爬升式腳手架的工程應(yīng)用技術(shù)

PAGE目錄TOC\o"1-3"\h\z第一章腳手架爬升的基本原理 1第二章爬升腳手架形式及各自特點(diǎn) 2第一節(jié)架子爬架子 2第二節(jié)架子爬挑梁,挑梁爬架子 2第三節(jié)架子爬附墻軌道 3第三章工程應(yīng)用技術(shù) 4第一節(jié)爬升方法 4第二節(jié)爬升腳手架與墻拉結(jié)固定支座的合理問距 5第三節(jié)爬升式腳手架依附的構(gòu)件 5第四節(jié)爬升腳手架固定支座及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 6PAGE6腳手架爬升的基本原理爬升式腳手架通常由爬架結(jié)構(gòu)和爬升設(shè)備兩大部分組成。爬架結(jié)構(gòu)又主要由小爬架套在大爬架中的爬架片、連接爬架片的縱向水平桿、剪刀撐以及腳手板等組成。一般大小各有兩個(gè)固定支座與混凝土構(gòu)件固定(圖2-15-1a)。同懸挑外腳手架一樣,整個(gè)爬腳手架的荷載亦通過爬架片構(gòu)成的鋼桁架傳遞給已有一定承載能力的混凝土構(gòu)件?，F(xiàn)以圖2-15-l所示的爬腳手架爬升過程為例,說明腳手架爬升的基本原理:1.在爬升腳手架正常使用狀態(tài)下,主體結(jié)構(gòu)正施工N層。對(duì)每片爬架,大爬架下部?jī)?nèi)側(cè)兩個(gè)固定支座構(gòu)成的鋼挑梁由穿墻螺栓固定于N-1以及N一2層的混凝土墻體中,小爬架內(nèi)側(cè)的兩個(gè)固定支座也由穿墻螺栓同時(shí)固定于N一1層混凝土墻體中。各操作層上的施工荷載分別由大小爬架的固定支座傳遞給混凝土墻體(圖2-15-1a2.當(dāng)主體結(jié)構(gòu)向上施工N+1層時(shí),松開固定小爬架的穿墻螺栓,利用懸掛在大爬架頂部的手拉葫蘆,將小爬架從N一1層提升至N層并固定(囪2-15-1b)的。3.將手拉葫蘆移至小爬架上,鉤住大爬架,松開固定大爬架的穿墻螺栓,將大爬架從N一1層提升到N層支并固定(圖2-15-1c)。爬腳手架能夠爬升是大小爬架互為作用,交替爬升爬升腳手架形式及各自特點(diǎn)雖然爬架的基本原理相同,但在工程應(yīng)用中又有不同的形式。已應(yīng)用的主要有3種。架子爬架子“架子爬架子”的爬升式腳手架是最常見的一種。如圖2-15-1所示,小爬架套在大爬架中,在大爬架上部留出的空間內(nèi)滑動(dòng),這種爬腳手架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,加工量不大,加工簡(jiǎn)便,特別是大小爬架共有4個(gè)固定支座與墻拉結(jié),腳手架的爬升安全可靠,爬升過程簡(jiǎn)單明了,易為一般架子工掌握。該形式腳手架已在22層的南京大學(xué)留學(xué)生宿舍樓、16層的上海航空電器廠高層住宅、上海仙霞兩幢26層高層住宅、海口怡園小區(qū)22層商住樓和踏浪小區(qū)20層公寓樓、海口28層南華大廈、江蘇溧陽18層燕山大廈、無錫國(guó)家高新技術(shù)開發(fā)區(qū)架子爬挑梁,挑梁爬架子“架子爬挑梁,挑梁爬架子”的爬腳手架以整體爬升式腳手架最為典型(圖2-l5-2)。這種腳手架除專門制作型鋼小挑梁外,其余基本與普通雙排扣件式鋼管腳手架相同。整個(gè)腳手架搭設(shè)在底部型鋼挑梁上,鋼挑梁一端由穿墻螺栓與混凝土構(gòu)件拉結(jié),另一端由斜拉桿拉住,形成斜拉三角形承力架。腳手架的爬升依靠上部斜拉在結(jié)構(gòu)上的另一型鋼挑梁,用掛在該挑梁上起重能力較大的提升設(shè)備如小型卷揚(yáng)機(jī)等整體提升腳手架。提升到位后下部鋼挑梁與混凝土構(gòu)件固定,而上部型鋼挑梁則利用掛在腳手架頂部的手拉葫蘆提升。該形式的爬升腳手架可以在其底部搭設(shè)成腳手鋼管空間桁架,型鋼挑梁間距(即桁架支承跨度)最大可達(dá)7m。