不进行验算.
(2)连墙杆验算
在建筑结构混凝土边梁上预埋短钢管,用扣件与架体上的小横杆连接,预埋短管高出混凝土面20cm,埋入混凝土中30cm,每层每隔2个立杆间距埋一个,上下错开布置.
由风荷载产生的轴向力Nlw=rw·ωk·Aw=1.4×0.26×1.8×3.60 =2.35KN
再考虑脚手架平面外变形引起的轴力,增加一个附加轴力N0=5.0KN(见《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第19页),则一根连墙杆承载的轴力
Nl=Nlw+N0=7.35KN134.7KN·m,满足要求.
四,脚手架的拆除
1.拆除前的准备工作
全面检查脚手架扣件连接,连墙件,支撑体系是否符合安全要求.
(2)编写拆除脚手架安全技术措施,方案并对作业人员进行技术交底.
(3)清除脚手架上的杂物.
2.悬挑脚手架的拆除
(1)必须采用气割的手段拆除悬挑梁,气割作业人员进行拆除悬挑梁时不得破坏悬挑梁自身结构.
拆除最后一道悬挑梁时,应设置可靠安全保护措施防止人员坠落与物体掉落.
悬挑脚手架的拆除必须编写专项施工方案并对作业人员进行技术交底.
3.架料退场
(1)各构配件必须及时分段集中运送至地面,严禁抛扔.
(2)架料应及时保养,防止钢管,扣件锈蚀.
五,安全技术措施
1.技术保障措施
(1)架子搭设完毕,用合格密目安全网铺于架子的外围及底部.
(2)本脚手架属于装饰用脚手架,其活载不得大于2KN/m2,外墙装修时同时工作的作业层不得超过三步.
(3)钢管与扣件进场前应经过检查挑选(选择标准见本施工方案表3),所用扣件在使用前应清理加油一次,扣件一定要上紧,不得松动.每个螺栓的预紧力在40N·m～65 N·m之间.
(4)架子搭设到10m高度时由架子搭设单位进行自检;架子搭设完毕后由搭设单位会同使用单位对整个脚手架进行验收检查,验收合格后方可投入使用.
(5)该脚手架作为建筑物装饰作业时安全防护屏障及装修时作业平台,严禁将模板支架,揽风绳,泵送混凝土和砂浆的输送管道等固定在脚手架上;脚手架严禁悬挂起重设备.
(6)脚手架的安全性是由架子的整体性和架子结构完整性来保证的,未经允许严禁他人破坏架子结构或在架子上擅自拆除与搭设脚手架各构件.其中在脚手架使用期间,下列杆件严禁拆除:主节点处横,纵向水平杆,连墙件.
(7)卸料平台与脚手架架体应分离,严禁将二者连成一体.
2.质量保障措施
(1)操作人员作业前必须进行岗位技术培训与安全教育.
(2)技术人员在脚手架搭设,拆除前必须给作业人员下达安全技术交底,并传达至所有操作人员.
(3)脚手架必须严格依据本施工方案进行搭设,搭设时,技术人员必须在现场监督搭设情况,保证搭设质量达到设计要求.
(4)脚手架搭设完毕,依据施工方案与单项作业验收表对脚手架进行验收,发现不符合要求处,必须限时或立即整改.
3.安全保障措施
(1)操作人员必须持有登高作业操作证方可上岗.
(2)架子在搭设(拆卸)过程要做到文明作业,不得从架子上掉落工具,物品;同时必须保证自身安全,高空作业需穿防滑鞋,佩戴安全帽,安全带,未佩戴安全防护用品不得上架子.
(3)在架子上施工的各工种作业人中应注意自身安全(尤其是在卸料平台上的工作人员),不得随意向下,向外抛,掉物品,不得随意拆除安全防护装置.
(4)雨,雪及六级以上大风等天气严禁进行脚手架搭设,拆除工作.
(5)应设专人负责对脚手架进行经常检查和保修.
A 在下列情况下,必须对脚手架进行检查
a 在六级大风和大雨后;
b 停用超过二个月,复工前.
B 检查保修项目
a 各主节点处各杆件的安装,连墙件等构造是否符合施工方案的要求;
b 扣件螺丝是否松动;
c 安全防护措施是否符合要求.
(6)在脚手架上进行电,气焊作业时,必须有防火措施和专人看护.
(7)脚手架临街面必须有防止坠物伤人的防护措施.
(8)搭拆脚手架期间,地面应设置围栏和警戒标志,严禁非操作人员入内.
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