超高度外墙钢管脚手架的计算和施工实证研究

　　摘要：邯郸市顺利花园高层住宅工程结构体形复杂，系塔楼式建筑，全高81.5M,建筑面积39805M2，外墙为磁砖，根据有关要求采用全高双排扣件封闭式钢管脚手架。本文实证研究超高度外墙钢管脚手架的计算和施工实践
　　关键词：工程建设，超高度外墙钢管脚手架，计算和施工
　　
　　1、脚手架基本构造
　　脚手架高度主要有62m（三层顶至二十四层顶）和76m（地面至二十四层顶）两种。
　　立杆步距h=1.8m，立杆间距=1.5m，立杆横距lb=1.05m，脚手架里皮距主体结构外皮b=0.4m。连墙杆竖向间距每层楼面一道，即2.8m，横向每3个柱距设一道，即4.5m。架子上部标高40.8m以上钢管，下部采用双杆钢管。
　　脚手架作业层上栏杆高1.2m，挡脚杆高0.25m，中栏杆居中设置。绿色密目安全网围挡，剪刀撑角度为45°，每五个立杆间距为一个单元，连续满面设置，横向斜撑除拐角两端外，中间每隔六跨设置，由底至顶层呈之字型连续布置，且在同一节间。
　　2、脚手架的结构计算
　　2.1荷载统计
　　脚手板0.35KN/m2(3000*250*50)
　　栏杆、木脚手板、栏板0.14KN/m
　　钢管自重3.84kg/m
　　扣件:直角扣件13.2N/个,旋转扣件14.6N/个,对接扣件18.4N/个
　　施工荷载标准值:2KN/m2
　　密目安全网:0.002KN/m2
　　gk1=0.1248KN/m2
　　lo=kμh=1.155*1.50*1.8=311.85cm
　　i=1.58cm
　　λ=lo/i=197.4查表稳定系数=0.185
　　邯郸地区的基本风压wo=0.35KN/m2
　　wk[5]=0.7μzμswo=0.7*0.54*0.65*0.35=0.086KN/m2
　　wk[76]=0.7μzμswo=0.7*1.60*0.65*0.35=0.2548KN/m2
　　Mw[5]=0.85*1.4Mwk=0.85*1.4Wklah2=
　　==0.05KN•M
　　G2K=(0.35×1.25+0.14)×7×1.5+0.002×1.5×76+1.38=7.67KN
　　W=5.08×106mm3
　　Qk=2×1.5×0.65=1.95KN
　　
　　2.2允许搭设高度的计算
　　
　　Hs=
　　=
　　=
　　==46.86m
　　[H]===44.76m
　　采用高度40.8m（即十二层）以上用单钢管，其下部为双钢管搭设。
　　2.3纵横向水平杆的强度、稳定性和刚度验算
　　本脚手架立杆间距为1.5m，小于最大间距2.2m，故不需要验算。
　　2.4立杆稳定性计算
　　N=1.2(NG1k+NG2k)+0.85×1.4∑NQk
　　=1.2×(0.1248×7.6+3.84×35.2÷1000+7.67)+0.85×1.4×1.95
　　=24.52KN
　　==127.2Mpa<f=205Mpa
　　2.5连墙杆水平力验算
　　Nlw=1.4WKAW=1.4×0.2548×1.5×3×2.8=4.49KN
　　Nl=Nlw+No=4.49+5=9.49KN
　　λ=lo/i=kμh/i=1.155×1.5×50/1.58=54.8查表稳定系数=0.837
　　N=>Nl=9.49KN
　　∴连墙杆安全
　　∵Rc=8KN∴采用双扣件夹固连墙杆件。
　　2.6地基承载力的计算
　　P=N/A=24.52/(0.25×0.75)=131KN/m2>fg=kcfgk=0.4×115=46Kpa
　　∴采用2:8灰土地基。
　　2.7屋顶上外脚步手架的卸荷措施
　　该脚手架立杆垂直作用于砼楼面，经验算不满足安全要求，故对屋顶上搭设外架做卸荷处理（如图1）。具体作法是：（1）脚手架内、外立杆加斜拉杆；（2）内、外立杆加斜撑杆；（3）其下两层楼用钢管脚手架做垂直顶撑。
　　在架子上用拉、撑结合的方法和楼层上用两层垂直支撑做卸荷处理的方法，可以解决屋面架子的超负荷搭设问题，是一种简单方便、经济安全措施。
　　卸载措施搭设完毕后，将全部卸载装置都调整到支顶杆顶紧（用加垫背楔）和拉杆绷紧（拧紧花蓝螺丝）的状态，使其能起到卸载的要求。
　　3、脚手架主要构造措施和工艺要求
　　3.1纵向水平杆和立杆接长采用对接扣件连接,且对接扣件交错布置，各接头中心至最近主节点的距离不大于500mm。
　　3.2木脚手板采用对接平铺，作业层端部脚手板探头长度为150㎜，该板两端板面另用一横向水平杆与板底横向水平杆夹固。
