劉小兵
(中鐵十二局集團建筑安裝工程有限公司, 山西 太原 030024)
自80年代末,附著升降腳手架研發(fā)以來,經(jīng)過改良階段,廠家相繼推出了各種類型的附著升降腳手架。外部腳手架是高層建筑必要的工具設(shè)備。由于超高層的建筑工程的高度限制,導(dǎo)致傳統(tǒng)的腳手架安全性較低、施工費用較高。而附著升降腳手架具有的防墜落安全網(wǎng)設(shè)施在很大程度上提高了其安全性;自帶升降裝置卸料臺提高了搭設(shè)速度,節(jié)約工程時間、節(jié)約材料,提高了經(jīng)濟效益。如今,由于超高層附著升降腳手架可以保證安全、加快進度、增加效益,因此其在我國的超高層建筑施工中應(yīng)用很廣泛。
附著升降腳手架由于其防護網(wǎng)采用的是鋼質(zhì)材料,所以具有防火的安全優(yōu)勢;在拼接和拆除模塊的過程可以在地面進行,加快了搭建過程;中心提升功能更加安全;因提升動力的裝置與爬架平臺是同步升降,可以不再需要搬動,減少了對設(shè)備的損壞和避免了材料的污染,最終可以消除因搬運而導(dǎo)致的安全隱患;為了方便適應(yīng)超高層大型建筑外墻防護施工,使用了有高強度、防火、經(jīng)久耐用的防滑花紋鋼板作為走道板、防護翻板等;為了便于安全施工,更加利于減小內(nèi)側(cè)的間隙,加寬內(nèi)挑走道板[1]。
附著升降腳手架節(jié)約了大量的搭設(shè)時間,因提升動力裝置僅需3~5h便可提升一次,為下一施工程序的順利進行做好鋪墊,大大提高了施工效率;節(jié)約時間,可以提前完成工期,減少租用設(shè)備的費用;附著升降腳手架無需人工搭設(shè),進場時可以整體安裝,隨著樓層加高,靠自身的提升裝置進行整體提升,不僅降低了安全的風(fēng)險,而且節(jié)約了人工費用;附著升降腳手架因不存在中間材料的周轉(zhuǎn),一次性投入材料即可,不僅節(jié)省了場地,更方便了材料管理問題,可以杜絕材料丟失。
水平框架主要是將豎向框架作為承力支撐,將豎向主框架的節(jié)點板和兩端進行連接。豎向框架是附著支撐的主要結(jié)構(gòu),高度一般在1.8m左右,其不僅受向下的力,還要受水平力,為了能達到受力、安裝和存放等要求,需要設(shè)計成焊接框架。
附著支承系統(tǒng)是把框架整體牢固的附著于建筑體上的裝置,而且能有效地將框架所荷載的力量傳遞于建筑體,在附著升降腳手架最關(guān)鍵的受力位置必須安裝防墜、提升、防傾等裝置。
附著支撐結(jié)構(gòu)中主要承力的部位是斜拉桿,但是在實際運用過程中很多斜拉桿既受到拉力又受到彎矩力,進而增大了次應(yīng)力,導(dǎo)致無法得到拉桿所受力的精確大小。所以,設(shè)計拉桿時一定要采取一些方法減弱次應(yīng)力,使施工人員能準(zhǔn)確掌握拉桿的受力狀況。在實際工程中有些利用萬向接頭法處理了這一問題,即通過兩個平面同時處理拉桿所受的力,保證拉桿所受的力只有拉力。除此之外,連接工程結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)的點是穿墻螺栓,只要確定穿墻螺栓是穩(wěn)定的、安全的,就能保證腳手架也是安全的,上文中介紹的節(jié)點的處理方法,也能很大程度地簡化穿墻螺栓的受力狀況[2]。
附著升降腳手架在施工使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)墜落、傾覆等問題,從受力角度分析,水平方向應(yīng)該解決傾斜問題,這樣才能保證腳手架的穩(wěn)定性。施工過程中,腳手架必須是平穩(wěn)的,不能發(fā)生傾斜,而且建筑物和腳手架之間要有一段距離,保證腳手架能平穩(wěn)運行。但是在實際工程中,腳手架承受的荷載力是不均勻的,呈現(xiàn)偏心受力的狀況,特別是超高層結(jié)構(gòu)的施工中容易產(chǎn)生較大的荷載力。在施工過程中使用腳手架時,會產(chǎn)生很多不定因素,例如高層建筑中存在墜落、失穩(wěn)等安全隱患。所以使用腳手架時必須搭建防墜落裝置,并且不能將附著支撐裝置與防墜落裝置化為一體,若將兩個裝置同時設(shè)置在一個結(jié)構(gòu)上,就會影響防墜落裝置的作用。
