張秀玉

(中鐵十二局集團有限公司,太原 030024)

1 工程概況

中船龍穴造船基地民船項目涂裝風雨棚工程,屋蓋為正放四角錐鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu),螺栓球節(jié)點連接,采用下弦柱點支承,支撐點為鋼筋混凝土柱頂支承,投影面積約為15 587.6 m2,長266 m；寬58.6 m。沿建筑物縱向分為A～F 6個區(qū),其中A區(qū)長45 m,網(wǎng)架安裝高度(底高程)20.5 m,B～F區(qū)長221 m,網(wǎng)架安裝高度(底高程)17.5 m。屋面為彩鋼板,采用單層藍色鍍鋁鋅暗扣式360°直立鎖縫屋面系統(tǒng)板。網(wǎng)架內(nèi)設(shè)有燈具以及排水系統(tǒng)。

2 施工方案選擇

鋼網(wǎng)架根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和施工條件的不同,可選用高空拼裝法、整體提升法、分塊吊裝法或高空滑移法進行安裝。整體提升法和分塊吊裝法需要大的起重設(shè)備,技術(shù)較復(fù)雜；高空滑移法需在高空安拆滑移軌道和牽引設(shè)備,增加了高空作業(yè)的危險；高空散裝法,腳手架用量大。中船龍穴造船基地民船項目涂裝風雨棚工程建筑物平面為矩形,高度高,跨度大,縱向較長,選擇整體滑移式腳手架高空散裝就位方案,拼裝平臺小,占用跨內(nèi)場地少,減少了腳手架的用量及腳手架的反復(fù)搭拆；施工設(shè)備簡單,不需要大的起重設(shè)備,施工費用低；網(wǎng)架拼裝和腳手架滑移施工可以與土建施工平行流水立體交叉,縮短整個工程的工期。

3 工藝原理

3.1 施工過程

以預(yù)先搭設(shè)在建筑物縱向一端的可滑移腳手架作為拼裝平臺,進行網(wǎng)架拼裝,待第一個拼裝單元(或第一段)拼裝完畢,即用牽引設(shè)備將腳手架向前滑移一定距離。接下來在可滑移的腳手架上拼裝第二個單元(或第二段),并將第一個單元和第二個單元對接,如此不斷向前整體滑移,逐段拼裝,直至建筑物縱向另一端,整個網(wǎng)架拼裝完畢。

3.2 滑移腳手架的組成

(1)單元體

由導(dǎo)軌、軌輪、底座和腳手架以及牽引設(shè)備組成一個滑移腳手架單元體。

(2)導(dǎo)軌、軌輪和底座

本工程采用槽鋼作為導(dǎo)軌,采用鋼管作為導(dǎo)輪,采用槽鋼作為底座,腳手架采用鋼管及扣件搭設(shè),操作平臺采用竹夾板。導(dǎo)軌、軌輪、底座大樣見圖1。

圖1 導(dǎo)軌、軌輪、底座節(jié)點大樣

(3)構(gòu)件連接

架體鋼管采用扣件連接,立桿鋼管與底座槽鋼焊接成整體,使底座與上部鋼管架形成一個穩(wěn)定的整體。整體滑移式腳手架底座布置見圖2。

圖2 整體滑移腳式手架底座布置

(4)牽引方式選擇

常用牽引設(shè)備用手拉葫蘆、環(huán)鏈電動葫蘆、電動卷揚機等,本工程滑移腳手架采用手拉葫蘆的牽引方式,將牽引頭焊接到槽鋼底座上,根據(jù)滑移腳手架的寬度和質(zhì)量設(shè)置牽引頭的數(shù)量及位置。

(5)操作平臺

網(wǎng)架安裝完成后,反向滑移即可兼作網(wǎng)架內(nèi)機電安裝施工操作平臺和裝飾裝修操作平臺。

4 施工工藝流程及施工方法

4.1 施工工藝流程

固定導(dǎo)軌槽鋼→擺放鋼管導(dǎo)輪→底座安裝→鋼管腳手架搭設(shè)→牽引設(shè)備安裝→腳手架試滑移→腳手架加固→拼裝單元網(wǎng)架→單元網(wǎng)架質(zhì)量檢查驗收→腳手架滑移→進入下一個單元→整個網(wǎng)架安裝完成。

4.2 施工方法

本工程網(wǎng)架長度較長,跨度較大,采用兩個滑移腳手架單元體并排平移,整體逐步向前推進?；剖侥_手架布置見圖3。

圖4 滑移腳手架牽引設(shè)備施工布置(單位：mm)

圖3 涂裝風雨棚整體滑移式腳手架布置(單位：mm)

