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保证脚手架结构支架工程的设计和施工安全
杜荣军 2023年12月
如何保证脚手架结构支架工程的设计和施工安全?是大家都很关心的问题。下面我谈4个方面的问题。
(1)引发支架谈谈事故的技术和管理因素;
(2)认真履行技术安全责任,搞好方案编制和技术管理工作;
(3)脚手架结构支架设计的一般方法和技术安全控制;
(4)对的处置支架设计和施工中的技术安全问题。
由于时间所限,不能谈到的问题,大家可以参阅我在2023年1~6月《施工技术》上发表的文章“科学规范脚手架结构施工支架的设计和计算规定”。
一、引发支架坍塌事故的技术和管理因素
1、脚手架结构的特点和安全承载(使用)条件
脚手架、支架为临时性工程结构,具有施工设施所具有的复杂性、变化性、随意性(不严格性)和难控性。在杆件和材料、结构、构架、节点、承传载情况及安全影响因素等方面,都与正规的钢结构工程有许多差异。
这些差异,不仅使其不能完全照搬钢结构标准的设计和计算规定,并且也是导致其隐患因素较多,容易招致事故发生的重要因素之一。
保证脚手架结构安全承载和使用的基本条件列入表1中。
脚手架结构安全承载和使用的基本条件 表1
序
安全承载和使用的基本条件
1
设立地基稳定,具有足够的承载能力;
2
杆件、连接件和材料合格,没有超过允许的变形、损伤和缺陷;
3
平面布置和构架设计复合工程情况与承载(使用)规定,不会出现过大的偏心和不均衡作用;
4
设计计算可靠,能全面覆盖住各个部位和最不利的受力情况,并达成规定的安全保证规定;
5
架体的搭设符合设计规定和构造规定,节点连接和搭设偏差合格;
6
设计安全限控规定明确,施工监控措施到位;
7
严格控制对其安全有影响的、对施工工艺和安排的随意变动;
8
及时消除安全隐患。有对的应对和处置异常情况与突发事态的应急预案。
2、支架发生坍塌的技术因素和技术安全责任
从技术角度讲,支架坍塌之所以会发生,不外是出现了以下情况之一或两者兼而有之:一是架体或其杆件、节点实际受到的荷载作用超过了它实际具有的承载能力,特别是架体的稳定承载能力;二是架体受到了不应有的荷载作用(水平力,冲砸等)或者发生了不应有的设立与工作状态变化(沉降、倾斜等),导致发生非原设计受力状态的变化。
技术安全责任就是认真编制施工方案,做到设计计算可靠,施工限控规定明确,及时解决和解决施工中出现的技术安全问题,保证设计和施工安全应履行的责任。
在发生坍塌事故后,表2所列各项违反技术安全工作的行为和过失,将是追究相关人员技术安全责任的切入点。
追究相关人员技术安全责任的切入点 表2
序
追究技术安全责任的切入点
1
未安规定编制、审核、论证和批准安全专项施工方案;
2
方案措施编制粗糙,内容欠缺,不具有操作性;
3
方案措施编制严重脱离工程和施工实际情况,失去对施工的控制作用;
4
方案措施中存在违反现行标准和法规的突出问题;
5
方案的设计计算中存在影响安全的重要疏漏和错误;
6
方案措施没有明确提出技术安全限控规定,使得施工未能进行相应的控制;
7
对缺少可靠依据的设计事项未能做实验和论证,草率决定;
8
在方案措施及施工执行中,存在有已引发事故的设计和施工技术问题;
9
对改变、调整方案及其技术和安全规定的处置不妥,招致安全保证性减少,或出现新的技术安全问题;
10
其他工作中的失职、缺陷和过失所导致的事故因素。
当事故重要由技术安全责任引起时,就会被定为技术责任事故。
二、认真履行技术安全责任,搞好方案编制和技术管理工作
1、认真消除以总工为载体的技术安全工作隐患
项目总工是项目技术安全工作的总管,肩负着施工方案、措施的制订和施工技术安全的掌管责任。不仅施工支架坍塌、凡是一切工程安全事故,项目总工都是事故责任的被追究者之一。因此,项目总工必须将重要精力放在掌控好技术安全的工作上,并且应当有职有权。项目总工应当提醒项目经理消除一切的违规行为、不妥的施工决策和工作安排等以项目经理为载体的安全工作隐患,应当配合做好消除施管人员中存在的“习惯性安全隐患”的工作。当技术安全工作受到工程进度和经济规定的冲击时,也能坚守住起码的安全保证规定,保证不出技术安全事故的底线!
