高空悬挑混凝土结构高支模施工.pdf

第 4 0卷第 1 1 期 2 0 1 3 年 1 1月 建筑技术开发 Bu d i l d i n g T e c h n i q u e De v e l o p me n t Vo 1 4 0 No 1 1 NO V 2 0l 3 高空 悬挑 混凝 土 结构 高支模施工 于强 ( 太原市建设工程质量监督站， 太原0 3 0 0 0 2) 【 摘 要】 在高层建筑施工中， 悬挑式脚手架因其节省材料的特点获得了较多的运用， 但以往的悬挑式脚手架是采用钢 管作为悬挑支承机构， 稳定性较差， 不能为建筑主体的结构施工提供安全可靠的操作平台， 而采用型钢材料作 为悬挑梁的悬挑式脚手架 ， 具有较好的稳定性、 安全性 ， 能满足施工安全生产需要。 关键词】 挑式脚手架； 高支模 ； 钢桁架； 工字钢； 悬挑梁； 抗倾覆 【 中图分类号】 T U 7 5 5 2 2 【 文献标志码】 A 【 文章编号】 1 O 0 1 5 2 3 x ( 2 0 1 3 ) 1 1 - 0 0 4 0 - 0 4 在高层建筑施工中， 悬挑式脚手架因其节省材 料的特点获得 了较多的运用 ， 但 以往 的悬挑式脚手 架是采用钢管作为悬挑支承机构， 稳定性较差， 不能 为建筑主体的结构施工提供安全可靠的操作平台， 而采用型钢材料作为悬挑梁的悬挑式脚手架， 具有 较好 的稳定性 、 安全性 ， 能满足施工安全生产需要 。 l 特点 1 ) 采用型钢制作的悬挑梁作为悬挑式脚手架承 力构件， 并辅以悬挑梁稳定件， 确保该脚手架在施工 中的安全 。 2 ) 便于悬挑式脚手架的安装与拆除。 3 ) 采用高空大悬挑结构高支模的施工方法， 可 以有效减少投入， 降低施工成本。 4 ) 钢桁架、 工字钢平台受力明确、 安全可靠、 工 艺简单， 方便回收， 可多次重复使用。 5 ) 通过钢平台将落地式高支模转化为普通支 模 ， 较少了钢管脚手架的大量投入 ， 降低了劳动强 度， 并且节省场地， 有利于立体交叉作业。 2 适用范围 采用型钢制作的悬挑梁作为悬挑式脚手架承力 构件适用于受到用地限制， 操作面不大的一些普通 建筑的主体结构工程及外墙装饰工程施工的外脚手 架搭设和使用， 并在平台上用普通脚手钢管搭设排 架的高支模施工。 3 工艺原 理 利用固定在主体结构梁板上的型钢制作的悬挑 梁， 以悬挑梁上的钢丝绳受力， 并按一定比例设置钢 丝绳拉结数量。充分利用原有结构条件 ， 在高空大 悬挑结构的下一层， 安装钢结构的桁架梁， 在桁架梁 收 稿 日期 ： 2 0 1 30 81 5 作者简介 ： 于强( 1 9 7 3 - ) ， 男 ， 北京人， 毕业于太原理工大学， 本科学 历， 高级工程师， 现从事建设工程质量监督工作。 4 0 上安装工字钢， 形成安全、 可靠的工作平台。 4 工艺流程及操作要点 4 1 工艺流程 及 主要 技 术数 据 4 1 1 工艺流程 图 1 悬挑式升降脚手架工艺流程 钢筋预埋环 预埋件验收 放线、 定位一桁架 安装 水平、 垂直支撑安装_ + 铺工字钢平台 防雷 接地一安全防护- 检查验收。 4 1 2 主要技术数据( 表 1 ) 表 l 悬挑式脚手架主要技术数据 每段脚手 同时施工 立杆横距 立杆纵距 步高 最大活载 架高度 步数 0 9 1 5 1 8 m首步架 1 8 m 2 k N m 3 1 1 m 1 _ 8 m 高为1 5m 4 1 3 钢桁架的设计 受力荷载计算 钢桁架选择 受力验算_ 编制专项 施工方案 组织专家论证_ + 完善专项施工方案 4 1 4 钢桁架的制作 材料采购 材料抽检一下料制作 检查验收 第 4 0卷 于 强： 高空悬挑混凝土结构高支模施工 第 l 1期 4 1 5 钢桁架的安装 4 1 6 排架的搭设 放线 、 定位一在工字钢悬挑端上焊接钢筋头一 对准钢筋头安装立杆一安装扫地杆一安装大、 小横 杆一接长立杆一安装水平、 垂直剪刀撑一验收架体。 