超高作业平台盘扣架施工及安全监测技术.pdf

Intelligent Building and Construction Machinery智能建筑与工程机械2024年 2月Feb.2024第6卷 第2期Vol.6 No.20引言当前，钢结构厂房屋面多采用彩钢瓦屋面，对于超高钢结构厂房，需要通长设置彩钢瓦的屋面施工时，脚手架的搭设高度、施工荷载较大，传统脚手架存在很大的安全隐患，难以保证安全施工。盘扣式作业脚手架整体设计间距过密，会造成物料及人力成本的浪费。普通钢管存在消耗大、周转次数少、受室外自然环境腐蚀变形影响大的问题。车载 3D 盖板玻璃生产线厂房一、二项目主体为钢结构，建筑高度 31.2 m，外墙采用竖向单层压型钢板外墙，屋面为彩钢瓦屋面。该工程单体屋面面积较大，屋面施工需要通长设置彩钢瓦确保屋面无渗漏。为此，需要搭设超高钢结构厂房搭设超高作业平台，解决增强架体的结构稳定性及抗倾覆性问题，确保施工安全。1技术工艺原理为了便于屋面彩钢瓦整板安装，在厂房东侧搭设满堂盘扣钢管脚手架操作平台至屋面。满堂脚手架搭设长度约 18 m，宽度约 15 m，高度约 29.7 m，作业平台体系采用标准型（B 型）48 系列盘扣式作业脚手架。根据荷载情况，采取盘扣式作业脚手架分区组合设计平台：根据非核心受力区（作业交通区）、核心受力区（折板机操作区、彩钢瓦堆放区）的架体基本技术参数，在不同区域布置不同的立杆间距，设置斜杆、水平剪刀撑和水平安全平网、兜网等。收稿日期：2023-11-16基金项目：中国施工企业管理协会“中施企协科委字202341 号”：科研项目立项名称“高性能盘扣脚手架创新技术应用研究”（2023-C-013）作者简介：江林（1970），男，江苏南通人，本科，高级工程师，研究方向：建设工程绿色低碳施工技术。超高作业平台盘扣架施工及安全监测技术江 林1，江 升2，环志勇3（1.南通职业大学，江苏 南通 226007；2.江苏如昊建设工程有限公司，江苏 南通 226500；3.中如建设集团有限公司，江苏 南通 226001）摘 要：超高作业平台盘扣架分区设计，采用筒状+井网格构式竖向斜杆布置、双钢管及钢管格构柱、刚性连接与柔性连接相结合的拉结措施，基于物联网技术的架体智能 AI 安全监测系统，可实现架体安全监测与预警智能化，确保架体结构稳定性及抗倾覆性，减少周转材料的投入，缩短施工工期。关键词：架体优化分区设计；架体加固；顶托横梁分区中图分类号：TU758.11文献标识码：A文章编号：2096-6903(2024)02-0088-03智能测绘与检测在满足荷载前提下，进行单元架体设计优化。将超高平台架体作业交通区两端对称布设，折板机操作区与彩钢板堆放区布设在操作平台中间，不同区域布置不同的立杆间距。作业交通区采用立杆间距 0.9 m0.9 m，折板机操作区采用立杆间距 0.6 m0.6 m，彩钢板堆放区采用立杆间距 0.6 m0.3 m，步距 1.5 m。选择水平杆规格为 B-SG-300、B-SG-600、B-SG-900 三种规格，方便盘扣扣件组装施工。作业班组同时搭设各区域架体，再将各区域架体间的杆件连接。作业脚手架施工分区如图 1 所示。在钢柱位置采用双水平杆与两根立杆扣件与作业脚手架体扣紧，钢柱上首个作业脚手架体加固件距地2.2 m，钢柱上沿高度方向加固件间距 6 9 m。作业脚手架架体连墙件水平间距 3 跨，因钢柱间距较大，在钢柱间增设格构柱（规格 900 mm900 mm，900 mm600 mm）。格构柱与作业脚手架体采用盘扣图 1 作业脚手架施工分区示意图2024年 第2期 89 图 2 脚手架加固体系局部三维示意图 图 3 脚手架加固体系俯视图横杆连接，格构柱首层扫地杆与作业脚手架体扫地杆相连，格构柱间沿高度每间隔 4 6 个步距采用盘扣横杆贯通连接。与建筑非相邻边的盘扣架体，采取刚性连接与柔性连接相结合拉结措施。设置钢丝绳或普通钢管交叉与盘扣立杆斜拉，斜拉绳或普通钢管角度 45 60，钢丝绳或钢管斜拉在 10 m、20 m 标高处。脚手架加固体系如图 2、3 所示。为加强满堂作业脚手架整体刚度，在架体钢管立管间竖向每 5 7 m 布置一道扣件式水平剪刀撑，将水平剪刀撑水平角度控制在 45 60。在 10 m、20 m标高处设计水平安全网，27 m 标高处作业脚手架外围一圈设置 2 m 宽水平挑网，防止人员或材料坠落。