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        附著式升降腳手架在復雜形狀建筑物施工中的應用研究

        2022-12-15 08:00:36裴弼剛徐宏宇
        工程建設與設計 2022年22期
        關鍵詞:支撐點架體腳手架

        裴弼剛,徐宏宇

        (中建二局第三建筑工程有限公司,北京 100070)

        1 引言

        附著式升降腳手架在我國開始應用的時間較晚,但在建筑施工中發(fā)揮著關鍵作用,具有經(jīng)濟性及便捷性等特征。附著式升降腳手架通常情況下附在建筑結構之上,通過自身的升降設施能夠沿著工程結構自動升降,避免傾覆以及墜落問題等。它是由架體結構、防傾設施及升降機等組成的。本文主要介紹附著式升降腳手架在復雜形狀建筑物施工中的應用。

        2 附著式升降腳手架簡介

        2.1 組成

        附著式升降腳手架由多個部分組成,如附著設備、架體等。附著設備包括底盤以及拉桿。如圖1所示,腳手架的架體基于底盤以及螺栓等穩(wěn)固于建筑上,在升降期間,基于懸挑梁與底盤等固定在建筑上。電動葫蘆主要作為升降系統(tǒng)發(fā)揮作用,基于電氣控制能夠實現(xiàn)腳手架的升降。安全設備包括安全鎖與保護平臺等,通過安全保護系統(tǒng)能判斷腳手架整體是否出現(xiàn)故障,若發(fā)生故障,可在第一時間進行斷電。防傾覆設備能夠預防架體傾覆,通過導軌使腳手架上升,還能進行橫向移位。安全鎖能夠避免架體墜落,確保該腳手架能夠得到正常使用。

        圖1 架體構造圖

        2.2 特點

        1)經(jīng)濟性。高度大于45 m的建筑,均可運用附著式升降腳手架。樓層越高,其經(jīng)濟性就越高。

        2)實用性。能夠運用在多種的建筑主體施工中。

        3)安全性。借助全智能同步管理以及遙控平臺,能有效預防安全事故,同時借助星輪防墜落設施,可以有效避免復位設施失效,并且對防護架體實施保護,使其始終在安全狀態(tài),從而避免出現(xiàn)墜落情況[1]。

        2.3 安全要點

        針對附著支承位置,要求建筑混凝土的強度要符合腳手架的設置規(guī)范;在全部的螺紋連接位置,應保證螺母全都擰緊;保證動力系統(tǒng)能夠正常運作;針對全部的碗扣式腳手架,在其連接位置的碗扣應保證都已擰緊;全部的預留螺栓及預埋件都應滿足有關安全施工標準;保證全部防墜設施功能都能順利使用[2]。

        3 項目概況

        某建筑項目,由6幢27層住宅樓構成,占地面積約2.13×104m2,建筑面積約為6.82×104m2,陽臺面積9 700 m2,地下室面積約1.12×104m2,該項目屬于復雜形狀建筑項目,層高是2.9 m。結構安全級別為2級,耐火等級為2級,抗震級別為三級,抗震設防烈度為7度,使用壽命為50年,防水級別是2級。

        在本建筑項目中,有以下結構不利于附著式升降腳手架的使用:

        1)外圍有陽臺、空調板與飄窗,住宅樓的這類結構都是室內空間的延伸。但是,因為在這些結構在設計時所能承受的荷載有限,導致腳手架不能在這些結構處設置承力點,給腳手架的布置加大了難度,并且也導致其離墻距離變大。

        2)立面方向有伸縮改變。本項目建筑結構的特征為:各層外廓在立面上常有伸縮變化,同時改變尺寸較大,一般伸縮尺寸超過1 cm以上。樓層外廓尺寸存在伸縮改變,導致該腳手架難以附著。

        3)建筑立面造型是一種圓弧形,不易進行附著支撐設計。

        4)采光井因為沒有板面支撐,所能承受的剪力較為有限,不利于腳手架附著。

        4 附著式升降腳手架在復雜建筑結構中的解決方案

        4.1 腳手架設置問題

        根據(jù)以上對建筑項目概況的分析可知,本項目該腳手架有著施工存在以下難題:

        1)怎樣讓該腳手架實現(xiàn)無障礙升降;

        2)怎樣在建筑曲面設置腳手架附著點,為腳手架提供可靠支撐;

        3)怎樣彌補離墻間距;

        4)怎樣保證支撐點受力符合要求。接下來,針對以上問題,給出相關的處理方案。

        4.2 解決方案

        建筑曲面上安裝附著設備時,因為形狀的獨特性,使建筑結構和設備之間呈現(xiàn)直線接觸狀態(tài),難以保證橫向穩(wěn)定。所以,在曲面部位設計附著點時,采取以下措施:

