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        對(duì)于新型花籃螺栓式懸挑架施工技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)思考

        2020-07-04 03:35:15劉明
        關(guān)鍵詞:施工技術(shù)

        劉明

        【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,出現(xiàn)了多種形式的建筑工程,裝配式建筑在一二線城市普及,政府在大力推行,然而也暴露出建筑工程安全隱患問(wèn)題。此次研究結(jié)合實(shí)際案例,探討分析新型花籃螺栓式懸挑架在裝配式結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,由于該類(lèi)施工操作屬于建筑施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié),會(huì)對(duì)工程安全造成直接影響,所以分析討論懸挑架施工技術(shù)對(duì)工程建設(shè)的影響意義比較大。

        【關(guān)鍵詞】新型花籃螺栓式懸挑架;裝配式結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用;施工技術(shù)

        建筑產(chǎn)業(yè)屬于高效益、高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè),施工建設(shè)期間存在較多安全隱患點(diǎn),已經(jīng)成為安全生產(chǎn)的專(zhuān)項(xiàng)治理重點(diǎn)。由于裝配式結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用也在大力推行,故新型懸挑架的應(yīng)用將會(huì)得到普及。因此在高層裝配式建筑施工期間,推廣應(yīng)用懸挑腳手架施工技術(shù)。

        1、工程概況

        所述工程為高層商業(yè)樓,層高3.85m,層數(shù)12層。結(jié)合工程結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn),本工程組合式懸挑架主要布置在樓層的四層和九層,懸挑高度分別是19.25m和19.15m。

        2、設(shè)計(jì)思路

        此次設(shè)計(jì)按最高19.25M考慮。立桿的縱距1.40m,立桿的橫距0.8m,內(nèi)排架距離結(jié)構(gòu)0.2m,立桿的步距1.70m,連墻件按2步2跨設(shè)置;懸挑型鋼為18#工字鋼,布置間距為1.4m,一般懸挑長(zhǎng)度1.5m;上拉桿采用Φ20花籃拉桿;懸挑鋼梁、上拉桿錨固點(diǎn)為框架梁,懸挑鋼梁采用2個(gè)8.8 級(jí)M22高強(qiáng)螺栓與建筑結(jié)構(gòu)固定,上拉桿采用1個(gè)8.8 級(jí)M22高強(qiáng)螺栓與建筑結(jié)構(gòu)固定。

        3、新型花籃螺栓式懸挑架施工技術(shù)

        3.1懸挑腳手架施工要點(diǎn)

        在施工建設(shè)之前,技術(shù)人員必須深入施工現(xiàn)場(chǎng),全面考察結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì),螺栓固定位置需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確認(rèn)結(jié)構(gòu)梁抗剪和抗拉強(qiáng)度,科學(xué)預(yù)測(cè)施工中靜載和活載等的因素,采取有效措施予以處理,以此維護(hù)施工建設(shè)的安全質(zhì)量。

        對(duì)于懸挑腳手架架體結(jié)構(gòu)選型,必須按照架體結(jié)構(gòu)受力情況分析,全方位研究搭建與拆除操作的便捷性,在保證架體結(jié)構(gòu)合理的同時(shí),適當(dāng)提升腳手架施工效率。

        3.2懸挑腳手架搭建方式

        第一,技術(shù)參數(shù):結(jié)合建筑市場(chǎng)實(shí)際情況和計(jì)算要求,考慮到鋼管壁厚會(huì)受到鋼管表面有銹蝕性特點(diǎn)及其他因素的影響,為確保腳手架系統(tǒng)的整體安全性和市場(chǎng)供應(yīng)情況,本工程鋼管壁厚按3.0mm計(jì)算搭設(shè)。并且搭設(shè)懸挑腳手架的PC預(yù)制墻板的注漿應(yīng)該完成,PC結(jié)構(gòu)混凝土養(yǎng)護(hù)齡期至少28天并且達(dá)到100%的強(qiáng)度方可安裝。