4 2 脚手架的架设 4 2 1 设置悬挑梁预埋件 悬挑式脚手架搭设前须预先设置悬挑梁预埋 件。 1 ) 依据工程施工平面图确定悬挑梁 的位置同时 确定预埋件位置。 2 ) 预埋件采用 1 6一 1 8 圆钢制作接。 3 ) 每道悬挑梁的预埋件不得少于两道。 4 ) 预埋件设置的间隔应保证悬挑梁的固端长度 为悬伸长度的 1 5 倍 ， 间隔以 1 8 2 1 m为宜。 4 2 2 悬挑梁及钢索制作及安装 1 ) 悬挑梁制作 悬挑梁采用 l 6 号工字钢制作， 梁长6 m。在钢 梁外挑端部为上部每根立杆上焊接 2 0 圆钢， 长度 3 0 0 m m， 作为脚手架立杆锚固点； 钢梁下部三个钢管 支柱处焊接 l 2 圆钢， 长度2 0 0 ， 以保证钢柱不滑移， 下部与楼板连接点用电锤打眼然后插设 2 0 钢筋 ， 长度2 0 0 m m做定位钢筋。同时为防止上部钢丝绳 滑移 ， 在钢梁上对应位置焊接 2 0 限位钢筋， 长度 2 0 0 m m。为了保证钢梁锚固端的稳定 ， 在钢梁锚 固 段最 内侧 1 0 m m处焊接限位钢筋 ， 限位钢筋采用 2 0 圆钢制作， 长度3 0 0 m m 。 2 ) 对拉钢索制作 对拉钢索采用6 1 9+ l 钢丝绳 ， 直径 1 4 m m ， 与楼体 上的预埋拉环连接。每个工字钢两侧各设置一根钢 丝绳 悬挑梁全长6 m， 其中外挑长度为4 1 m， 在楼板 距外墙边 1 8 m处位置预埋一根 1 8 圆钢锚筋， 用来 固定悬挑梁 ， 安装时， 钢筋同钢梁之间的空隙需要用 木楔填实 。悬挑梁锚 固筋要有足够的锚 固长度 ， 并 要求伸人板上皮钢筋下 ， 防止楼板开裂 。在外剪力 墙内边向内返 1 0 0 m m处 ， 预埋一根中1 8 圆钢， 作为 悬 挑梁抗倾覆 锚筋 ， 同时作 为限位钢筋 的支 撑点 。 为安全起 见悬挑梁上部距主体外墙 2 5 m处拉设 6 1 9 + 1 钢丝绳一根。悬挑梁上部距主体外墙1 5 m处 拉设 6 1 9+ 1 钢丝绳一根。拉结点位于 1 7 层顶板 处。 竖向距离距悬挑钢梁为3 7 m。钢丝绳的楼体预 埋件采用 1 8 圆钢 ， 拉设在上层剪力墙或连梁上 ， 且 需要错开钢梁中心线布置， 以避开脚手架立杆的阻 挡， 预埋件布置时偏移方向不能都朝向一面， 需错开 布置。当遇有剪力墙外墙阻碍钢梁搭设时， 需在混 凝土施工时预留钢梁穿墙洞 口， 洞 口大小高 宽 ： 1 8 0mm1 4 0mm。 ( 详见 图2图3 ) 安装时 图2 悬挑脚手架搭设示意 工字钢梁 图 3 抗倾覆钢筋示意 4 2 2 脚手架的搭设 脚手架搭设除满足普通落地钢管脚手架施工要 求外 ， 还必须注意以下要点 ： 1 ) 脚手架首步架高为 1 2 m， 其余步高为1 5 13 1 ， 脚手架立杆纵距与立杆横距依专项施工组织设计确 定 ， 立杆横距以0 9 m1 1 m、 纵距以1 5 m1 8 m 为宜， 每段搭设的脚手架高度依专项施工组织设计 确定， 但最高不得超过 1 8 m。 2 ) 在同一直线方向上的纵 向水平杆必须用对接 扣件通连在一起。 3 ) 所有水平杆必须与其相交的立杆用扣件连 接 。 4 ) 脚手架应在外侧立面沿整个长度和高度上设 置连续剪刀撑 ， 每道剪刀撑跨越立杆根数为5 7 根 ， 每道剪刀撑的宽度不应小于4 跨， 且不小于6 I n ， 斜杆与地面的倾角宜在4 5 。 一 6 0 。 之间， 由底至顶连 续设置， 剪刀撑沿纵向连续设置。 5 ) 构架底部与悬挑结构应连接牢靠 ， 不得滑动 或窜动。