虽然有不少项目总工的工作做的很好,在推动技术进步方面做出了成绩和奉献,但未能将技术安全工作掌管到位的情况仍较为普遍,重要表现为工作的粗和浮:考虑不全面、研究不进一步、规定不细致和保障不到位。而在某种限度上欠缺相应的技术能力和经验,对设计计算工作生疏,甚至看(审)不出问题的,也不鲜见。这就导致了方案措施的编制质量不高,不能提供可靠的技术安全保证和其他技术安全工作不到位情况的存在,成为以项目总工为载体的技术安全工作隐患。
2、认真消除在计算安全面的“习惯性安全隐患”
所谓“习惯性安全隐患”,就是长期存在于施管人员之中的、已变成习惯性做法、且已习认为常、熟视无睹的生产(施工)安全隐患,其在支架工程技术安全工作方面的常见表现列入表3中。这些常见表现反映了技术安全工作不到位的现状情况,是在方案编制和技术管理工作应予以改善的事项。
“习惯性安全隐患”在支架工程技术安全工作方面的常见表现 表3
序
常见表现
序
常见表现
1
不编制方案,任由工人凭经验搭设;
14
在梁下临时架设不落地立杆(骑马杆);
2
不重视施工方案的严格执行规定;
15
扣件架立杆接头未按规定错开,对接接头距主节点大于步距的1/3和350mm;
3
方案未经审查、批准就交付搭设;
16
高大梁下支架立杆未按与梁轴线对中或对称规定设计或搭设,出现较大的偏心;
4
不认真进行(或者未做)施工方案的安全技术交底工作;
17
在搭设中任意改变(加大)立杆间距和横杆步距;
5
未做或不认真进行施工架子的搭设和使用检查、验收工作;
18
混合型架体之间的构架尺寸不配合,使应予拉通的横杆不能拉通;
6
不对进场和上架材料进行控制;
19
顶横杆直接承传高重梁板荷载;
7
不对搭设基地进行检查验收;
20
不按规定设立或随意去掉构架横杆和剪刀撑、斜杆;
8
立杆底部不设支座、垫板,部分立杆悬空或支垫不稳;
21
节点未按规定装设和紧固,扣件节点的紧固力矩<40N.m;
9
使用劣质可调托座,且丝杆的直径<36mm和工作长度>300mm;
22
未按规定对支、拉部位做构造加强;
10
不设扫地杆或设立过高(>350mm);
23
随意改变混凝土浇筑或金属结构安装施工的工艺或程序;
11
不严格控制立杆上端的伸出长度;
24
在作业架面上超限堆料或随意设立安装、校正支点;
12
不严格控制相邻立杆顶部的高差;
25
在局部作业面上集中过多的施工设备和人员;
13
立杆采用搭接接高;
26
在架子承载和使用中未设专人对关键的技术安全规定监控
3、支架工程施工安全专项方案的内容
其编写纲目和重要内容列入表4中,这一纲目也适合其他架子工程专项方案的编制。在编制时,应很好考虑表1~表3所列的相关规定。
架子工程施工安全专项方案的纲目和重要内容 表4
序号
章、节名称
重要内容
1
编制说明和依据
(1)编制说;(2)依据和参考资料
2
工程概况
(1)所在工程概况;(2)架子工程的情况与施工安排
3
方案设计和施工工艺技术
3.1
特点、难点和关键环节
(1)工程特点;(2)设计施工难点;(3)保证安全的关键环节
3.2
工程设计的基本情况
(1)采用架种和杆件、材料的设计规定;(2)设立设计和平面布置;(3)承传载措施和架体的结构与构造;(4)荷载情况、验算的部位与项目和实验与检测安排
3.3
设计安全的控制
(1)设计安全的综合考虑;(2)设计指标和控制规定;(3)实现设计安全规定的控制、保证措施
3.4
施工的程序和工艺
(1)搭设与拆除的程序和安全状态规定;(2)混凝土浇筑(或金属结构安装)的程序和工艺;(3)多层连支架体的支设与拆除
4
施工的组织与管理
4.1施工的组织和制度保证
(1)工程承包机制和职责分工;(2)安全的组织保证;(3)安全的制度保证
4.2施工的进度和供应计划
(1)施工进度计划;(2)施工人员配备和安全技能培训计划;(3)材料和产品的供应计划
4.3施工安全技术交底和安全教育
(1)安全技术交底工作;(2)安全教育和消除“习惯性安全隐患”
4.4检查验收和安全监控、监护
(1)材料的进场验收和上架检查;(2)搭设和使用的检查验收;(3)施工、使用安全的监控和监护
4.5隐患整改和应预案