穿墻螺栓、升降設(shè)備、提升底座、挑梁這 4個部分組成了動力升降系統(tǒng)。將升降設(shè)備的上部與挑梁連接,下部與底座的掛環(huán)連接,預(yù)緊處理后升降工序便完成了。豎直方向的主框架底端設(shè)置了提升底座。
4.1 安裝的工序流程
在腳手架安裝前,應(yīng)當(dāng)按照平面設(shè)計圖先確定框架和動力升降系統(tǒng)安裝的位置和個數(shù),還要將預(yù)留穿螺栓與預(yù)埋栓的孔眼按照規(guī)定的位置設(shè)立。具體要求為上下對齊,誤差<26mm。然后搭建一個2層的落地腳手架,幫助施工人員搭設(shè)承力架和提升架。如表1所示為附著腳手架的工藝參數(shù)。
表1 附著腳手架的工藝參數(shù)
提升機功率 w 500提升速度 mm/min 120提升機定額噸位 t 7.5預(yù)埋水平偏差 mm 30爬架平臺防火標(biāo)準(zhǔn) 防火絕燃施工荷載傳遞樓層 層 2附墻支座數(shù)量 套 3提升機是否需要周轉(zhuǎn) 不需要最大周轉(zhuǎn)件重量 kg 25每次升降層數(shù) 層 1防墜距離 mm 20-60防墜器個數(shù) 個 2/機位
安裝附著腳手架的具體步驟為:完成落地支撐架的搭建→設(shè)立斜拉桿與豎直方向的主框架→設(shè)立水平方向的框架→設(shè)立上部的操作架→搭建安全網(wǎng)、防護擋板→設(shè)立挑梁→設(shè)立提升裝置→設(shè)立防墜防護裝置、導(dǎo)向件→試壓架體→檢測、驗收。
(1)設(shè)立豎直方向的主框架時,要用鋼管扣件將結(jié)構(gòu)與主框架的內(nèi)部進行連接,用斜拉桿固定上部邊梁和主框架的外側(cè),使用花籃螺栓調(diào)平主框架。
(2)搭建高度為4層的架體時,拉結(jié)點要及時搭設(shè),還要設(shè)立剪刀撐。
(3)設(shè)立水平方向的析架,并將其上下弦的距離控制在35mm左右。
(4)使用厚度為25mm左右的輕質(zhì)木板鋪滿上鋪板,用小孔的安全網(wǎng)覆蓋架體,從下往上進行該操作。
(5)根據(jù)設(shè)計方案設(shè)立導(dǎo)向件、挑梁,并讓導(dǎo)桿與導(dǎo)向件緊密連接。
(6)豎直方向設(shè)立的架體偏差≤4%,架體豎直方向上任何兩點之間形成的高度差都要<25mm。
(7)設(shè)立的架體必須平穩(wěn),垂直方向的偏差≤5%,架體底端任何兩點之間形成的水平高度差都要<55mm。
(8)立桿的垂直度偏差需要控制為架體高度的 1/650,設(shè)立的扣件及其節(jié)點的偏差不能超過160mm。
(9)所使用扣件的螺母預(yù)應(yīng)力矩≤50N·m。
(10)使用穿墻螺栓將建筑結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)進行連接。完成螺栓的設(shè)立后,必須將螺母的漏出量控制在3牙內(nèi),漏出量較大時使用雙螺母。
(11)架體的外部設(shè)立剪刀撐,橫桿和剪刀撐的傾斜角控制在50°左右。
綜上所述,城市化進程發(fā)展迅速,伴隨著建筑業(yè)風(fēng)生水起以及國家各項環(huán)保政策的出臺,低碳綠色的施工環(huán)境成為建筑業(yè)施工和選材的一大重要因素。根據(jù)文章分析,附著升降腳手架不僅能提高工作效率,還節(jié)約了工期時間,節(jié)約了施工項目的成本,符合建筑業(yè)低碳環(huán)保的施工趨勢。文章分析了超高層建筑發(fā)展迅速,并且因為其施工獨特性,選擇使用防火性能高、施工進度快、工程效益高的附著升降腳手架進行工程作業(yè)。
[1]石雪潔.附著式升降腳手架在超高層建筑中技術(shù)探究及工程應(yīng)用[D].淮南:安徽理工大學(xué),2015.
[2]趙飛.超高層建筑附著升降腳手架施工技術(shù)性能研究[D].上海:同濟大學(xué),2008.