        1)針對附著點部位,要保證該位置建筑結構朝外“凸形”;

        2)選擇半徑較大的曲面段,在此處設置腳手架支撐點;

        3)針對提升梁軸線,要讓其和支撐點部位曲面法線重合;

        4)對提升梁進行安裝時,需要在其端部和建筑之間放置合適的墊物,使其盡可能接觸建筑,受力時更加穩(wěn)定;

        5)針對曲率半徑不大,并且需設支撐點的曲面段,可考慮定制懸梁提升梁,詳情見圖2。在梁板面上對其進行設計,通常情況下在梁的兩邊設置提升梁,避免設置在曲面上,導致提升梁失穩(wěn)。

        圖2 標準懸挑梁以及專用懸挑梁

        由于建筑有挑出結構,及沿立面有伸縮改變,會導致腳手架在局部發(fā)生離墻距離偏大的情況,甚至超過標準間距500mm。對于此問題可采取以下處理辦法:

        1)針對超出要求間距小于400 mm的部分,在提升完畢以及使用過程中,建議在此處添設懸挑鋼管架。

        2)針對超出要求間距400 mm的部分,建議在此位置布置鋼管架,一旦腳手架上升,可將其朝上翻起,同時和主桁架固定好,使其與架體一起上升,提升完畢后,將其向下翻轉,搭于建筑物上,由此實現(xiàn)安全防護目標。

        支撐系統(tǒng)設于陽臺等部位時,為保證受力符合要求,需要實施以下措施:

        1)針對支撐點位置,對螺栓孔進行預埋時,建議添加鋼筋,促使混凝土標號得到提升等方式,繼而提高支撐點部位強度;

        2)支撐點下布置頂撐,為桿件提供支撐力,使腳手架整體結構更加穩(wěn)定;

        3)對提升梁進行上拉卸荷,以降低其對結構梁的橫向壓力。

        4.3 架體擴張與收縮

        按照本項目的特征,結合建筑立面外圈周長的改變以及作業(yè)標準,經(jīng)過比較多種方案,針對主體結構外圍,在其平面上布置38個提升機位。在提升期間,機位點朝著外圍縱向提升,并朝著各邊進行擴張或者收縮。在提升期間較為固定,同時保存一定數(shù)量的活動搭接斷口,其存在2 m的橫向收縮量,斷口間通過腳手架進行連接。架體伴隨著提升,持續(xù)朝外圍擴張;主體結構建設到一定樓層后,架體向內收縮。在作業(yè)到適當樓層時,可把機位和架體進行拆除處理,同時基于原位置再次設計防護架體,添加兩個提升點,同其他架體進行連接,伴隨主體結構進行建設。

        5 腳手架各核心環(huán)節(jié)的控制

        5.1 施工設計方案環(huán)節(jié)的控制

        按照本項目的結構特征,腳手架的專項建設方案應具備針對性,同時滿足現(xiàn)行標準的要求。因此,制訂方案時,應使腳手架達到性能指標的同時,開展全面論證,吸納專家意見且逐一進行落實,繼而確保滿足專項建設方案[3]。

        5.2 架體安裝搭設環(huán)節(jié)的把控

        腳手架架體在提升期間,顯著的特征便是需同步進行三維空間活動,即架體縱向運動、橫向移動以及架體朝著外圍擴張或者收縮。所以,安裝搭設腳手架架體期間,需要組織專人全面根據(jù)方案作業(yè),同時開展全過程監(jiān)督檢查,在前一道工序滿足要求之后,才能開展后一道工序建設。

        5.3 架體利用環(huán)節(jié)管控

        該腳手架利用環(huán)節(jié)涉及兩個階段:靜止和提升。在提升過程中,腳手架架體需完成多個操作,如擴張以及收縮等,同時在架體提升期間,搭接鋼管將出現(xiàn)交叉平移運動,增加了腳手架架體的運行監(jiān)控難度,所以,在施工期間需要仔細排查危險源,第一時間消除隱患,保證每一次提升都能順利完成。

        6 結語

        伴隨建筑結構設計的多樣化,腳手架結構也出現(xiàn)相應的改變,比如,與墻體間的距離變大,會導致支撐梁變長,提升梁相比于標準長度有所縮短,其長需小于標準1.5 m;架體形狀復雜部位,不能選擇定型桁架,需布置鋼管腳手架,取代桁架式腳手架,從而使腳手架的搭建能夠符合建筑的施工需求,保證施工作業(yè)順利開展,確保施工人員的人身安全。

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