(1)安全隐患的检查和整改工作;(2)异常情况的应急处置;(3)突发事态的应急处置和救援预案
5
计算书
(1)计、验算数据汇总表;(2)承传载构造的计算简图和计算式;(3)重要计、验算项目的计算书
6
附图
(1)相应工程结构的平面和立(剖)面图;(2)支架平面、立面和局部构造详图
表4比较全的纳入了应予编写的内容,且层次清楚、前后衔接,便于审查和执行。
近年来在各地讲课时,大家希望我能提出一个架子工程专项方案的范本。但这样的范本都会受其工程情况的限制,不也许将其各类工程不同的编写需要都纳入进来。而按以上述纲目及内容,出一本可为大家编制架子工程专项方案提供方便的、具有较全设计计算参考资料的书,则是可行的。我已在做这件事情,争取明年出来。配合这本书,及时编出相应设计计算软件,或者分步改善、提高现行相应软件,也是非常需要的。软件公司也已开始做这方面的工作。
三、脚手架结构支架设计的一般方法和控制规定
1、建立和完善脚手架结构设计计算体系的需要与进展
脚手架结构,就是采用脚手架材料搭设的临时工程结构,已形成搭设施工作业架、施工支架和临时看台等公用设施三大应用。
脚手架结构,无论在其使用的杆件和材料,结构、节点和构造,设立和工作状态以及承载和使用安全的影响因素方面,都体现出施工临时设施的特性,与正规钢结构有显著的差异。特别是反复装拆,节点半刚性与多数情况下有侧移以及参数和影响因素的复杂性与难控性,使其不能完全照搬钢结构规范的设计和计算规定,必须从设计覆盖性和安全保证性的基本规定出发,建立起脚手架结构的设计计算体系,通过采用适合的设计方法和计算系数、考虑各种变化因素的影响,以保证其设计和使用安全。这需要一个建立与逐步完善的发展过程。
国外对脚手架的承载和使用安全大多数采用额定(许用)荷载控制,其许用荷载由4柱多步(2~4步)标准单元组合架的实验破坏荷载除以2~2.5倍安全系数得到。虽近年来也有改用极限状态设计的,但基础仍是许用荷载。
我国自上世纪八十年代中期规定对脚手架进行设计计算时起,也曾经历采用允许应力法或是极限状态法的争论,觉得采用后者,并在1993年制定的“编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定”中做了以下规定:脚手架的结构设计采用《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)规定的“概率极限状态设计法”,同时规定其计算结果应与脚手架使用的历史经验大体一致。亦既按照《统一标准》设计的结构,还应按原《工业与民用建筑荷载规范》(TJ9-74)。。。进行安全度校核,其单一安全系数应满足下列规定:强度k1≥1.5,稳定性k2≥2.0。
“统一规定”拟定的脚手架结构设计的实用计算式为:
(1)对于受弯构件
不组合风荷载时: (1-1)
组合风荷载时: (1-2)
(2)对轴心受压构件
不组合风荷载时: (2-1)
组合风荷载时: (2-2)
式中为抗力调整系数,,为结构重要性系数,为材料强度附加分项系数,按上述对K值的规定推导出的计算式。
上述规定和实用计算式就将脚手架结构的计算纳入了我国现行工程结构计算的统一轨道,实现了紧密的衔接规定。困难的是,如何适应脚手架结构的特性与复杂的实际情况,拟定其架体(立杆)的计算长度系数和各种计算调整系数。
从1986年开始编制、将实验架段视为一轴心受压柱,反算出它的计算长度系数,并视为就是长度为步距h的立杆段的μ值,转为对立杆稳定性的计算。这一对μ值的实验测定方法较为可靠和简便,已为业界和学界所认可,成为测定脚手架结构架体立杆μ值的基本手段。但这一方法也存在以下局限性:一是受实验架所能代表的情况所限。JGJ130规定的μ值是按双排外架的实验结果拟定的,并不合用于设立、构架、荷载和工作条件不同的满堂架和各类施工支架;而是扣件架实验虽然也做了一些影响因素的比对实验,但并没有都转为相应的计算系数;三是在计算理论方面,尚未对节点半刚性、有侧移、斜杆(剪刀撑)配置以及步距、立杆间距等的影响都纳入进来。
