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脚手架升降技术研究

发布时间:2015-11-09

附着升降脚手架,它是一种综合了挑、吊、挂等多种类型脚手架的优点,具有升降功能,特别适合高层和超高层建筑施工的脚手架体系。这类脚手架依靠自身提升设备,根据施工进度而升降,可随时满足施工操作和维护要求,故具有优越的功能适应性和经济性。
  一、附着升降脚手架的基本构造
  附着升降脚手架的基本构造主要包括四个方面,即架体尺寸、架体结构、架体安全装置和架体升降动力与控制。
  (一)架体尺寸
  架体高度不大于5倍楼层高,架体宽度不大于1.2米,直线布置的架体支承跨度不大于8米,折线或曲线布置的架体支承跨度不大于5 4米。整体式附着升降脚手架的悬挑长度不大于1/2水平支承跨度和3米,单片式附着升降脚手架架体的悬挑长度不大于1/4水平支承跨度。升降和使用工况下,架体悬臂高度均不大于6米和2/5架体高度;架体全高与支承跨度的乘积不大于110平方米等。
  (二)架体结构
  架体在附着支承部位沿全高设置定型加强的竖向主框架,竖向主框架采用焊接或螺栓连接的片式框架或格构式结构,并能与水平梁架和架体构架整体作用,且不能使用钢管扣件或碗扣架等脚手架杆件组装。竖向主框架与附着支承结构之间的导向构造不采用钢管扣件、碗扣或其他普通脚手架连接方式;架体水平梁架满足承载和与其余架体整体作用的要求,采用焊接或螺栓连接的定型析架式结构。当用定型析架构件不能连续设置时,局部可采用脚手架杆件进行连接,但其长度不大于2米,且须采取加强措施,保证其连接同刚度和强度不低于析架梁式结构。主框架、水平梁架的各节点中,各杆件的轴线汇交于一点;架体外立面沿全高设置剪刀撑,剪刀撑跨度不大于6.0米,其水平夹角为45°~60°,并将竖向主框架、架体水平梁架和构架连成一体;悬挑端以竖向主框架为中心成对设置对称斜拉杆,其水平夹角不小于45°。
  (三)架体安全装置
  架体安全装置主要包括附着支承结构、防倾覆装置、防坠落装置、有效的安全防护措施。
  1. 附着支承结构的设置和构造。作用在于保证架体能安全可靠地附着于工程结构上。基本技术要求有:采用普通穿墙螺栓与工程结构连接时,用双螺母固定,螺杆露出螺母不少于3扣,垫板尺寸经设计确定,不小于80mm×80mm×8mm;附着点采用单根穿墙螺栓锚固时,设置防止扭转措施;附着支承结构具有对施工误差的调整功能,避免安装时出现过大的安装应力和变形;附着支承结构与工程结构连接处的混凝土强度等级由计算确定,一般不小于C10;在升降和使用情况下,每一架体竖向主框架能够单独承受该跨全部设计荷载和倾覆作用的附着支承构造不少于两套。
  2. 防倾装置的构造。作用在于架体提升、降落和使用时,保证架体不向外或内倾斜。主要技术要求有:防倾装置与竖向主框架、附着支承结构或工程结构可靠连接,防倾装置用螺栓同竖向主框架或附着支承结构连接,不允许采用钢管扣件或碗扣方式;在升降和使用两种工况下,位于同一竖向平面的防倾装置均不少于两处,并且最上和最下一个防倾覆支承点之间的最小间距不小于架体全高的1/3;防倾装置的导向间隙小于5mm。
  3. 防坠装置的构造。作用在于架体提升、降落和使用时,提升设备失效或附着装置与架体间的拉杆断裂时,能保证架体不坠落。主要技术要求有:设置在竖向主框架的提升设备处,防坠制动距离,整体式不大于80mm、单片式不大于150mm,防坠装置与提升设备分别设置在两套附着支承结构上,若一套失效,另一套能单独承担全部坠落荷载。
  4. 安全防护措施。作用在于保证架体上操作人员的安全并防止架体上的物料坠落伤人,主要技术要求有:架体外侧用密目安全网围挡;架体底屋的脚手板应铺设严密,且用平网及密目安全网兜底;每一作业层架体外侧设置上、下两道栏杆(上杆高度1.2m,下杆高度0.6m)和挡脚板(高度180mm)。
  (四)架体升降动力与控制
  作用在于提供架体升降动力并保证升降过程中,各提升点均匀升降,控制过载和欠载。主要技术要求有:升降动力设备应能满足附着升降脚手架使用工作性能的要求,升降吊点超过两点时,不宜使用手拉葫芦;应配备同步及荷载控制系统,控制各提升设备间的升降差和荷载差,以保证各提升点的同步性,并具备超载报警停机、欠载报警等功能。
  二、附着升降脚手架技术的改进
  附着升降脚手架以其投资小、周转材料少、劳动消耗低、现场整洁、文明雅观等优点,得到业界的认可,进一步推广应用势在必行。发展和改进附着升降脚手架技术,使这一具有中国特色的脚手架体系更加完善、运行更加安全是业界同仁的共同愿望。本人依据多年的管理与工程实践经验,经深入研究提出如下建议。
  (一)减轻架体的实际荷载
  由于附着升降脚手架设计必须考虑荷载变化系数、冲击系数和安全系数。如在设计附着支承构造、架体结构、防倾防附落装置时,强度设计在考虑各项荷载系数的基础上,还应满足结构安全性要求,使荷载计算系数最大须达到3.36;升降机构中的吊具和索具的安全系数要达到6.0以上等。架体荷载大,附着支承构造、防倾防坠落装置、升降机构中的吊具和索具的安全性较难达到,因此减轻实际荷载是提高架体安全性的重要途径。减少荷载主要方法有:
  1. 减少架体在升降状态下的设施荷载,如提升设备和防坠装置不要设在架体上,架体在升降时撤去架上人员和施工材料设备。
  2. 改进架体结构,减少架体用材量。如作业层上下栏杆可考虑用扁铁,而非常用的钢管。
  3. 采用低合金管材或其他轻质高强材料制作水平梁架、竖向主框架和上部架体。
  4. 减少或使用塑钢材料作架体结构铺板层;在保证防护质量的前提下,减少防护材料和自重。
  (二)改进架体构造设置要求
  1. 为水平梁架和竖向主框架制定细致的设计和制作标准。如规定水平梁架和竖向主框架应按片式结构制作,再用联系杆件和螺栓连接的方式形成框架或析架,以便工厂化生产、质量检测和运输、储存;在水平梁架与竖向主框架的设计上,增加可升降或延长的调节装置,以增加其施工适应性能;规定水平梁架和竖向主框架的设计模数及水平梁架提升部位的设计要求,以增加其通用性;在水平梁架的底部设置可向内延伸的杆件,以便于在架体、墙体或建筑结构间铺设防护底板。
  2. 架体外侧围挡的密目安全网由800目提升至2000目,以增强围挡的安全性。
  3. 参考建筑设置沉降缝的做法,可考虑将提升架体设置成多段,以减小整体提升难度,减少因提升不同步而引发的事故。
  (三)适当减小水平梁架的刚度
  架体在升降,特别是在下降时,一旦出现不同步情况时,步履慢的架段就会呈现“一担多”(一段架子承受多段架子的荷载),如水平梁架刚度太大,这一现象会更为严重,从而引发事故。适当减小水平梁架的刚度,可通过水平梁架变形来减小荷载重新分配的比例,使升降不同步现象便于发现。