懸挑鋼管腳手架施工工法

懸挑鋼管腳手架施工工法1、前言隨著我國經濟的迅速發(fā)展，高層建筑越建越高，在工程施工中，普通落地式鋼管腳手架越來越不能滿足施工的需要。近年來，為了保證高層建筑主體結構施工過程中的外圍臨邊防護和外墻面裝飾作業(yè)的操作平臺安全問題，懸挑扣件式鋼管腳手架已經得到了廣泛的應用，較好地解決了單管的落地式腳手架搭設高度不宜超過50m的問題。經過反復實踐和現(xiàn)場經驗的總結，特編制本工法，以規(guī)范操作，安全施工。2、工法特點2.1懸挑鋼管腳手架比采用分段卸荷的鋼管腳手架受力明確，安全可靠；比采用雙管立桿的鋼管腳手架節(jié)省鋼管經濟合理；而且還具有搭拆靈活方便、尺寸不受限制和能滿足多次周轉使用等優(yōu)點。2.2為避免過多增加建筑物的負擔或使挑出結構過于復雜，分段懸挑腳手架每段高度不宜大于24m。2.3懸挑梁采用不小于12.6號以上的工字鋼或不小于16a號以上的槽鋼。2.4懸挑梁、懸挑端頂端吊拉的鋼絲繩不作為懸挑結構的受拉桿件，僅作為安全儲備。3、適用范圍3.1適用于腳手架搭設高度超過了單管的落地式腳手架容許搭設高度的高層建筑施工。3.2適用于鬧市區(qū)需要外立面做全封閉的多高層建筑施工。3.3適用于±0.000以下結構工程不能及時回填土，從第二層樓面起搭設懸挑腳手架的施工。3.4不適用于作為模板支撐體系等特殊用途的懸挑式腳手架系統(tǒng)。4、工藝原理4.1懸挑腳手架由作為懸挑梁的工字鋼或槽鋼，斜拉鋼絲繩、扣件式鋼管腳手架及連墻件組合而成。腳手架內外立桿設置在懸挑梁上（懸挑梁上焊接φ22-28短鋼筋插入腳手架鋼管立桿，以防立桿滑動或竄動），斜拉鋼絲繩不作為懸挑結構的受拉桿件（計算時不作考慮），僅作為安全儲備。架體采用作為連墻件的φ48×3.5鋼管與預埋于每層梁板砼中的短鋼管連接，滿足架體牢固性和穩(wěn)定性，保證架體在施工期間在規(guī)定的荷載和氣候條件下不變形、不搖晃、不傾倒，確保作業(yè)人員的人身安全。懸挑腳手架構造見圖1，圖中腳手板為竹笆板，設計尺寸和構造要求如下：1）立桿橫距不大于1.0m，立桿縱距1.5m，步距一般為1.8m，內立桿距墻體凈距0.2m。2）連墻件豎向間距等于層高，水平間距為3m。3）懸挑梁采用水平支承于建筑梁板結構上的形式，固端長度不小于1.5倍的外伸長度，穿入兩道預埋在梁板砼中的φ18圓鋼制作的U形套環(huán)固定，懸挑梁兩側及上翼緣板頂部與套環(huán)間隙用鐵件或硬木塞緊，防止懸挑梁固定端側向移動和扭轉導致承載力降低；φ18圓鋼U形套環(huán)錨固長度540mm，并與梁板砼內下層主筋綁扎，套環(huán)間距1.8m。4）每段容許搭設高度不宜大于24m。5）腳手板每步層層滿鋪。6）腳手架外側防護：在外立桿內側設距腳手板0.2m高φ48×3.5鋼管踢腳桿和0.6m、1.2m高φ48×3.5鋼管欄桿，并滿掛密目式安全立網全封閉。4.2腳手架設計計算以一工程實例進行說明例：一工程一般懸挑雙排鋼管腳手架高20.3m（架體底部至頂部標高為+47.000至67.300m），懸挑梁為[18a槽鋼，外伸長度1.35m，水平支承于梁板結構上的固端長度2.04m，懸挑頂端采用6×19，15.5mm直徑鋼絲繩斜拉吊掛于其上一層邊梁上預埋的φ16吊環(huán)上，其構造參見上圖1。