大型钢桁架上悬挂脚手架施工技术
2014-09-07广东省第四建筑工程公司李文
文｜广东省第四建筑工程公司 李文
1、研究背景
钢桁架具有受力合理、跨度大、自重轻的特点，越来越被广泛的应用到体育馆、会展中心等大型公共建筑结构的屋面，在几十米、甚至几百米的高空进行钢结构的涂装、维修，作业平台是一个难题，常规的做法是在搭设落地脚手架或者在高空挂安全绳作业，不但施工费用高，施工风险大，而且进度缓慢，我司通过研究，认为在大型钢桁架上悬挂脚手架，具有施工方便快捷、施工成本低的优点。
2、工程概况
广东某体育馆屋面为钢桁架，钢屋架3.8米高，上弦为尺寸500×420的H型钢，下弦为尺寸450×420的H型钢，下弦型钢与地面最高距离为70m。因长期经受着周围大气酸碱盐的腐蚀，钢屋架表面的原涂层已经老化，出现龟裂、剥落现象。为延长使用寿命周期和使用安全，需对该中心钢结构进行防腐维修。为保证防腐工作的顺利进行，需搭设配合防腐施工的脚手架。脚手架搭设投影面积约32000平方米。
3、脚手架设计
考虑钢桁架构件尺寸大、承载力高，可以利用桁架的下弦杆作为脚手架的承重体，直接在高空拼装脚手架，具体设计如下：
＞＞图1 悬挂脚手架施工工艺流程图
3.1 利用屋面钢桁架的下弦型钢作为脚手架承重体。
3.2 先在地面将Φ48钢管拼装成U型架，然后利用定向滑轮将U型钢管架吊至屋面桁架在高空进行拼装，缩短屋面搭设时间。
3.3 利用U型钢管架，将首层脚手架的横杆与下弦工字钢环抱箍紧，二层架上端通过钢管与上弦工字钢连接防止架体摆动，下悬工作平台设置钢丝绳卸荷。
4、施工工艺流程及操作要点
4.1 施工工艺流程
施工工艺流程图，如图1所示：
4.2 操作要点
4.2.1 钢管及材料的运送
首先作业人员带钢管、扣件和吊绳由维修马道上至屋面桁架，在马道边的钢架上搭设一个卸料平台，在平台上安装一个滑轮支架，用定向滑轮将材料拉至平台上面。
4.2.2 生命安全绳安装
安装钢丝绳的目的是为了施工人员在高空作业过程中，能将安全带绑在钢丝绳上，并能自由行动。本工程中设定两条生命绳，第一条在施工的二层脚手架上空，距离为钢架上弦底面往下20cm；第二条在钢架下弦表面上部30cm处，作为下悬工作平台作业时的生命绳。生命绳选用Φ10mm国标钢丝绳，Φ10mm钢丝绳抗拉强度：1570 N/平方毫米。
＞＞图2 横向水平钢管固定示意图
4.2.3 首层脚手架搭设
①在钢架下弦上先搭设横向水平钢管，横向水平钢管长度1000mm，间距800mm，将U型钢管架与横向钢管连接并加紧钢架下弦，以防止钢管平移滑动，U型钢管架竖向钢管间距同下弦工字钢宽度。
②横向钢管搭设固定好后，铺设纵向钢管。纵向水平杆采用直角扣件固定在横向水平杆上，纵向水平钢管距离800mm。
③为增强首层脚手架的刚度，从第一次接驳开始错开3米差距，以便后面的接驳能错开街头，保证架子安全；
④卸荷装置施工：采用钢索悬拉减荷。吊拉点设在立杆与纵、横向水平杆的交点处，钢丝绳由纵、横向水平杆底部兜过。钢丝绳穿越钢架上弦，距离腹杆边10cm，吊拉角度约为30度。通过花篮螺栓将钢丝绳收紧。钢丝绳的绳端采用绳卡固接。工作绳卡数量不得少于三个，绳卡间距不小于钢丝绳直径的6倍，绳头距安全绳卡的距离不小于140mm。
⑤脚手板：作业层按相关规定铺设竹脚手板，竹脚手板的四角用直径1.2mm的镀锌铁丝固定在纵向水平杆上。
4.2.4 下悬工作平台搭设
①首层脚手架完成后，在首层脚手架横杆向下搭设工作平台，工作平台距下弦顶面1.5米，宽度为0.8米。
②下悬工作平台使用吊挂式搭设，将地面预拼的U型钢管架与横向水平杆连接，节点处加防滑扣一只，U型钢管架横向间距800mm，U型钢管架竖向钢管间距800mm。
③利用钢架下弦做下悬平台的钢索减荷，方法与首层的减荷方式相同，位置在距离工作平台1/3处的两端各设置一条，钢丝绳工作角度为30度。
④安装工作平台栏杆。