(1)固定導(dǎo)軌槽鋼

根據(jù)平面布置圖,在已施工好的風雨棚車間地面上,每個腳手架單元體沿跨度方向平行布置6條槽鋼導(dǎo)軌(圖4),導(dǎo)軌采用[10型鋼。為保證腳手架在滑移時,鋼管導(dǎo)輪的受力均勻,整體腳手架的變形控制在安全范圍內(nèi),平行的導(dǎo)軌槽鋼應(yīng)盡量在同一高程水平面上,導(dǎo)軌槽鋼頂面高程誤差應(yīng)控制在±20 mm?，F(xiàn)場在固定導(dǎo)軌時,應(yīng)根據(jù)滑移腳手架的搭設(shè)圖紙,首先彈出導(dǎo)軌邊線,以便能保證固定導(dǎo)軌的水平度和平行度。

(2)擺放鋼管導(dǎo)輪

根據(jù)滑移腳手架搭設(shè)圖紙,本滑移腳手架采用的導(dǎo)輪為φ48 mm×3.5 mm鋼管,鋼管與導(dǎo)軌垂直,鋼管懸挑端不允許有立桿,兩邊導(dǎo)輪鋼管懸挑出導(dǎo)軌槽鋼不得小于20 cm。

(3)底座安裝

在鋼管導(dǎo)輪上鋪設(shè)[10型鋼底座,底座周邊必須與縱橫向桿和立桿焊接成一個整體,保證底座自身的整體性。

(4)鋼管腳手架搭設(shè)

①立桿縱橫間距均為1.5 m,底部立桿必須采用不同長度的鋼管,立桿的連接必須交錯布置,相鄰立桿的連接不應(yīng)在同一高度,其錯開的垂直距離不得小于500 mm,同步同跨內(nèi)不應(yīng)有接頭。立桿接頭必須采用對接扣件連接,剪刀撐搭接長度不應(yīng)小于1 m,用不少于3個旋轉(zhuǎn)扣件等間距固定,固定間距不應(yīng)少于800 mm,對接接頭中心距縱向水平桿軸心的距離應(yīng)小于步距的1/3,扣件中心距桿端距離不應(yīng)小于150 mm。

豎立第一節(jié)立桿時,每6跨應(yīng)暫設(shè)1根斜撐,與地面的夾角宜在45°～60°,直至固定件搭設(shè)好后,方可視情況拆除。

立桿的垂直偏差,其垂直偏差應(yīng)小于等于架高的1/200。立桿必須與底座焊接牢固,每根鋼管焊接不少于4個點,且對稱焊接；至少有1/2立桿必須滿焊,保證整體滑移架與底座的整體性。

②縱橫水平橫桿的搭設(shè)。大小水平橫桿的步距為1.8 m,縱向水平桿的鋼管長度不應(yīng)小于3跨(4.5 m)?？v橫向水平橫桿接頭采用對接扣件聯(lián)接時,內(nèi)外兩根相鄰縱向水平橫桿的接頭不應(yīng)在同步同跨內(nèi),上、下兩個相鄰接頭應(yīng)錯開1跨,其錯開的水平距離不應(yīng)小于500 mm,各接頭中心距立桿軸心線距離應(yīng)小于跨距的1/3(500 mm)；縱橫水平桿采用搭接連接時,其搭接長度不應(yīng)小于1 m,用不少于3個旋轉(zhuǎn)扣件等間距固定,其固定間距不應(yīng)少于400 mm,相鄰扣件中心至桿端的距離不應(yīng)小于150 mm。所有縱橫向水平桿與立桿相交處用直角扣件扣緊固定,橫向水平桿搭設(shè)于縱向水平桿之上,橫向水平桿外端伸出縱向水平桿外的長度應(yīng)不小于150 mm,同一排縱橫水平桿的水平偏差不得大于該片腳手架總長度的1/300。

相鄰步架的大橫桿應(yīng)錯開布置在立桿的里側(cè)和外側(cè),以減少立桿偏心受載情況。

③剪刀撐搭設(shè)。為控制滑移腳手架的變形,剪刀撐分為縱向剪刀撐、橫向剪刀撐以及水平剪刀撐?？v橫向剪刀撐均布置在外側(cè),水平剪刀撐從下往上設(shè)置3道。