        第二,構(gòu)造要求與措施:1)立桿:采用雙排單立桿。采用直角扣件連接立桿與縱向水平桿,交錯(cuò)布設(shè)接頭,且鄰近立桿接頭不能位于同步同跨內(nèi)。接頭應(yīng)沿著高度方向錯(cuò)開(kāi),距離為50cm;接頭中心與主節(jié)點(diǎn)距離為60cm。通過(guò)扣件對(duì)接方式連接立桿,確保接頭位置與主節(jié)點(diǎn)間距等于1/3步距。2)縱向水平桿:縱向水平桿設(shè)置在小橫桿部位,在立桿的內(nèi)側(cè),采用直角扣件與立桿扣緊,其長(zhǎng)度約為3跨,且同一步縱向水平桿四周交圈。腳手架立桿橫距1m寬度范圍內(nèi)共設(shè)置4根縱向水平桿,使用扣件將兩側(cè)縱向水平桿與立桿連接,且均勻布設(shè)中部縱向水平桿。采用直角扣件對(duì)接方式連接縱向水平桿,交錯(cuò)布設(shè)接頭,且鄰近立桿接頭不能位于同步同跨內(nèi),且水平距離大于50cm,不同接頭和立桿間距小于50cm。第三,搭建順序:(1)使用螺栓固定工字鋼與主體結(jié)構(gòu),工字鋼根部焊接吊耳,然后安裝上拉桿件,利用花籃螺栓的調(diào)節(jié)功能確保工字鋼水平度。(2)在固定底座后,樹(shù)立地桿與扣件,之后固定小橫桿。檢測(cè)立桿垂直度與橫桿水平度,確保其滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后,安裝扣件螺栓,上述操作基本結(jié)束腳手架起點(diǎn)段。(3)按照該搭建順序依次向上搭建腳手架,直至完成第一步架交圈為止。

        3.3腳手架焊接與加工

        第一,工字鋼端部鐵板下料焊接。按照18#工字鋼長(zhǎng)度、鐵板大小與厚度繪制平面圖。選取長(zhǎng)度為1.5m的工字鋼,且距離工字鋼前端 15 cm位置焊接鋼筋頭,架體立桿套合在鋼筋頭上,以此穩(wěn)固腳手架立桿。距鋼筋頭120mm焊接 130*130mm 鐵板一塊。

        第二,花籃螺桿的加工:根據(jù)方案計(jì)算,明確螺栓形狀尺寸與規(guī)格,同時(shí)開(kāi)展下料切割。選取φ20*2.0 m、φ20*1.5 m碳素優(yōu)質(zhì)鋼、3根φ14 碳素優(yōu)質(zhì)鋼實(shí)施雙面焊接,加工成型后,組合安裝花籃螺栓 (正反牙具),見(jiàn)下圖。花籃螺桿節(jié)點(diǎn)處采用兩個(gè)φ50*6cm 碳素優(yōu)質(zhì)鋼,中心開(kāi)螺紋孔,與上述φ14*50cm 碳素優(yōu)質(zhì)鋼實(shí)施雙面焊接。

        3.4腳手架拆除施工工藝

        在拆除腳手架時(shí),必須按照“由上而下”、“先搭后拆”原則,首先拆除拉桿、腳手板、剪刀撐與斜撐;之后再拆除小橫桿、縱向水平桿、立桿與懸挑梁。通常所應(yīng)用的拆除順序如下:安全網(wǎng)→欄桿→腳手板→剪刀撐→小橫桿→縱向水平桿→立桿→拉桿→懸挑梁等。在拆除期間,不能采用分立面拆除、兩步拆除方法。遵循“一步一清”、“一桿一清”。在拆除立桿時(shí),首先環(huán)抱立桿,之后拆除兩個(gè)扣件。

        3.5傳統(tǒng)懸挑架和新型螺栓式懸挑架的對(duì)比

        (1)固定方式:傳統(tǒng)懸挑架工字鋼的固定方式為端部延伸到主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部,使用吊環(huán)或鋼筋固定;新型螺栓式懸挑腳手架采用螺栓固定主體結(jié)構(gòu)邊緣。

        (2)上拉形式:傳統(tǒng)懸挑架一般不需要設(shè)置上拉或下?lián)螚U件,主要是由于內(nèi)錨固長(zhǎng)度可以工字鋼強(qiáng)度要求;而新型懸挑架采用花籃式螺栓上拉桿件,可以確保工字鋼上部荷載處于平衡狀態(tài)。

        (3)施工工藝:通過(guò)計(jì)算可知,傳統(tǒng)懸挑架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)板厚≥120mm即可滿足要求,而裝配式疊合板板厚為60mm或70mm時(shí),則無(wú)法滿足要求,故在裝配式結(jié)構(gòu)中,廣泛應(yīng)用新型花籃螺栓式懸挑腳手架。

        (4)施工隱患:傳統(tǒng)懸挑架需要采用內(nèi)錨固方式,同時(shí)在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部墻體留設(shè)洞口,后期封堵操作極易引發(fā)滲漏問(wèn)題;而新型懸挑架固定只需留設(shè)螺栓孔即可,整個(gè)封堵技術(shù)成熟,不會(huì)出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。

        4、懸挑架施工安全防護(hù)措施

        懸挑腳手架施工安全措施主要包括以下方面:第一,在搭建立桿時(shí),必須嚴(yán)格控制好立桿的縱距、步距,滿足構(gòu)造要求,扣件的扭矩不小于40KN.M。第二,整體搭建期間,明確不同責(zé)任分工,避免社會(huì)人員進(jìn)入到施工區(qū)域,杜絕高處墜落所致傷亡事件。第三,懸挑腳手架搭建必須配合工程建設(shè)進(jìn)度,搭建高度與鄰近連墻桿間距控制在兩步以?xún)?nèi)。第四,在拉結(jié)架體與結(jié)構(gòu)時(shí),必須保證腳手架穩(wěn)固性。若當(dāng)天未完成腳手架搭建施工,必須確保以搭建部分的牢固性。第五,按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求,預(yù)埋設(shè)水平挑桿與吊環(huán)。