由于腳手架重量主要由底部鋼挑梁傳給主體結(jié)構(gòu),因此,這種形式的爬升腳手架對(duì)于等層高和變層高的內(nèi)筒外框架、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)更具適用性。架子爬附墻軌道“架子爬附墻軌道”的爬升式腳手架是利用固定在墻體上的兩附墻掛鉤,掛鉤間用槽鋼導(dǎo)軌相連,用設(shè)置在固定掛鉤臂上的手拉葫蘆鉤住腳手架使其向上爬升。爬升過程中,腳手架脫鉤后外傾,先升入附墻掛鉤上方,在軌道內(nèi)側(cè)安置楔形塞,迫使下降的腳手掛座向內(nèi)偏移至掛鉤垂直線上,并使上掛鉤插入掛座,然后利用腳手架將下掛鉤和軌道向上提升固定(圖2-15-3)?！凹茏优栏綁壍馈蹦_手架是爬腳手架中高度最小的一種,腳手架輕巧,加工制作簡(jiǎn)單,操作方便。工程應(yīng)用技術(shù)爬升方法爬升腳手架的爬升方法主要有兩片爬架同時(shí)爬升、多片爬架同時(shí)爬升以及整體爬升3種。由兩片爬架和縱向水平桿組成一個(gè)爬升單元,用2只1~2t手拉葫蘆進(jìn)行同時(shí)升或降作業(yè)。這種爬升方法至今仍為一些施工單位所采用。該方法的優(yōu)點(diǎn)是爬架的每一爬升單元受力明確,爬架間的自重以及施工荷載由兩片分擔(dān)(圖2-15-4a)。其主要缺點(diǎn)是爬架片的數(shù)量過多,增加了一次性投資和加工量。腳手架在爬升過程以及使用中晃動(dòng)較大,若作臨時(shí)連接,則會(huì)增加爬升前后裝拆連接鋼管的工作量。為解決“兩片爬架同時(shí)爬升”方法中存在的上述問題,我們?cè)跓o錫國(guó)家高新技術(shù)開發(fā)區(qū)管理中心樓和溧陽燕山大廈工程中采用每4~5片爬架組成一個(gè)爬升單元,用4~5只2t左右手拉葫蘆進(jìn)行同步爬升(圖2-15-4b)。這種多片分區(qū)域爬升方法具有爬架的數(shù)量相對(duì)較少,加工量亦較少,腳手架在爬升過程及使用中穩(wěn)定,晃動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。但每跨的自重和施工荷載幾乎由一片爬架承擔(dān),對(duì)爬架片的穩(wěn)定性以及附墻固定支座承載力要求更高,為此可在構(gòu)造設(shè)計(jì)中作加強(qiáng)處理,并作承載力復(fù)核驗(yàn)算。多片爬架同步提升或下降,因工人操作手拉葫蘆用力大小不一,爬架上升速度略有快慢,極易造成同一爬升單元的爬架間有“爬升差異"。腳手架爬升時(shí),腳手架上的荷載以自重為主,且以大爬架的爬升為最不利受力狀態(tài)。經(jīng)對(duì)無錫國(guó)家高新技術(shù)開發(fā)區(qū)管理中心樓工程爬腳手架分析,若不考慮爬升差異影響,大爬架爬升時(shí),小爬架的每個(gè)固定支座承受約3.25kN的垂直荷載。按不利情況,若兩連續(xù)跨(3片爬架組成)的中爬架先爬升,此時(shí)受力成“挑擔(dān)"狀態(tài),兩跨大爬架恒載全部由中間小爬架支座承擔(dān),每個(gè)支座承受的荷載為原來的2倍。由小爬架上的縱向水平桿組成的“扁擔(dān)",在此受力狀態(tài)下,向上撓曲達(dá)470mm,這顯然不可能出現(xiàn)。設(shè)控制的提升差異最大值為100mm,反算荷載增值,相當(dāng)于小爬架每個(gè)支座增加1.4kN,即考慮提升差異后,小爬架每個(gè)支座可能承受的最大荷載為4.65kN。對(duì)比裝飾階段,小爬架有兩個(gè)作業(yè)層,每個(gè)支座承受的最大荷載為5.13kN。分析表明:爬升腳手架多片同時(shí)爬升利多于弊,雖有爬升差異,但不足為慮,相鄰爬架的爬升差異控制在100mm以內(nèi)。