立桿縱距l(xiāng)a＝1.5m，立桿橫距l(xiāng)b＝1m，步距h＝1.8m，連墻件豎向間距×水平間距＝層高2.9m×3.0m，鋼管外徑與壁厚φ48×3.5。該架體在結構主體施工階段作臨邊防護用，在外墻裝飾裝修施工階段作操作平臺用，每層裝修荷載2KN/m2，同時作業(yè)層數(shù)2層，施工總荷載4KN/m2，腳手板采用竹笆板，踢腳桿、欄桿和腳手板層層設置，縱向水平置于橫向水平桿之上，建筑物結構型式為框架剪力墻，用密目式安全立網全封閉腳手架。施工地區(qū)基本風壓500N/m2，城市郊區(qū)，地面粗糙度為B類。φ48×3.5鋼管特性：截面積A＝489mm2，截面模量W＝5080mm3，回轉半徑i＝15.8mm，每米重標準值38.4N/m，抗彎強度設計值f＝205N/mm2。[18a槽鋼特性：翼緣寬度b＝68mm，翼緣平均厚度t＝10.5mm，腹板高h＝180mm，截面模量Wx＝141.4×103mm3，抗彎強度設計值f＝215N/mm2。各種構配件自重標準值：竹笆板84N/m2，對接扣件18.4N/個，密目式安全立網5N/m2（密目式安全立網按1.8×6m網重30N計算，即30/（1.8×6）＝2.78N/m2，考慮到安全網上可能存留一些建筑雜物，取5N/m2計算）。施工荷載2KN/m2×2＝4000N/m2，基本風壓Wo＝500N/m2。（1）恒荷載標準值和設計值架體高20.3m按步距1.8m折合成層數(shù)20.3/1.8＝11.27，按11層考慮。竹笆板自重標準值G2K1＝84×1.5×1×11×0.5＝693N二道欄桿和一道踢腳桿自重標準值G2K2＝38.4×1.5×11×3＝1900.8N二道欄桿和一道踢腳桿對接扣件自重標準值G2K3＝18.4×（1.5/6）×11×3＝151.8N竹笆板下一根縱向水平支承鋼管自重標準值G2K4＝38.4×1.5×11＝633.6N竹笆板下一根縱向水平支承管對接扣件自重標準值G2K5＝18.4×（1.5/6）×11＝50.6N密目式安全立網自重標準值G2K6＝5×1.5×20.3＝152.3N構配件自重標準值產生的軸向力NG2K＝G2K1+G2K2。。。+G2K6＝693+1900.8+151.8+633.6+50.6+152.3＝3582.1N立桿承受的結構自重標準值NG1K＝124.8N/m（查《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》JGJ130-2001附錄A表A-1）×20.3m＝2533.4N恒荷載自重標準值NGK＝NG1K+NG2K=2533.4+3582.1=6115.5N恒荷載自重設計值NG＝1.2NGK＝1.2×6115.5＝7338.6N（2）活荷載標準值和設計值活荷載標準值NQK＝4000×1.5×1×0.5＝3000N活荷載設計值NQ＝1.4NQK＝1.4×3000＝4200N（3）風荷載標準值和風荷載設計值產生的立桿段彎距離地47m處風壓高度變化系數(shù)μz＝1.64（地面粗糙度B類）密目式安全立網網目密度2300目/100cm2，每目孔隙面積約為Ao＝1.3mm2，安全立網擋風系數(shù)φ1＝1.2（10000-2300×1.3）/10000＝0.841；立桿縱距1.5m，步距1.8m，敞開式腳手架擋風系數(shù)φ2＝0.089（查JGJ130-2001附錄A表A-3）；密目式安全立網全封閉腳手架擋風系數(shù)φ＝φ1+φ2-φ1·φ2×0.089/1.2＝0.868，腳手架的風荷載體型系數(shù)μs＝1.3φ＝1.3×0.868＝1.128風荷載標準值Wk＝0.7μz·μs·Wo＝0.7×1.64×1.128×500＝647.5N/m2風荷載設計值產生的立桿段彎距Mw＝0.85×1.4Wk·la·h2/10＝0.85×1.4×647.5×1.5×1.82/10＝374.5N·m（4）不組合風荷載時立桿的穩(wěn)定性計算立桿段的軸向力設力值N＝NG+NQ＝7338.6+4200＝11538.6N驗算長細比：查JGJ130-2001表，μ＝1.5，長細比λ＝lo/i＝kμh/i（k取1）＝1.5×1800/15.8＝171＜210，滿足要求確定軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)，λ＝lo/i＝kμh/i＝1.155×1.5×1800/15.8＝197.4，查JGJ130-2001附錄C，得穩(wěn)定系數(shù)φ＝0.185。N/（φA）＝11538.6/（0.185×489）＝127.5N/mm2＜205N/mm2，立桿穩(wěn)定性滿足要求。（5）組合風荷載時立桿的穩(wěn)定性計算立桿段的軸向力設計值N＝7338.6+0.85×4200＝10908.6NN/（φA）+Mw/W＝10908.6/（0.185×489）+374.5×1000/5080＝194.3N/mm2＜205N/mm2，立桿穩(wěn)定性滿足要求。（6）連墻件計算離地67.300m高處風壓高度變化系數(shù)μz＝1.84，風荷載產生的軸向力設計值Nw＝1.4×0.7×1.84×1.128×500×2.9×3.0＝8847.9N，連墻件軸向力設計值N＝Nw+No=8847.9+5000=13847.9N。連墻件φ48×3.5鋼管計算長度取1000+200+120＝1320mm，λ＝1320/15.8＝84，查JGJ130-2001附錄C，得穩(wěn)定系數(shù)φ＝0.698。N/（φA）＝13847.9/（0.698×489）＝40.6N/mm2＜205N/mm2，連墻件穩(wěn)定性滿足要求。連墻件采用一根φ48×3.5鋼管與預埋在砼梁板結構中的短鋼管用直角扣件連接外，兩邊各加一只直角扣件于連墻件鋼管上與之頂緊，提高扣件的抗滑承載力，扣件抗滑承載力按2只計算，N＝13.8479KN＜8×2＝16KN，扣件抗滑承載力滿足要求。（7）懸挑梁計算斜拉鋼絲繩僅作安全儲備，不作受力桿件，懸挑梁計算簡圖見圖2，作用在懸挑梁上的立桿豎向力設計值N＝11538.6N。最大彎距設計值Mmax＝11538.6×（1200+200）＝16154040N·mm懸挑梁受力實質為一端外伸梁，在以套環(huán)為支座處有轉角變位，崔佳、魏明鐘等編著的《鋼結構設計規(guī)范理解與應用》和陳紹蕃編著的《鋼結構穩(wěn)定計算指南》中提出外伸梁的穩(wěn)定計算長度l1取外伸長度的2.5倍，即l1＝2.5×1200＝3000mm，φb＝570bt/（l1·h）＝570×68×10.5/（3000×180）＝0.754＞0.6，φb＇＝1.07-0.282/0.754＝0.696。Mmax/（φb＇·Wx）＝16154040/（0.696×141400）＝164.1N/mm2＜215N/mm2，[18a槽鋼懸挑梁穩(wěn)定性滿足要求。