这些年来,随着现代工程的大量涌现,各类新型脚手架的研发应用,对脚手架结构安全规定的提供以及市场不良竞争情况的影响等,脚手架标准局限性和不适应的请突现出来,而加快标准编制工作中出现的实验研究工作局限性和“各行其是”的情况,又使得相关设计和计算规定程现出较为混乱的局面。面对建立脚手架结构设计和计算体系、形成统一规定的必要性和紧迫性,业内人士和专家都非常关注,并积极投入进来,使得我们有条件加快这一工作。
虽然目前国内外在用的脚手架产品的种类很多,但由它们组装的脚手架结构可大体分为两类:
A类结构——采用杆件组装、具有双向(纵、横)承传载能力、可按节点具有半刚性的“有侧移框架柱”或“无侧移框架柱”计算其架体稳定性(转为对立杆稳定性计算)、并采用对构梁参数、节点力学性能、斜杆配置及其他重要安全影响因素,加以全面控制的一类脚手架结构。属于A类结构的架种有:扣件架、碗扣架和销固架。销固架为采用承墙销固节点和定型杆配件的脚手架,可按其节点构造分为座销式和盘销式两类,涉及安德固架、盘扣架、轮扣架、插销架和插卡架等。
B类结构——采用竖向构件和撑、拉杆件组装,竖向框架所在平面为受力水平面、其间(出平面)约束由撑拉杆件提供,按竖向框式构件的稳定性承载力建立其承载和使用安全控制的一类脚手架结构。属于B类结构的架种有:门式架、梯型架、20K和50K鹰架及其他框组式脚手架。
塔式脚手架有采用竖向框式构件和撑拉杆件组装的,也有4面为三角形构件、且每一方向分别在顶底假设横杆的,其与B类结构更为接近。
A类结构涉及了我国现今在用的重要架种,且解决其设计计算规定的技术路线已经较为成熟和有较好的实验研究基础,可以先进行。而B类结构是否可按“临时性排架结构”的技术路线?尚有待于进一步研究,因此暂往后放一放。
以上说明,不仅是让大家里了解这方面的重要情况和动向,并且也是对下面所述技术处置做法的由来的铺垫。
2、脚手架结构支架设计的计算规定和计算式
(1)支架设计的计算规定
支架设计的计、验算项目及其规定列入表5中。
脚手架结构支架设计的计、验算项目及其规定 表5
序
计算和验算项目
设计规定
1
荷载(取值)和荷载(作用效应)设计S的计算
(1)覆盖住最不利受载部位的所有实际荷载;(2)考虑立杆内力分布的不均匀性
2
材料抗力设计值R的计算
(1)抗力设计指标的取用对的;(2)考虑安全度的调整规定;(3)考虑影响因素的调整(计算)系数
3
杆件验算
受弯杆件的强度
(1)使用概率极限状态设计式;(2)满足S≤R的规定;(3)符合受弯构件的允许挠度规定
轴心压杆的稳定性
4
其他验算
地基基础承载力
(1)满足荷载设计值≤抗力的设计值或限定值;(2)保证连接处在弹性工作阶段
扣件抗滑力
节点性能及其他
(2)支架荷载的计算项目和标准值
施工支架的恒载涉及工程结构件(钢筋混凝土或钢结构)、模板、承传载(分布梁、千斤顶等)措施和架体的自重,可视为工程情况与设计安全规定采用标准值、通用值或实算(测)值。
施工支架活载的计算项目及其取值由于现行相关标准的规定存在差异,可按表6的推荐值采用,并应保证其总的活载取值应不低于其主管标准(JGJ130是扣件架的主管标准,JGJ166是碗扣架的主管标准等)的总取值。
施工支架活载的计算项目和标准值(推荐值) 表6
类别
活载计算项目
标准值(kN/m2)
结构安装及其他支撑和作业架
1、施工人员和设备荷载
2
2、架上堆料、吊重物、千斤顶和校正荷载等
按设计规定
钢筋混凝土工程模板支架
1、施工人员和机具荷载
1.5
吊运混凝土
2、倾倒(下料)荷载
溜槽,串桶
2
混凝土料器的容量(m3)
≤0.2
0.2~0.8
4
>0.8
6
3、混凝土堆料超过100mm部分的堆料荷载
按设计规定
4、振捣荷载(n为在每㎡或每延m内作业的振捣棒数),当结构件的厚(高)度(m)为:
≤0.3
1.5n
>0.3,≤0.5
2n
>0.5,或稍密配筋
2.5n
泵送混凝土
2、水平泵送管道和布料机荷载
2
3、振捣荷载(n为每㎡或每延m内作业的振捣棒数),当结构件的厚(高)度(m)为:
≤0.3
1.0n
>0.3,≤0.5
1.5n
>0.5,≤0.8
2n
>0.8
2.5n
(3)受弯构件的验算式
受弯构件验算不计风载作用,但应考虑抗力调整系数,其验算式为:
(3)