整體爬升的腳手架穩(wěn)定性更好,特別是采用電動(dòng)提升設(shè)備,能夠做到整體同步爬升,節(jié)約大量人工。但電動(dòng)設(shè)備及同步控制設(shè)備一次性投資較大,若用手拉葫蘆,則數(shù)量過多,多人操作同步升降困難。爬升腳手架與墻拉結(jié)固定支座的合理問距對(duì)于每?jī)善兰芘c縱向水平桿組成的爬升單元,其受力特征為簡(jiǎn)支梁受荷?？紤]兩片爬架間有3人同時(shí)作業(yè),在1kN/m2荷載作用下,當(dāng)固定支座間距l(xiāng)=5m,最大撓度為σ/60;當(dāng)l=4m,最大撓度為l/116。對(duì)于多片爬架與縱向水平桿組成的爬升單元,其受力特征為3跨連續(xù)梁受荷。在上述同樣荷載條件下,l=5m,最大撓度為l/117;l=4m,最大撓度為l/228。由此,對(duì)于“架子爬架子,,和“架子爬附墻軌道”的爬升式腳手架,當(dāng)采用兩片爬架同時(shí)爬升,與墻拉結(jié)固定支座的合理間距應(yīng)<4m;當(dāng)采用多片爬架同時(shí)爬升,與墻拉結(jié)固定支座的合理間距應(yīng)≤4.5m。對(duì)于“架子爬鋼挑梁、鋼挑梁爬架子”的整體爬升式腳手架,因其底部實(shí)際為1.8m步高的空間鋼管桁架,底部鋼挑梁固定支座的間距可≤7m。爬升式腳手架依附的構(gòu)件對(duì)于全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)采用大模板施工時(shí),爬腳手架的固定支座可直接依附在混凝土外墻上。外墻除窗洞以外,均可留置爬升腳手架固定支座的穿墻螺栓孔,能滿足固定支座間距≤4~4.5m的要求。施工中,爬腳手架的固定螺栓孔原則上與外墻大模板的穿墻螺栓孔共用。對(duì)于滑模施工的結(jié)構(gòu)裝飾施工,應(yīng)用爬升腳手架時(shí),可利用墻上的窗臺(tái)口,用一種卡在窗臺(tái)口的上下掛架夾具固定大小爬架的4個(gè)固定支座(圖2-15-5)。對(duì)于框架、內(nèi)筒外框架或框架-剪力墻結(jié)構(gòu),當(dāng)柱距≤4.5m時(shí),爬架可直接依附在柱上,方法為預(yù)留￠25~30mm拉結(jié)爬架的螺栓孔。若每次爬升的高度為半個(gè)樓層,則每一樓層間柱身上預(yù)留兩處螺栓孔。因?qū)蚣苤焕?這種作法往往被結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員反對(duì)。若用鋼抱箍代替柱上預(yù)留孔,雖可行,但給砌筑圍護(hù)墻帶來不便。為對(duì)結(jié)構(gòu)有利,又能應(yīng)用爬升式腳手架,可用工具式鋼挑梁作為爬架依附的構(gòu)件,挑梁臨時(shí)固定在混凝土樓板上(圖2-15-6),每次爬升的高度達(dá)一個(gè)樓層。因爬架的固定支座最終依附在樓板上,這就使爬架的水平間距不受柱距限制,以最合理的間距沿結(jié)構(gòu)物四周均勻布置,使爬升腳手架具有更強(qiáng)的通用性,也可將爬|架固定在框架連系梁側(cè)面上,但連系梁上留孔不如樓板上留孔準(zhǔn)確方便。爬升腳手架固定支座及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)整體爬升式腳手架的施工準(zhǔn)備集中在鋼挑梁以及斜拉桿的加工制作上,而對(duì)于其他兩種爬升腳手架,其施工準(zhǔn)備工作集中在爬架加工制作上。大爬架由Φ48×3.5腳手鋼管組拼焊接而成,其總高度達(dá)8~l0m；小爬架由Φ63.5×4的立桿與腳手鋼管組拼焊接而成,其高度常為一步高。因小爬架立桿的鋼管直徑大,管壁稍厚,受荷卻小,所以設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)在大爬架固定支座上。為解決大爬架固定支座短臂與立桿薄壁