值得說明的是，懸挑梁宜優(yōu)先采用具有雙軸對稱截面的工字鋼，槽鋼因受力作用點不在剪心上因而存在扭矩，受力性能不如工字鋼，上面[18a槽鋼可改用I14工字鋼，懸挑梁工字鋼穩(wěn)定性計算如下：L1＝3000mm，查《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-2003附錄B·2，φb＝1.3，φb＇＝1.07-0.282/1.3＝0.853，Mmax/（φb＇·Wx）＝16154040/（0.853×102000）＝185.7N/mm2，I14工字鋼懸挑梁穩(wěn)定性滿足要求。懸挑梁尾端套環(huán)拉力P＝16154040/1920＝8414N，套環(huán)截面按2個計算，截面面積A＝8414/（2×50）＝84.14mm2。懸挑梁無論采用槽鋼或工字鋼，兩只套環(huán)固定處均應使懸挑梁側向不位移和扭轉，為此須采用較粗的圓鋼，選18（截面積A＝254.5mm2，遠大于84.14mm2）。5、施工工藝及操作要點5.1施工工藝流程型鋼懸挑梁制作→梁板砼結構預埋套環(huán)→懸挑梁穿入套環(huán)（間隙用鐵件或硬木塞緊）固定→梁板砼結構預埋吊環(huán)→懸挑梁上搭設雙排鋼管腳手架（懸挑梁水平支承處砼強度不低于C15）→吊掛斜拉鋼絲繩→繼續(xù)搭設雙排鋼管腳手架→用花籃螺栓調節(jié)鋼絲繩至不松弛狀態(tài)。5.2操作要點（1）型鋼懸挑梁制作：立桿安裝處理焊接φ22-28長100mm短鋼筋防止立桿滑動或竄動，懸挑梁梢端下翼緣焊接長約150mm的φ18鋼筋防止鋼絲繩向內滑動，懸挑梁固端長度不小于1.5倍的外伸長度。（2）套環(huán)、吊環(huán)采用HPB235級鋼筋制作，預埋錨固長度不小于30倍鋼筋直徑。（3）套環(huán)不少于兩道，懸挑梁側向及上翼緣頂部與套環(huán)間隙用鐵件或硬木塞緊，以防懸挑梁固定端側向位移和扭轉導致承載力降低。（4）鋼絲繩不作為受力桿件，僅作安全儲備，鋼絲繩調節(jié)至不松弛狀態(tài)即可。（5）雙排鋼管腳手架搭設順序：安立桿→與橫向掃地桿扣緊→安縱向掃地桿與立桿或橫向掃地桿扣緊→安第一步橫向水平桿與立桿扣緊→安第一步縱向水平桿→鋪竹笆板→安第二步橫向水平桿→安第二步縱向水平桿→鋪竹笆板→安欄桿和踢腳桿→掛密目式安全立網→依次循環(huán)（6）懸挑梁間距與立桿縱距相同，連墻件設置在與懸挑梁相對應的梁板結構上，層層設置，腳手架搭設至每層時，立即設置連墻件（用φ48×3.5鋼管將架體內外立桿與預埋在梁板砼中的短鋼管用扣件連接），連墻件構造見圖3。6、材料與設備6.1材料（1）懸挑梁、鋼絲繩、花籃螺栓、繩長：12.6號及以上的工字鋼或16a號及以上的槽鋼，6×19、15.5mm直徑鋼絲繩，00型1.9號花籃螺栓，Y-18繩卡，必須具有產品質量合格證，質量應符合現(xiàn)行國家標準的規(guī)定和要求。（2）φ48×3.5焊接鋼管、扣件、腳手板、密目式安全立網①鋼管、扣件：質量應符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》JGJ130-2001的規(guī)定和要求。②腳手板：質量應符合JGJ130-2001的規(guī)定和要求。③密目式安全立網的網目密度不低于2000目/100cm2，貫穿試驗和沖擊試驗檢驗合格。