式中 =0.9,的计算式按表7取用:
的计算式 表7
验算
荷载
k1=1.5,k2=2.0
k1=1.65,k2=2.2
强度
不组合风载
稳定性
组合风载
注:;
(4)轴心受压杆件的验算式
1)用于脚手架计算
不组风载时: (4—1)
组合风载时: (4—2)
2)用于支架计算
不组风载时: (5—1)
组合风载时: (5—2)
式中、k1和k2——分别为立杆内力不均布系数、搭设高度调整系数和可调托、底座影响系数,可按表8、表9和表10的建议值采用。
施工支架立杆内力不均布系数的建议值 表8
序
架体类别
荷载及承传分部情况
1—1
钢筋混凝土梁板楼盖的模板支架
支架所受面荷载标准值
(KN/㎡)
≤10.0
1.00
1—2
>10.0,≤15.0
1.10
1—3
>15.0
1.15
2—1
金属结构屋盖安装卸载点下的墩式支架
集中点荷载标准值(KN),承传构造覆盖的立杆数及所占比例
点荷载≤40,≥4根和约占1/2
1.00
2—2
40<点荷载≤100
≥8根,
约占1/3
1.25
2—3
100<点荷载≤300
1.50
2—4
点荷载>300, ≥12根,约占1/4
1.75
3—1
钢筋混凝土高重大梁上的排式和墩式支架
集中线荷载标准值(KN/m),梁下立杆的排数
线荷载≤15
立杆≥2排
1.00
3—2
15<线荷载≤20
1.15
3—3
20<线荷载≤30
立杆≥3排
1.20
3—4
线荷载>300
立杆≥4排
1.25
注:当架体≥6步时,计算顶部截面(无架体自重)时,应取表职;计算底部截面时,可取表值×0.9使用。
搭设高度调整系数k1 表9
高宽比H/Lb
m2
k1值,当架体的支撑高度H(m)为
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
≤3
1.05
1.0
1.00
1.00
0.977
0.955
0.934
0.914
0.894
0.875
0.857
>3,≤6
1.0
1.0
0.976
0.952
0.930
0.909
0.889
0.870
0.851
0.833
0.816
>6
0.9
0.9
0.878
0.857
0.837
0.818
0.800
0.783
0.766
0.750
0.734
注:计算式为,H为架体的支撑高度,以m计,但无量纲。
可调托、底座影响系数k2的建议值 表10
可调座设立情况
k2,当丝杆工作长度a1和a1’(mm)为
≤100
>100, ≤200
>200, ≤300
仅设可调底座
1.00
0.98
0.95
仅设可调托座
0.98
0.95
0.93
同时设立
0.98
0.93
0.88
(5)值的拟定
为轴心受压杆件的稳定系数,即杆件由于受压引起为侧面变形使其失去承压稳定状态后,对其承载能力减少幅度的调整系数。值按其长细比制表,随的增大而减小。由欧拉临界力拟定,即,E为钢材的弹性模量,A为杆件的截面积,可按实验的极限/临界荷载拟定。而,为计算长度,等于杆件两个端节点之间的长度(对于架体立杆,则为其步距h)乘以计算长度系数,i为杆件截面的回转半径。
因此,的取值就成为压杆稳定性验算中的关键参数。
当视受压实验架段的极限/临界状态符合上述欧拉公式时,我们就可以视得到的临界为实验(整理)值,则 即可从值表中查的相应的,并由 得到 的取值。这就是JGJ130表5.3.3值的由来。
但对的实验测定值有显著影响的因素很多,重要的有:1)构架参数;2)斜杆配置;3)架体组合(基本构架单元的三向组合);4)架高;5)架体高比宽;6)节点连接设立;5)加载和测试手段;8)实验的覆盖性(代表性)、对比性和系列性。每一项因素的改变都会影响的得值。
将这些因素及其变化系列所有纳入进来做单项对比和综合作用研究使用,规模将是异常的庞大的,不仅没有条件并且也没必要这样做。对的的做法,是从对已有的成熟理论和实验与研究成果中,拟定合适的技术线路,通过具有代表性的实验,得出初步的理论研究成果后,做一些验证来证明,并修正所得结论。对于A类脚手架结构,就拟定于测定反映其节点半刚性和变形约束能力的节点横杆线刚度调整系数m,调整节点杆件线刚度之和的比值k1和k2,按普钢规范提供的无侧移和侧移框架柱的值表拟定其值的技术线路。这一技术线路是合理的和可行的,其有关的阐述和求解环节可参看我写的“科学规范脚手架结构施工支架的设计和计算规定”一文(见2023年1~6月《施工技术》)。