剪刀撐搭設(shè)應(yīng)由上而下連續(xù)設(shè)置,每道剪刀撐橫跨的立桿為5～7根,剪刀撐與地面夾角為45°～60°。剪刀撐應(yīng)設(shè)置在腳手架立桿外側(cè),接頭采用搭接聯(lián)接,其搭接長度不應(yīng)小于1 m,用不小于3個旋轉(zhuǎn)扣件等間距固定,固定間距不應(yīng)小于800 mm,并用旋轉(zhuǎn)扣件固定在立桿或橫向水平桿的伸出端上,其交點距中心節(jié)點的距離不應(yīng)大于150 mm。

④腳手板鋪設(shè)。腳手板采用竹夾板,每片竹夾板的規(guī)格為寬22 cm,長3 m。操作平臺應(yīng)滿鋪竹夾板,竹夾板的鋪設(shè)應(yīng)符合《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ130—2001)規(guī)定。竹夾板四周應(yīng)與小橫桿用18號鐵絲綁扎牢固。在操作平臺周邊搭設(shè)1.2 m高的安全欄桿并滿掛密目安全網(wǎng),在平臺下方滿掛安全兜網(wǎng)。

⑤扣件安裝。扣件安裝時,須注意開口朝向,用于連接橫桿的對接扣件開口應(yīng)朝架子內(nèi)側(cè),螺栓向上,避免開口朝上,以防雨水進入鋼管；直角扣件的安裝,為保證安全其開口不得朝下。擰扣件螺栓時,應(yīng)注意將螺栓根部放正和保持適當?shù)臄Q緊程度,要求扭力矩控制在45～60 N·m,擰螺栓的工具以采用棘輪扳手為宜。

⑥網(wǎng)架拼裝前,2個滑移腳手架單元體可以用鋼管和木板把各平臺串連成一整體,滑移時拆開分單元滑移。

⑦滑移腳手架各構(gòu)件質(zhì)量。立桿：5 878.5 kg；縱向水平桿：5 492.8 kg；橫向水平桿：4 988.93 kg；水平剪刀撐：384.77 kg；橫向剪刀撐：744.96 kg；縱向剪刀撐：288.8 kg；直角扣件：1 009.8 kg；旋轉(zhuǎn)扣件；262.8 kg；對接扣件：1 419.8 kg；竹夾板：974.4 kg；[10型鋼：600.42 kg。

(5)牽引設(shè)備安裝

①牽引力計算

經(jīng)上計算,滑移腳手架質(zhì)量為22.046 t。施工時控制牽引速度在1.0 m/min以下,腳手架滑移兩端不同步值應(yīng)小于50 mm,牽引力計算(按滾動摩擦)如下

Ft≥(k/r)GOK

式中Ft——總啟動牽引力；

GOK——腳手架質(zhì)量標準值，取值22.046 t；

k——鋼制輪與鋼之間滾動摩擦系數(shù),取值0.5；

r——輪軸半徑，取值24 m。

經(jīng)計算,總牽引力不小于4.59 kN即可。

采用2臺5 t手拉葫蘆即可滿足牽引力要求,手拉葫蘆固定在結(jié)構(gòu)柱或25 t吊車上。

②在滑移腳手架底座上焊接兩個牽引點,在地面上用膨脹螺栓固定鋼板作為另一端的受力點,鋼絲繩的一端與牽引點連接,一端與5 t手動葫蘆連接,5 t手動葫蘆用鋼絲繩與固定點連接。

③鋼絲繩與地面平行,牽引點與固定點的距離控制在20～30 m。2臺5 t的手拉葫蘆最大拉力為100 kN,再乘以經(jīng)驗系數(shù)0.6，為60 kN,足以滿足牽引力要求。

(6)腳手架試滑移

①試滑移前的準備 a.檢查手拉葫蘆及鋼絲繩的固定是否牢靠,動作是否靈敏可靠；b.鋼絲繩有無破損、斷裂、漏油、漏芯或打結(jié)現(xiàn)象,檢查導(dǎo)軌上的雜物是否清理干凈,導(dǎo)軌表面是否已潤滑,導(dǎo)軌接長對接處是否平整、嚴密,導(dǎo)軌是否平直,前后是否平行；c.人員是否已疏散到安全區(qū)域；d.各項安全控制措施是否落實到位,責任到人。

②腳手架試滑移 a.試滑移腳手架的距離在500～1 000 mm為宜；b.試滑移主要確定架體剎車后因慣性向前運行的距離,同時觀察架體的穩(wěn)定性,架體本身有無變形,如有變形則需加強；c.觀察底座槽鋼與導(dǎo)軌槽鋼是否重合；d.察看牽引設(shè)備運行狀況是否良好,手拉葫蘆、鋼絲繩等有無異常。