构架底部应设置纵向和横向扫地杆， 扫地 41 第 1 1期 于 强： 高空悬挑混凝土结构高支模施工 第 4 0卷 杆应贴近悬挑梁( 架) ， 纵向扫地杆距悬挑梁( 架) 不 得大于 2 0 c m； 首步架纵 向水平杆步距不得大于 1 2m。 6 ) 架体结构在下列部位应有加强措施 架体 立面转角处； 架体与塔吊、 电梯、 物料提升机、 卸料 平台等设备需要断开或开口处； 其它特殊部位。 7 ) 所有架体必须设置两道搁栅， 以便木脚手板 的铺设。 4 2 5 连墙件的设置 脚手架的连墙件不仅起到防风荷载与倾覆的作 用也大大提高了脚手架的整体稳定性。 1 ) 连墙预埋件的设置 架体拉接采用刚性连接方式 ， 连墙体杆一端用 一 根短钢管同预埋在楼板之中的短钢管用直角扣件 连接， 当有剪力墙外墙阻挡 ， 无法支设预埋拉杆时， 在外墙上预留洞口， 内部作“ 十” 字架拉结。考虑到 单个扣件的抗滑移能力不能满足设计要求所以在连 墙体拉墙的一端增设直角扣件一个 ， 连墙杆在垂直 间距不应大于4 m， 水平 间距不大于 6 m， 必须从底部 第一根纵向水平杆处开始设置， 布设形式可以采用 花排 ， 也可以采用并排， 宜先采用花排。 4 2 6 防护设施 的搭设 1 ) 安全网的设置 采用密 目网一道 、 小眼安全网一道垂直封闭 ， 密 目网、 安全网的绑扎方法 ： 用铁丝将密 目网、 安全网 绑扎至立杆或大横杆上， 使网与架体牢固的连接在 一 起 ， 架子底部必须铺设兜底安全网且必须铺设至 建筑物墙面。 2 ) 脚手架架体结构必须铺设木制脚手板 ， 在结 构施工中满铺设一道 ， 竹笆片四周需用铁丝扎牢 ； 首 步架须满铺竹笆片。 3 ) 脚手架作业层必须设置高1 2 0 0 m m 、 6 0 0 m m 两道防护栏杆及高 1 8 0 m m踢脚板， 踢脚板应用铁丝 与脚手架立柱扎牢。 4 2 7 施工电梯破断 口处脚手架 的搭设 当脚手架不能连续时， 如因施工电梯的存在及 电梯卸料平台必须独立设置， 脚手架不能形成闭合 的整体， 为防止脚手架在断口处可能发生的沉降， 沿 电梯两侧应单独设置悬挑梁而不受立杆纵距的限 制， 且须单独设置连墙件。 4 3 脚手架的验收 当悬挑式脚手架每段搭设完毕后， 应组织相关 人员对脚手架进行验收， 验收内容如下： 1 ) 相关资料要求齐全； 42 2 ) 悬挑支承体系安装质量； 3 ) 架体搭设质量； 4 ) 架体防护措施质量。 验收合格后， 脚手架交付施工方进行使用。 4 4 悬挑式脚手架的日常维护保养 1 ) 定期检查悬挑梁的焊缝状况。 2 ) 定期检查脚手架连墙件与横向水平杆的维护 状况 。 3 ) 定期检查主节点处扣件的质量状况。 4 ) 定期对钢管、 扣件、 安全网、 脚手板进行维护 与更换。 5 ) 定期对脚手架进行安全检查。 6 ) 脚手架的稳定性验算。 5 主要材料 钢管( 4 8 3 5 m m) 、 扣件( 对接、 直角、 旋转) 、 竹芭片( 脚手板) 、 密 目 安全网、 钢丝绳、 悬挑梁等。 6 主要机具 活动扳手、 手拉葫芦、 切割机 、 对讲机 、 冲击钻 、 锤子、 电焊机、 气体切割工具。 7 劳动力组织与人员要求 表2 劳动力组织与人员要求 序号 工种 人数 职责 1 总指挥 1 全面负责、 技术指导、 现场管理 2 班组长 1 具体组织施工， 划分作业班组， 协调指挥 3 电焊工 4 人， 组 悬挑梁的预埋与焊接 4 架子工 l O 人， 组 搭设脚手架、 脚手架使用加固与维护保养 8 质量标准及要求 8 1 质量标准 脚手架搭设与安装质量必须符合建设部 建筑 施工安全检查标准) ( J G J 5 9 -2 0 1 1 ) 、 建筑施工悬挑 式脚手架安全技术若干规定( 试行) 关于悬挑式脚 手架的要求。 8 2 质量要求 1 ) 外径4 8 m m与5 1 m m的钢管严禁混合使用。 2 ) 主节点处 ， 固定横向水平杆( 或纵向水平杆) 、 剪刀撑、 横向支撑等扣件的中心线距主节点的距离 不应大于 1 5 0 mm。 3 ) 各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小 于 1 0 0mm。 4 ) 对接扣件的开口应朝向架子的内侧， 螺栓朝 上， 直角扣件的开口不得朝下， 以确保安全。 5 ) 严格按搭设方案施工， 连墙件和剪刀撑应及 第 4 O卷 于 强： 高空 悬挑混凝 土结构 高支模施 工 第 1 1期 时设置 ， 不得滞后超过两步。 6 ) 在搭设过程中， 应注意调整架体的垂直度， 一 般通过调整连墙撑的长度来实现， 但最大允许偏差 不能超过 1 0 0m m。 9 安全措施 1 ) 操作人员必须持有登高作业操作证方可上 岗， 作业前必须进行岗位技术培训与安全教育。 2 ) 技术人员在施工前必须编制专项施工组织设 计， 脚手架搭设( 拆除) 前必须给所有作业人员下达 书面安全技术交底。 3 ) 钢管与扣件等相关材料进场前和进场后要经 过相应检验， 合格后方可使用。 4 ) 架子搭设完毕， 用密目安全网铺于架子的外 围及底部 ； 脚手架首步架 、 作业层需满铺脚手板 ， 其 余每三层设置一道脚手板， 并且每一片竹篱笆都要 用铁丝与钢管扎牢。 5 ) 悬挑式脚手架施工活载不得大于2 k N m ， 同 时工作的作业层不得超过三步。 6 ) 脚手架的安全性是由架子的整体性和架子结 构完整性来保证的， 未经允许严禁他人破坏架子结 构或在架子上擅自拆除与搭设脚手架各构件。 7 ) 架子在搭设( 拆卸) 过程要做到文明作业。 8 ) 雨、 雪及六级大风以上天气严禁进行脚手架 搭设、 拆除工作。 9 ) 应设专人负责对脚手架进行经常检查和保 修 。 1 O 效益分析 1 0 1 提高了脚手架的稳定性 传统的悬挑式脚手架采用钢管、 扣件作为悬挑 支承机构， 稳定性较差， 不能满足建筑施工安全生产 的要求。采用型钢材料作为脚手架悬挑支承机构 ， 悬挑梁的稳定性大大提高 ， 可以满足建筑施工安全 生产要求 1 0 2 节省材料 在高层建筑中使用悬挑式脚手架， 由于悬挑式 脚手架是分段搭设的脚手架 ， 因此可以将下一段搭 设的脚手架拆除翻转至上一段进行搭设 ， 可大大减 少施工中架设材料的使用量。 选取周长为1 5 0 m、 2 0 0 m、 2 5 0 m的典型建筑， 分 别按高度 1 5 层、 2 0 层、 2 5 层 、 3 O 层作比较， 详见表3 表6 ， 悬挑式脚手架每段搭设5 层 ， 层高3 m计。 表3 H为1 5 层的比较 钢材一 次投入量 周长 m A t B f t a 1 5 0 7 2 l 3 5 4 6 7 2 0 0 9 6 1 8 O 4 6 7 2 5 0 l 2 0 2 2 5 4 6 7 表4 日为2 O 层的比较 钢材一次投入量 周长 ，m A t B| t n ， 1 5 0 7 2 1 8 0 6 0 2 o 0 9 6 2 4 O 6 0 2 5 0 1 2 0 3 0 0 6 0 表5 日为2 5 层的比较 钢材一次投入量 周长 11 3 A t Bt a 1 5 0 7 2 2 2 5 68 2 o o 9 6 3 o 0 6 8 2 5 0 1 2 0 3 7 5 6 8 表6 H为3 0 层的比较 钢材一次投入量 周长 ， m A t B | t 口 ， 1 5 0 7 2 2 7 0 7 3- 3 2 0 0 9 6 3 6 0 7 3 3 2 5 0 1 2 0 4 5 0 7 33 注： A： 附着式升降脚手架耗用钢管量； B： 双排钢管外脚手架耗用钢 管量； a： 钢管降低率： a= ( B A) B1 0 0 。 可以得出这么一个结论 ： 建筑物高度越高， 使用 悬挑式脚手架的经济效益越明显。 4 3