从拟定技术路线—实验研究—提出成果和设计计算规定—取得业内广泛认可—纳入标准,需要建立有一个过程。希望大家能共同努力以加快其进程。而在这一工程中,对设计和计算结果加强安全控制,是非常必要的。
3、加强方案设计及其施工管理的技术安全控制工作
方案设计和计算工作应全面提出保证安全的限控规定,并在施工前的准备阶段进行安全技术交底工作。应给予进行和提出的架子工程安全技术交底的内容、设计和使用安全规定的许用值、控制值及在架子承载使用中应及时处置的安全隐患和异常情况列入表11~表13中,可供大家参考。
架子工程安全技术交底 表11
序
方面
安全技术规定
序
方面
安全技术规定
1-1
场地条件
地基解决的验收规定
3-2
架子搭设
步距h的允许偏差:mm
1-2
回填土、夯土的密实度(≥97%)
3-3
立杆间距的允许偏差:mm
1-3
混凝土基地的龄期强度
3-4
大梁下立杆对中(称)的允许偏差:
1-4
搭设地面的不平度≤ mm
●3-5
立杆的伸出长度a≤ mm
1-5
场内障碍物均已清除
●3-6
扣件架杆件对接头距主节点的距离:立杆≤350m横杆≤500mm
2-1
杆配件和材料
无明显弯曲锈蚀和挤压变形
3-7
剪刀撑斜杆的设立和连结规定
2-2
实测截面积应大于计算取值:mm²
3-8
扣件的紧固力矩≥40N.M
●2-3
扣件单重≥许用值,无裂纹和明显磨损,螺栓能上紧
3-9
连墙和附着拉链的设立规定
●2-4
可调托底座丝杆的直径≥36mm
工作长度≤300mm 丝杆全长≤500mm
3-10
双立杆的设立和连结的规定
2-5
木方的实测截面积≥计算在mm²
●3-11
大跨结构件的起拱和相邻同标高立杆支点高差规定
2-6
脚手板垫板厚度≥50mm
3-12
立杆垂直的允许偏差
2-7
其他材料设计规定
3-13
横杆水平的允许偏差
●3-1
扫地杆高度≤规定值
●3-14
构造加强部位的杆件设立和连结规定
4-1
架子使用
允许作业层数: 层
6-1
钢结构安装作业
结构安(组)装的顺序
4-2
架上堆料限制
●6-2
支架、卸载点、矫正点的位置与设立规定
4-3
在使用不得任意拆除杆件
6-3
作业点人员和设备的配置
4-4
架上工作人员和集中作业限制
6-4
矫正力(荷载)的控制规定
●4-5
架子不允许受到的荷载作用
6-5
安装速度与安装变形的控制
4-6
其他使用限制
6-6
其他设计控制规定
5-1
混凝土浇筑作业
混凝土的坍落度和初凝时间
7-1
安全处置
施工对天气条件规定
5-2
浇筑作业的施工安排
7-2
楼盖浇筑后,可装设其上支架的混凝土龄期强度应≥30%和5MPa
5-3
浇筑顺序、厚度和速度的规定
7-3
安全监测和监护规定
5-4
浇筑作业人员和设备配置
7-4
应及时处置的安全隐患和异常情况(见表13)
5-5
集中作业的人员限制2人/m²或2人/m²
●8-1
支架可以拆除或做卸载调整、拆除重支的条件
5-6
振捣器分部限制1根/m²或1根/m
8-2
支架拆除或做卸载调整、拆除重支的施工顺序和作业程序
5-7
对水平泵送管道摆动情况的监控、叫停和加固规定
8-3
设专人监护拆除作业和架子状态安全的安排
8-4
拆下材料的运送和堆放规定
8-5
其他安全控制事项
注:带“●”者需要加以解释。
保证架子工程设计和使用安全规定使用安全的许用控制值 表12
控制项目
许用和控制值
扣件单重
直角扣件≥10N;旋转扣件≥11N;对接扣件≥14N*
扫地杆高度
扣件架 门式架为为≤200mm: 碗扣架、销固架为≤350mm
立杆伸出长度a
a=ao+a1
0.6m
08m
1.0m
≥1.1m
a(m)
≤0.3
≤0.4
≤0.5
≥0.55
步距的偏差h
h(m)
≤0.6
0.9
≥1.2
△h(mm)
150
120
100
立杆间距偏差的控制值(la、lb的同一偏差)