6.2設備及機具（1）塔式起重機（垂直和水平吊運材料）、交流弧焊機。（2）5m、50m卷尺、游標長尺（測量鋼管壁厚）、扭矩扳手（20-100N·m）7、質量控制、安全措施（1）懸挑腳手架施工前應編制專項施工方案，必須有施工圖和設計計算書，且符合安全技術條件，經企業(yè)技術負責人，總監(jiān)理工程師批準后，并在專職安全管理人員監(jiān)督下實施。（2）懸挑腳手架體采用鋼管等連墻件與建筑物牢靠連接，不得采用鋼筋鐵絲等柔性連墻件。（3）懸挑腳手架在外側立面沿整個長度和高度上設置連續(xù)剪刀撐，每道剪刀撐跨越立桿根數(shù)5-7根，最小距離不小于6m，剪刀撐水平夾角為45°-60°。（4）腳手架底部設置縱向和橫向掃地桿，掃地桿應貼近懸挑梁，橫向掃地桿距懸挑梁不得大于200mm。（5）物料提升機卸料平臺單獨搭設，應具有單獨的支撐系統(tǒng)，不得與腳手架相連。（6）懸挑梁、套環(huán)、吊環(huán)、鋼絲繩材質及性能符合現(xiàn)行國家標準、規(guī)范的要求，按規(guī)定進場進行進場驗收和檢驗，懸挑梁變形、磨損嚴重的不得使用。（7）腳手架安裝、拆卸作業(yè)前，編制專項施工方案的專業(yè)技術人員和專職安全人員應向全體作業(yè)人員進行安全技術交底。（8）懸挑腳手架的搭設應符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規(guī)范》JGJ130-2001的要求。（9）同一單位工程的腳手架不得采用兩種或兩種以上的架體搭設。（10）懸挑腳手架搭設完后，總承包單位應按專項施工方案的要求進行驗收，驗收合格方可使用。有下列情況之一，應進行檢查驗收：單層懸挑腳手架搭設完畢；多層懸挑腳手架每次搭設完畢；強臺風等惡劣天氣后，投入使用前：停用一個月以上，重新啟用前。（11）腳手架外側用網目密度不低于2000目/100cm2的密目式安全立網封閉圍護、安全網固定在外立桿里側，必須用符合要求的繩索，每隔450mm與腳手架鋼管系牢，安全網的每個環(huán)扣都必須穿入符合規(guī)定的纖維繩，也允許使用強力及其它性能不低于標準規(guī)定的繩索（如鋼絲繩或金屬線），系繩綁在腳手架上，應打結方便，連接牢固，易于拆卸。（12）腳手架內側如遇大開間門窗等形成臨邊的，在腳手架內側設1.2m、0.6m高防護欄桿和0.2m高踢腳桿，或設站人片。（13）腳手架不得超載或集中堆載，每作業(yè)層施工荷載不得大于2KN/m2，裝飾裝修作業(yè)同時作業(yè)層數(shù)不超過兩層。（14）腳手架拆卸：作業(yè)人員應對擬拆卸懸挑腳手架的完好性進行檢查；拆除工作必須按專項施工方案及安全操作規(guī)程的要求進行；拆除前應對作業(yè)人員進行安全技術交底；拆卸時應有可靠的防止人員與物料墜落措施，嚴禁拋擲物料。（15）夜間或遇六級（含六級）以上大風及雷雨等天氣，不得進行安裝與拆卸作業(yè)。（16）懸挑腳手架搭設、拆除作業(yè)時，應設置警戒區(qū)，禁止無關人員進入施工現(xiàn)場，施工現(xiàn)場應設置負責統(tǒng)一指揮的人員和專職監(jiān)護人員。8、環(huán)保措施8.1防火措施（1）懸挑梁涂刷油漆時，油漆不得隨意傾倒，防止污染環(huán)境和水源。（2）油漆施工現(xiàn)場不允