　　3.3剪刀撑斜杆采用搭接,搭接长度不小于1m,采用3个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离为100-200㎜。
　　3.4防护措施（：在作业层在外立杆上高1.2m处设第一道防护栏杆，挡脚板采用250mm高的脚手板,在外立杆内侧满挂密目网进行垂直封闭，网的四周与各杆件绑扎牢固。中栏杆居中设置，具体形式见图2。在垂直方向上自顶层脚手板每隔6步满铺一层脚手板，共铺六层。
　　3.5双立杆构造
　　相邻立杆加接头位置应错开布置在不同的步距内，与相近大横杆的距离不宜大于步距的三分之一。立杆与横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏。双立杆必须与同一横杆扣紧，不得只扣紧1根,主立杆与副立杆采用不少于两个旋转扣件固定。主副立杆根部同时点焊在垫铁或槽钢上。
　　单双立杆连接处单根立杆与双直杆中一根对接。
　　3.6钢管搭接不得小于1m,用三个扣件扣紧,且搭接位置错开。
　　3.7基础：在地面脚手架地基处向下挖宽0.55m、深0.15m夯实后，用2:8灰土0.15m厚回填夯实,铺0.25m厚道脚手板,在其上沿脚手架纵向间距位置钉放垫铁,并将脚手架立杆点焊于垫铁上。在脚手架立杆外侧作一排水沟。
　　屋面脚手架仅在根部通长设置16号槽钢。
　　3.8脚手板或其它作业层板铺板的铺设应符合以下规定:脚手板或其它铺板必须铺平铺稳,探头板按构造要求进行绑扎固定。铺板严禁出现端头超出支承横杆250mm以上未作固定的探头板。长脚手板采用纵向铺设是其下支承横杆的间距不得大于1.0m。
　　3.9脚手架下部采用双立杆时,主立杆应沿其竖轴线搭设到顶,辅立杆与主立杆之间的中心距不得大于200mm,且主辅立杆必须与相交的全部水平杆进行可靠连接。
　　3.10装设连墙件或其它撑拉杆件时,应注意掌握撑拉的松紧程度,避免引起杆件和整架的显著变形。[!--empirenews.page--]
　　3.11在搭设中不得随意改变构架设计、减少杆配件设置和对立杆纵距作≥100mm的构架尺寸放大。确有实际情况，需要对构架作调整和改变时，就提交技术主管人员解决。
　　4、脚手架搭设质量的检查验收和使用
　　脚手架搭设质量的检查验收和使用应严格按照国家规范验收，并对以下各项加强检查:
　　4.1钢脚手架立杆垂直度不得大于50mm，其余不得大于100mm。
　　4.2脚手架如有以下情况之一时，必须经检查合格后，方允许投入使用或继续使用：
　　4.2.1搭设完毕后;
　　4.2.2连续使用达到6个月;
　　4.2.3施工中途停止使用超过15天,在重新使用之前;
　　4.2.4在遭受暴风、大雨、大雪、地震等强力因素作用之后；
　　4.2.5在使用过程中,发现有显著的变形、沉降、拆除杆件和拉结以及安全隐患存在的情况时。
　　4.3禁止随意拆除脚手架的基本构架杆件、整体性杆件、连接紧固件和连墙件。确因操作需要临时撤除时，须经主管人员同意，采取相应弥补措施，完成后及时予以恢复。
　　4.4人员上下脚手架必须走设安全防护的出入通（梯）道，严禁攀援脚手架上下。
　　4.5每班工人上架作业前，应先检查有无影响安全作业的问题存在，发现有不安全情况和迹象时（包括使用时），应立即进行检查，排除问题后方可进行作业；
　　4.6脚手架的拆除作业应按确定的拆除方案进行。连墙件应在位于其上的全部可拆杆件都拆除之后才能拆除。在拆除过程中，凡已松开连接的杆配件应及时拆除运走，避免误扶或误靠已松脱连接的杆件。拆下的杆配件应以安全的方式运出和吊下，严禁向下抛掷。在拆除过程中，应作好配合、协调动作，禁止单人进行拆除较重杆件等危险性的作业。
　　4.7防电:钢脚手架在架设和使用期间，要严防与带电体接触。如有380V以内的电力线路穿过或附近时（不大于2m）在架设和使用期间应断电或拆除电源，如不能拆除，应用取可靠的绝缘措施，并将其下方的脚手架进行接地。
　　4.8避雷：在4-10月雷雨季节时，设避雷装置，即接闪器、接地极、接地线。接地装置应选择在人们不宜走到的地方，以避免和减少跨步电压的危害和防止接地线遭受机械损伤。同时在施工期间遇有雷南或阴云密布将有大雷雨时,钢脚手架上的操作人员应立即离开。

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