la(m)
偏差控制值△l(mm),当lb(m)为
0.4
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
0.4
20
23
27
30
31
32
0.6
23
29
35
39
42
44
0.9
27
35
44
50
55
59
1.2
30
39
50
59
65
70
1.5
31
42
55
65
73
80
1.8
32
44
59
70
80
88
高重大梁下支架立杆的对中(称)偏差(mm)
≤30
大跨度结构的起拱规定
按设计规定,一般为跨度1~3‰
同标高支点高差(mm)的控制规定
≤3mm
现浇筑板可以拆除模板支架的混凝土的龄期强度≥75%设计值
多层连支底层支架可以拆除的条件
混凝土的龄期强度(%)
>75,≤100
上层支架立杆的荷载
>100
注:1)立杆间距偏差按不大于其承载面积(la×lb)的10%控制
2)fsk为楼板设计使用的荷载的标准值
架子承载使用过程中应及时处置的安全隐患和异常情况 表13
序
隐患和异常情况
序
隐患和异常情况
1
天气条件突起恶劣变化
7
架体忽然受到冲砸等外来强加作用
2
立杆底座支垫不稳或悬空
8
在架面上新增支点或者支点不在设计位置
3
架面时间荷载超过设计值
9
发生脚手板、木方、扣件及其他局部破坏
4
架体出现不均匀沉降
10
架体杆件和架面材料出现显著变形
5
出现异常声响
11
在浇筑和安装进行中,进入架内检查
6
出现有感的梁体颤动和晃动
12
收尾阶段集中过多人员和设备在一处作业
四、对的解决支架设计和施工中的技术安全问题
下面谈谈大家关心和提问的一些问题:
1、关于现行相关的标准中一些不一致、有问题的规定的执行问题
“成熟、准确和宁缺毋滥”是标准编制工作必须遵守的原则,简称“标准工作原则”。由于种种因素,在已出的脚手架安全技术标准中出现了一些脱离这一原则的问题。最近我将几本标准中已发现的问题加工又初步的汇总加上讨论意见,纳入本文之后的附表中(表名为:“现行标准设计规定中存在的一些疑问”)。这仅是个人的意见,是否对的和准确?可供大家研究。也许尚有一些问题没有找出来,大家应当找一找,及时的反映给标准主管部门,转请标准编制组解决。
我国有强制性标准和推荐性标准之分,在标准中又有强制性条文和一般条文之分。并非将“推荐性”和“一般性”的规定都列入强制执行之列。而国外标准对其执行的规定,大多阐明标准并不意味着公司可以减少自己的责任。
因此,在面对一些不一致或确有问题的标准规定期,可以采用以下合适的处置:
(1)取得最保守、最安全的规定采用;
(2)对认为不安全,没把握的规定采用增强安全系数和安全保证措施,这并不构成“违反标准”;
(3)通过专项实验拟定安全的设计和计算规定;
(4)组织专家论证,解决吃不准和疑难的问题。
2、加强架体设计方案的构造保证
在目前脚手架结构的设计和计算方法还不是很到位和成熟的情况下,加强架体的构造措施,是保证其承载和使用安全的有效措施,应予考虑的事项有:
(1)适当的减小构架参数,使其抗力设计值比荷载(作用)设计值有相称的富余;
(2)加强斜杆剪刀撑及其他整体性拉结杆件的设立,提高架体的整体刚度和稳定承载能力。特别是应当在架体顶步、底步及在高架中间每隔6~8m设一道水平加强层,并与工程结构(柱、墙、模板)拉结。这一措施同时也有助于架体内力分布的均衡;
(3)加强高重梁下支架的构造,使其成为满堂和混合架体的坚强“骨架”;
(4)加强重要传载部位的构造,特别是受压斜杆与立杆或横杆的连结,保证水平内力有可靠的传载路线;
(5)严格控制扫地杆高度,立杆伸出长度,可调支座丝杆的直径和工作长度。
3、多层连支的荷载计算和架体设计
可参考我的“科学规范”一文中的相关部分进行计算和设计。目前这方面测试材料较少,有条件时应进行工程测试,以促进相应设计和计算规定的完善。
4、搞好专项方案的编制和施工管理工作
必须努力改变在专项方案编制和执行中重审批、轻监管的问题。方案必须在施工中严格执行,从编制时就将全面和严格执行的规定放在第一位。在搭设和使用过程中,技术主管和方案编制人应参与检查、验收工作并及时进行调整出来,保证设计规定全面贯彻。