4.2.5 二层脚手架搭设方法：
①将立柱设置在首层脚手架的承重横杆钢管上，加防滑扣，柱距为纵向1.6m，横向0.8米。
②立柱上端用横向钢管与上弦工字钢吊挂。
③卸荷装置：使用钢索减荷，吊拉点设在立杆与纵、横向水平杆的交点处，钢丝绳由纵、横向水平杆底部兜过。钢丝绳穿越钢架上弦，距离腹杆边10cm，吊拉角度约为30度。
④完成后满铺竹架板,下部挂设安全网。
＞＞图3 下悬工作平台图
4.2.6 防护网安装
①安全网
一个基本事实是，世界是复杂的，世界中的“心”是复杂的，世界中的“物”是复杂的，“心”“物”相生，更是复杂的，而艺术无疑是世界中最微妙、最丰富、最复杂的“心”—“物”关系;刘勰在《文心雕龙·物色》中提出，好诗应“随物以婉转，与心而徘徊”，这鲜明地言明，中国古典艺术批评体贴着世界的“物”与“心”，随之婉转徘徊，从而获得生发力、穿透力和阐释力，曲尽其妙，也就是所谓的“曲折感”。实际上前文所论述的微妙原理之“分寸感”“气氛感”与“隐秀感”，也可说属于“曲折感”的不同层面。
在脚手板下层兜设水平安全网(采用承重安全网),网眼不大于10cm安全网内外边固定牢固。在操作面外立杆的内侧满挂密目网，且下口封严。
＞＞图4 悬空脚手架图
②彩条布
彩条布在铺完脚手板，开始防腐作业前铺在作业面的竹架板上。
4.2.7 脚手架搭设方法与技术要求
①铺设脚手板，架体每搭设完一层在施工层铺设竹笆脚手板，其四角用铁丝固定于纵向水平杆上；操作层架外侧200～300mm高处设挡脚杆，1000mm高处设扶手杆。
②脚手架搭设人员和油漆施工人员要用5点式、双扣双绳安全带。
③在工作面周围拉好警戒线，并作好警戒标志。
④施工时要严格遵守高空作业的有关安全规定，甲乙双方应指定施工现场安全员。
⑤材料运至作业面应分散放置，不得集中堆放于架体上。
⑥搭设工人必须随时校正杆件垂直和水平偏差，避免偏差过大。
⑦没有完成的架子，在每日收工时，一定要确保架子稳定，以免发生意外。
5、材料与设备
5.2.1 各施工员和施工班组明确分工，落实岗位责任制，加强现场管理。
5.2.2 施工前，由施工员向施工班组做好技术交底，强化工艺纪律。
5.2.3 在施工全过程的每个工序岗位配备可以胜任的人员，以保证控制工程质量的因素和管理活动处于受控状态。
5.2.4 每个工序的工作完成后，由分管工序的技术人员、质检工程师组织施工班组长按有关技术规范要求进行检查，不合格的坚决返工。
5.2.5 安装前仔细检查待用的钢管管及配件是否完好，如有损伤和缺陷予以修复矫正或弃用。
6、质量控制
6.1 编制专项吊装安全施工方案，在施工过程中严格按专项方案的规定执行。
6.2 施工前由项目技术负责人对施工前对施工人员进行安全技术交底，强调安装顺序、技术质量要求和安全措施。
6.3 架子搭拆工作应在良好的天气条件下进行，雨天及4级大风以上天气禁止作业。
6.4 架体搭设时，必须拉结安全绳，施工人员安全带挂在安全绳上，在每个单元桁架下方设置水平安全网。
6.5 拆架前，全面检查待拆脚手架，根据检查结果，拟订出作业计划，报请批准，进行技术交底后才准工作。
6.6 悬挂脚手架搭拆时，作业区投影范围内的地面拉结警戒线，派转职人员警戒，严禁非工作人员进入场区。
6.7 悬挂脚手架拆除时，拆除人员安全带挂在安全绳上，所有材料随拆随运至地面。
6.8 拆下的零配件要装入容器内，用吊篮吊下，拆下的钢管要绑扎牢固，双点起吊，严禁从高空抛掷。
7、安全措施
7.1 施工简便
大型钢桁架悬挂脚手架利用钢管和扣件直接在高空进行拼装，施工非常简便。
7.2 省工省时
大型钢桁架悬挂脚手架直接以屋面钢桁架下弦杆工字钢为承重体，只需要搭设下弦工字钢至上弦杆这一段脚手架，无需从地面搭设落地脚手架，施工方便快捷，装拆比落地脚手架节约工时65%以上，降低了综合施工成本70%以上。
7.3 拼装悬挂脚手架，方便了屋面钢桁架翻新施工，保证了施工安全，具有良好的社会效益。