(7)腳手架加固

試滑移或滑移后對滑移裝置、桁架、腳手架進行全面檢查,有松動、偏位和變形的部位進行加固和校正,并重新進行驗收。

(8)拼裝單元網(wǎng)架及驗收

網(wǎng)架桿件運至現(xiàn)場后,在地面上組裝成小單元(圖5),用25 t吊車將網(wǎng)架小單元吊至安裝位置,工人在滑移腳手架平臺上將小單元組裝成一個整體,沿跨度方向從一端向另一端拼裝。拼裝過程中在滑移腳手架上做臨時支撐點,用方木進行臨時支撐,待拼裝至另一端時,去掉臨時支撐點。滑移腳手架重復(fù)上述工序進行網(wǎng)架安裝。腳手架的寬度必須大于兩個支撐牛腿的柱間距,確?；茣r網(wǎng)架的整體受力。對于滑移腳手架的寬度小于支撐點間距時(網(wǎng)架支撐點間距比較大)，考慮在兩個柱間距之間設(shè)置鋼架作為臨時支撐,確保網(wǎng)架整體的受力要求。本工程兩個混凝土支撐柱的最大距離為30 m,跨度為58.6 m,在網(wǎng)架施工時,除采用滑移腳手架外,另外增加臨時支撐(圖6),臨時支撐必須經(jīng)過受力驗算,且經(jīng)過設(shè)計確認方可進行施工。

圖5 拼裝完成的小單元

圖6 臨時支撐

單元網(wǎng)架拼裝好后,嚴格按設(shè)計圖、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205—2001)、施工方案進行施工和驗收。

(9)腳手架滑移

①滑移前的準備 a.按試滑移前的準備工作到位；b.檢查支撐在地面上的各臨時支點底座是否都已離開地面；c.檢查網(wǎng)架的卸載是否完成,網(wǎng)架安裝的質(zhì)量是否符合要求；d.各滑移腳手架之間的連接是否已經(jīng)拆除(在跨內(nèi)有多座滑移腳手架或兩跨之間的滑移腳手架相連時)。

②腳手架滑移 專人統(tǒng)一指揮(由經(jīng)驗豐富的起重工擔任),統(tǒng)一人員的協(xié)調(diào)分配,步調(diào)一致,確保直線度。專人查看導(dǎo)軌是否走偏,導(dǎo)軌有無破損；安全員和架子工查看架體是否有松動或變形,起重工觀察鋼絲繩和手動葫蘆是否均勻受力,有無障礙物的阻撓,隨時注意觀察和傾聽有無過度變形及異樣聲響。

(10)裝飾裝修及機電安裝施工

對于網(wǎng)架底部設(shè)有裝飾裝修和機電安裝的工程,當網(wǎng)架安裝完成并檢驗合格后,反向滑移網(wǎng)架,進行機電安裝和裝飾裝修施工。

5 主要材料及設(shè)備

整體滑移式腳手架使用的主要材料及設(shè)備見表1。

表1 滑移式腳手架使用的主要材料及設(shè)備

6 結(jié)語

(1)采用整體滑移式腳手架作為拼裝屋面鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時支承網(wǎng)架、控制高程和操作平臺之用,在高空逐條散裝就位,取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,同時又可兼作網(wǎng)架內(nèi)機電安裝施工操作平臺和裝飾裝修操作平臺,提高了工作效率,具有施工安全、快速、經(jīng)濟、可靠的優(yōu)點。

(2)特有的滑移體系,采用槽鋼作導(dǎo)軌,鋼管作為軌輪,使用手動葫蘆進行牽引,既可以防止卡軌等現(xiàn)象發(fā)生,又可以省力地控制滑移腳手架的移動。

(3)施工工藝領(lǐng)先,國內(nèi)雖有同類施工方法,但是本工程中滑移架體的施工工藝在國內(nèi)很少見,且滑移架體較高,最高高度為20 m。

(4)涂裝風雨棚網(wǎng)架長度比較長,跨度比較大,采用兩個滑移架并排平移,逐步向前推進,此技術(shù)對同類工程有較好的指導(dǎo)意義和參考價值。

[1] JGJ130—2001，建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB50205—2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[3] 建筑施工手冊編寫組.建筑施工手冊·第四版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[4] 湘建科[2008]212號，JSGF17—2008，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高空逐條散裝滑移腳手架施工工法[S].

[5] 朱曉鋒，任紅利.高空大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)滑移腳手架搭設(shè)施工技術(shù)[C]∥中國建筑學(xué)會施工學(xué)術(shù)委員會模板與腳手架專業(yè)委員會2007年年會論文匯編.北京：2007.

[6] 陳遠香.建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計施工實例與圖集[M].北京：金版電子出版社，2003.