下面回答大家提出的一些问题。
附表:现行标准设计规定中存在的一些疑问
现行标准设计规定中的一些存在疑问 表3.2.4-16k
制表说明
(1)由于各种众所周知的因素,使得我国现行脚手架标准的审计规定中存在一些局限性和疑问。由于设计观点结识的不一致、有关条件的不具有和相应工作的不到位,还难以求得尽快的统一和解决。根据“标准并不能代替公司责任”的这一国际上通行的原则,使用者应了解有关标准规定存在的局限性和疑问,以便能做出对的的是欧元可以处置、保证工程设计和使用的安全。
(2)本表所列疑问重要集中在以下3个方面:1)照搬工程钢结构的设计计算规定,对脚手架结构的实际情况、影响因素和安全保证规定考虑不够;2)一些设计计算规定缺少实验依据和科学论证,纳入内容与严格遵守“标准编制三原则”(成熟、标准和宁缺毋滥)的规定有距离;3)计算规定与构造等相应规定达不到整体协调、有机衔接的规定;4)条文的文字不准确、不严格,经不起推敲,难以准确把握和执行。
(3)表列讨论受文字所限,难以展开和进一步,且只是一家之言,仅供读者研究参考。
序
项别
标准的条文内容,存在疑问和讨论
一
碗扣架标准JGJ166
1-1
3.3.1条文
碗扣式钢管脚手架钢管规格应为Φ48mm×3.5mm,钢管壁厚应为3.5+0.25
存在疑问
明确规定钢管壁厚为3.5mm,且不允许有负误差,这很好。但不知表3.2.4所列理论质量的杆件的钢管是否符合?目前市面上流通的碗扣式杆件的壁厚多小于3.2mm,在使用上如何处置?
1-2
4.2.5条文
模板支撑施工荷载标准值应符合下列规定:1、施工人员设备荷载(Q3)按均布活荷载取1.0KN/㎡;2、浇筑和振捣混凝土时产生的荷载标准值(Q4)可采用1.0KN/㎡
讨论
Q3和Q4的规定值偏小,不能完全覆盖相应荷载的出现情况
1-3
5.3.2条文
双排脚手架、立杆计算长度应按下列规定拟定:1、两立杆间无斜杆时,等于相邻两两连墙件垂直距离;当连墙件垂直距离小于或等于4.2m时,计算长度乘以折减系数0.85;当两立杆增设斜杆时,等于立杆相邻节点间的距离。
相关条文
6.1.7-2
每层连墙件·······水平间距不应大于4.5m;
6.1.5-2
在封圈的脚手架拐脚处及一字形脚手架端部应设一组通过竖向斜杆
讨论
(1)从条文说明可知:“两立杆”是指没有连墙件的一对外立杆,而“无斜杆”或“增设斜杆”指的应是廊道斜杆(在扣件架标准中称“横向斜撑”)。除图6.1.5示出的端部斜杆的另一边架体的廊道斜杆处,标准没有单独对廊道斜杆设立的条文规定。所做相应实验的廊道斜杆为每列均设“之”形斜杆,整个构架的斜杆配置率ax达40~50%,实际的双排侧外架不会这么做。且该条工款的“两立杆间增设斜杆”未予明确每列和“之”字形的设立规定,容易误解、误用,故此款纳入的必要性不大;
2)当杆件规格、架体构造和连墙设立等条件相同时,碗扣架的稳定性承载能力要高于扣件架。而该条、款规定当连墙件竖距hω>4.2m时,取l0=hω, hω ≤4.2m时取l0=0.85hω,即分别相应于μ=2(两步连墙)与3(3步连墙)和1.7与2.55,都高于扣件架的取值,即承载能力低于扣件架,是否的确如此?有待研究、澄清。现一般的双排扣件外架,多采用h=la=1.5~1.8m和3步3跨连墙,取μ=3,显然偏大;
3)双排连墙架体的μ值,与构架参数、斜杆配置情况的关系很大,忽略这些关键因素,仅靠hω来定,就会出现偏高实际情况的结果。碗扣架的立杆可以视为节点半刚性的“有侧移框架柱”,其μ值符合h的减小而增大,需要综合考虑才行。
1-4
5.6.3条文
模板支撑架立杆计算长度应按下列规定拟定:1、在每行每列有斜杆的网络结构中按步距h计算;2、当外侧四周设立了纵、横向剪刀撑并满足本规范第6.2.2条第二款构造规定期,应按l0=h+2a计算,a为立杆伸出顶层水平杆长度。
相关条文
6.2.1
·······;立杆上端涉及可调螺栓伸出顶层水平杆的长度不得大于0.7m.
6.2.2-1~2
模
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