顶部设可调托双排双立杆脚手架设计与施工

古建兵

某市高等职业学校图书行政科技综合楼工程,主楼14层,裙楼为1层学术报告厅(屋面标高6.20 m)。主楼施工时已经在裙楼学术报告厅的屋面上搭设了14.2 m高的双排双立杆扣件式钢管脚手架,由于该学术报告厅屋面的承载力不满足搭设36.2 m高脚手架自重的要求,考虑到经济适用且满足强度、刚度的要求,放弃原先采用悬挑脚手架施工方案,采用了首先在学术报告厅内搭设顶部设可调托架顶撑双排双立杆扣件式落地脚手架,其位置与在标高为6.20 m的屋面上已经搭设的14.2 m高的双排双立杆扣件式钢管脚手架位置对应。然后再搭设14.2 m高以上的双排双立杆扣件式外脚手架(架高共22 m)。

1 在学术报告厅内搭设顶部设可调托架顶撑双排落地式脚手架

每根立杆上放一个Tr38,长度600 mm可调托,并同时旋紧立杆上的两个可调托,顶住屋面板底面,保证上面的脚手架荷载传递到基层上,见图1,图2。在14.2 m高的双排双立杆扣件式钢管脚手架上面再搭设6 m高采用双排双立杆扣件式钢管脚手架,然后再搭设16 m高双排单立杆扣件式钢管脚手架,要保证整个36.2 m架高荷载与施工荷载传递,具体计算如下:

1)恒载计算:立杆:4×16.5×38.4+8×20×38.4=8 678.4 N。

大横杆:4×1.5×22×38.4=5 068.8 N,小横杆:2×1.2×22×38.4=2 027.52 N。

扣件:24×13.5×22+4×12×14.5+4×4×18.5+8×4×18.5=8 712 N。

竹笆:1×1.5×100×22+1.1×1.5×100×22=6 930 N。

安全网:1.5×1.8×6×22=356.4 N,小计:31 773.12 N=31.773 kN。

2)活载计算:

外立杆:2×1.5×1.00×3=9.0 kN,里立杆:9.0+0.3×1.5×2×3=11.7 kN。

取大值:11.7 kN。

3)设计值:

外立杆:1.2×31.773/2+1.4×9.0=31.66 kN。

里立杆:1.2×31.773/2+1.4×11.7=35.44 kN。

4)下部架体顶部可调托架承受的荷载:

一个Tr38,长度600 mm的可调托,当架体步高为1.5 m时,承载力设计值为62.4 kN,步高为1.8 m时,承载力设计值为49.0 kN,里立杆共设4个可调托架,计4×49=196 kN,远远大于35.44 kN偏安全。同样外立杆共设4个可调托架,计4×49=196 kN,远远大于31.66 kN,偏安全。

2 36.2 m高扣件式钢管脚手架构造

脚手架的搭设采用φ 48×3.5钢管搭设的双排双立杆脚手架,脚手架搭设随结构模板、钢筋、混凝土工程一起同步施工,每次搭设高度应超过结构施工层顶面一排脚手,在离地20 cm处设置一道扫地杆与脚手架连接。脚手架宽1.0 m,立杆纵距1.5 m,步距 1.8 m,竖杆离墙300 mm,底排步距 1.8 m。外侧立面采用竹笆半封闭(半封闭高度为1.1 m)。用于结构作业时为1层作业(即n1=1),用于装修作业时为2层同时作业(n1=2)。立杆纵距la=1.5 m,立杆横距lb=1.0 m,步距h=1.8 m,连墙为2步3跨设置,脚手板为50 mm厚木脚手板,计算参数为:立杆截面积A=489 mm2,立杆的截面抵抗矩W=5.08×103mm3,立杆回转半径I=15.8 mm。挡风面积An=1.1×1.5+(1.8-1.1)×0.05=1.69 m2,相应的迎风面积Aw=1.8×1.5=2.7 m2,钢材抗压强度设计值fc=205 N/mm2,边墙件横距lw=4.5 m,边墙件竖距hw=3.6 m。

36.2 m高外脚手架的验算结果见表1,表2。

表1 脚手架底部截面验算结果

表2 脚手架顶部截面验算结果

3 搭设要点

1)脚手架搭设顺序:基础平整→道渣垫层夯实→C20素混凝土垫层→混凝土枕轨施工→安放18号槽钢→立杆→大横杆、小横杆、格栅→在立杆顶部设可调托架→可调托架上安放木方→同时旋紧双立杆上的两个可调托架→剪刀撑→脚手笆→防护栏杆。2)脚手架底部基础经平整夯实后,铺150厚道渣垫层夯实并浇筑200厚强度不小于C20素混凝土,在素混凝土垫层上做混凝土枕轨,在枕轨上安放18号槽钢,确保脚手架底部均衡受力及稳定性。3)脚手架外侧500 mm以外必须平整,以确保其周围的排水畅通。4)首步脚手架步高为1 800 mm杆应间隔交叉不同长度的钢管,将相邻立柱的对接接头位于不同水平截面上,使立柱受荷的薄弱截面错开。5)脚手架外侧,从第二步到第三步,每层均须在外立柱里侧设1 m高防护栏及外铺安全笆。五步以上除防护栏外,再满挂绿色密目安全网。脚手架内侧里立杆和框架之间每隔四步铺设长安全底笆(重迭隔置)。底笆下加两根格栅与牵杠用铅丝扎牢。脚手笆下部设两根格栅与横杆扣牢,脚手笆与格栅绑扎,每笆扎点不少于四点。6)脚手架和墙体采用钢管作硬拉连接,与框架柱上预埋件用电焊连接,水平方向每三根立杆设置一个连接点,垂直方向每两步设置一个连接点,以保证脚手和主体结构的整体性,连接件应尽可能设置在立杆与大小横杆交接处,且必须从第一步横杆开始设置。7)每根立杆底部向上200 mm处应设置纵、横向扫地杆,并用直角扣件与立杆连接。当立杆基础高度不在同一高度上时,应将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨,并与低跨立杆固定。8)大横杆钢管长度应不小于3跨,其接头用对接扣件连接,接头应错开,不得在同一跨内。大横杆与立杆相交处用直角扣件连接固定。9)双排脚手架的小横杆靠墙一端与墙装饰面的距离为300 mm,采用竹笆脚手板时,小横杆宜放于大横杆下方。凡立杆与大横杆相交处均应设置一根小横杆,小横杆距立杆的距离不应大于55 mm,并严禁随意拆除。

4 安全技术措施

1)施工人员必须持证上岗。操作前,必须进行有关安全、技术交底,明确施工过程,掌握有关操作规程。搭设前,必须对钢管、扣件等材料进行筛选,有质量问题一律不准使用。搭设前,施工人员必须戴好安全帽,系好安全带,穿防滑鞋,袖口、裤口要扎紧。脚手架拆除时,现场必须设警戒区域,张挂醒目的警示牌,警戒区域内严禁非操作人员通行或在脚手架下方继续组织施工。地面监护人必须履行职责,严禁高空抛物。

2)脚手架拆除与搭设顺序正好相反,即先搭后拆、后搭先拆,其顺序为:安全网→竹片→栏杆→剪刀撑(随每步脚手架拆除)→中间格栅钢管→大横杆→小横杆→立柱。

5 结语

该方案与采用传统的悬挑脚手架方案比较,经济可靠,得到了施工单位与业主的认可,节省了造价并加快了施工进度。

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