        5、懸挑架的相關(guān)計(jì)算

        5.1 主梁驗(yàn)算

        5.2 上拉桿強(qiáng)度驗(yàn)算

        上拉桿件角度計(jì)算:

        α1=arctanL1/L2= arctan(3850/1800)=6

        4.942°

        上拉桿件支座力:

        設(shè)計(jì)值:RS1=nzR2=1×16.526=16.526kN

        主梁軸向力設(shè)計(jì)值:

        NSZ1=RS1/tanα1=16.526/tan64.942°=7.

        727kN

        上拉桿件軸向力:

        設(shè)計(jì)值:NS1=γ0RS1/sinα1=1.1×16.526/sin64.942°=20.068kN

        上拉桿件的最大軸向拉力設(shè)計(jì)值:NS=max

        [NS1...NSi]=20.068kN

        軸心受拉穩(wěn)定性計(jì)算:σ=NS/A=20.068×

        103/314.2=63.869N/mm2≤f=205N/mm2

        花籃螺栓驗(yàn)算

        σ=Ns/(π×de2/4)=20.068×103/(π×202/4)=63.878N/mm2≤[ft]=170N/mm2

        5.3 吊耳板計(jì)算

        (1)耳板構(gòu)造要求

        Be= 2t+16= 2×12+16=40mm≤b=70mm

        4Be/3= 4×40/3=53.333mm≤a=70mm

        (2)耳板孔凈截面處的抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算

        計(jì)算寬度:b1= min(2t+16,b-d0/3)= min(2×12+16,70-22.5/3)=40mm

        σ= Ns/(2tb1)= 20.068×103/(2×12×40)

        =20.904N/mm2≤f=205N/mm2

        (3)耳板端部截面抗拉(劈開(kāi))強(qiáng)度驗(yàn)算

        σ=Ns/[2t(a-2d0/3)]= 20.068×103/[2×12×(70-2×22.5/3)]=15.203N/mm2≤f=205N/mm2

        (4)耳板抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

        耳板端部抗剪截面寬度:

        Z= [(a+d0/2)2-(d0/2)2]0.5= [(70+22.5/2)2-(22.5/2)2]0.5=80.467mm

        τ= Ns/(2tZ)= 20.068×103/(2×12×80.4

        67)=10.391N/mm2≤fv=125N/mm2

        5.4? 高強(qiáng)螺栓承載力計(jì)算

        假設(shè)每個(gè)螺栓承受主梁傳來(lái)的拉力和剪力均相等。

        V=1.1×9.312=10.243kN,N=1.1×7.72

        7=8.499kN

        單個(gè)高強(qiáng)螺栓所受的剪力值NV=V/n=10.24

        3/2=5.121kN

        單個(gè)高強(qiáng)螺栓所受的拉力值Nt=N/n=8.499/

        2=4.25kN

        單個(gè)高強(qiáng)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值Nvb=nvπd2

        efvb/4=1×3.142×19.652×250/(4×1000)=75.

        815kN

        每個(gè)高強(qiáng)螺栓受拉承載力設(shè)計(jì)值Ntb=πd2eftb

        /4=3.142×19.652×400/(4×1000)=121.304

        kN

        承壓承載力設(shè)計(jì)值Ncb=d×dt×fcb/1000=22×12×385/1000=101.64kN

        [(NV/Nvb)2+(Nt/Ntb)2]0.5=[(5.121/75.815)2+(4.25/121.304)2]0.5=0.076≤1

        NV=5.121kN≤Ncb/1.2=101.64/1.2=84.7kN

        結(jié)語(yǔ):

        綜上所述,通過(guò)分析新型懸挑腳手架施工過(guò)程可知,正確搭建與拆除腳手架,對(duì)建筑工程質(zhì)量安全影響比較大。由于高層裝配式建筑數(shù)量不斷增加,新型花籃螺栓式懸挑腳手架在施工建設(shè)期間將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。在施工建設(shè)之前,必須對(duì)腳手架施工方案進(jìn)行嚴(yán)格審核,確保安裝、搭建、拆除工序的有效性,既可以維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量,還可以提升施工效率,降低工程造價(jià),整體施工效率比較高。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]魏思捷,林巧淋.腳手架施工危險(xiǎn)辨識(shí)及控制——以海峽圖書(shū)館工程腳手架工程為例[J].建筑安全,2016,31(07):65-70.

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