盘扣式作业脚手架体分区设置竖向斜杆，采取筒状+井网格构式竖向斜杆布置方案，核心受力区（折板机操作区、彩钢板堆放区）满铺竖向斜杆，非核心受力区的斜杆隔三跨布设。作业脚手架体顶层步距内每跨布置竖向斜杆。2主要技术工艺2.1 基层处理基层采用 250 mm 厚 C25 超厚预制混凝土板块分块组拼而成，预制混凝土板块采用 25 mm25 mm角钢护角保护，直接铺设在夯实基层土上（高出周边10 20 cm，周边设置排水沟，板与板之间错缝布置并采用水泥砂浆灌封严密）。2.2 架体杆件安装在定位线上先铺设减振橡胶垫，然后放置 14#槽钢垫板，保持垫板水平，立杆下部采用盘扣底座找平。将立杆安装，将横杆与立杆配合同时安装，再进行斜杆安装，实现架体安装，作业班组分 3 个区域同时安装盘扣架体。立杆安装时，相邻两支立杆采取不同长度规格，或相邻立杆连接套管颠倒对错，保证立杆承插对接接头不在同一水平面。先安装下方首层立杆，待首层架体校正成型后，进行立杆接长安装，立杆通过立杆连接套管承插连接，套管内径与立杆钢管外径间隙 2 mm。横杆安装时，横杆插销先不敲紧，随着立杆接长，逐层安装横杆，将横杆端部套入圆盘小孔位置使横杆前端抵住立杆圆管，再以斜楔贯穿小孔敲紧固定1，实现盘扣式安装。扫地杆最底层水平杆中心线高度离可调底座的底板高度不得大于 550 mm。杆体之间每搭完一步后，校正横杆步距、立杆的纵、横距、立杆的垂直偏差与横杆的水平偏差，控制立杆的垂直偏差不得大于H/500，且不得大于 50 mm2。架体水平调节完成后，进行斜杆安装。斜杆安装时，需与立杆、横杆形成三角形受力体系。将竖向斜杆全部依顺时钟或全部依逆时钟方向组搭，将竖向斜杆套入圆盘大孔位置，使竖向斜杆头前端抵住立杆圆管，再以斜楔贯穿大孔敲紧固定1。斜杆安装完成后，使用锤子将横杆、斜杆插销逐一锤实，销紧程度以插销刻度线为准。江 林，江 升，环志勇：超高作业平台盘扣架施工及安全监测技术智能建筑与工程机械 90 第6卷2.3 顶托横梁及脚手板安装架体安装完成后，将 U 型顶托底部的丝杆插入立杆顶部，立杆最上排的横杆距 U 型调整座的可调托板高度不得大于 650 mm，丝杆外露长度不得超过 400 mm，丝杆插入立杆长度不小于 150 mm。对于 U 型顶托内的主梁设置有两种方法：一是核心受力区采用 14#槽钢横梁，槽钢长度 4.3 m、1.88 m。非核心受力区采用双层 48 钢管作为横梁，钢管长度18.0 m、5.5 m，钢管顶托横梁安装时，统一钢管规格，纵横钢管交错布置，以提高整体稳定性。脚手架顶托横梁安装如图 4 所示。二是核心受力区在槽钢横梁上点焊 15 mm 钢板，非核心受力区在双层钢管上铺设钢笆片，脚手板外侧设置 0.2 m 高挡脚板和 1.5 m 高盘扣式围挡。3架体安全监测本工程提出基于物联网技术的架体智能 AI 安全监测系统，通过智慧工地驾驶舱管理平台，应用激光位移传感器和 MPU6050 型全球首例整合性 6 轴运动处理集成电路芯片，对架体水平方向应力监测、垂直方向应力监测、水平位移监测、竖向位移监测等现场监测数据自动化采集和预警管理自动化识别，使 AI 看板呈现多监测管理视角，实时推送预警或危险报警等功能。通讯方式为 Lora 无线传输，通讯距离 5 km，监测频率为实时监测监控。当监测数据超过预警值，通过短信瞬时通知相关人员，实现架体安全监测与预警智能化，确保了架体施工安全。4结束语本工程设计超厚预制混凝土基础垫层高出周边且排水通畅，周转使用、降本增效。根据架体使用功能区域，对盘扣架体进行设计优化，实施分区组合搭设方案，且针对性优化布设杆件间距，方便组装搭接，减少物料及人力成本的浪费，提高施工效率。进一步优化剪刀撑、水平安全网、连墙件构件形式，采取双钢管及钢图 4 脚手架顶托横梁俯视图 管格构柱等连墙件措施，与建筑物非相邻边的盘扣架体采用刚性连接与柔性连接相结合，抗倾覆效果好。盘扣架体斜杆采用分区设计，以增强架体结构整体稳定性。立杆顶托横梁分区设置，核心受力区布设槽钢横梁，非核心受力区布设双层钢管横梁，统一横梁规格，双层钢管纵横交错布置，整体稳定性好。核心受力区槽钢上点焊钢板，提高承载力，安全可靠。安装盘扣式防护栏杆，其布置灵活，安全便捷，可周转使用，减少消耗材料和周转材料的投入，降低成本，缩短施工工期。参考文献1 周路鸣.浅析M60承插型盘扣式脚手架在高净空地下通道中的应用J.中国建材科技,2021,30(2):143-144,137.2 卢伟,卢伟.QLF建筑施工承插式支架模板早拆体系J.施工技术,2012,41(23):74-78.