装配型附着式升降脚手架的构造措施
2020-04-21陈亚菊陈世教
陈亚菊,陈世教
(1. 重庆市渝中区住房保障和租赁事务中心,重庆 400010;2. 重庆品智建设工程质量检测有限公司,重庆 401120)
装配型附着式升降脚手架是在普通型、半装配型附着式升降脚手架的基础上发展起来的一种全封闭的附着式升降脚手架。相对于普通型、半装配型附着式升降脚手架,装配型附着式升降脚手架由于其封闭严密、外形美观,提升了建筑施工的安全性和外观形象,日益受到施工单位的青睐,在我国高层和超高层建筑施工中得到了推广和广泛应用。
为了进一步提高和完善装配型附着式升降脚手架设计、安装和使用的安全性,本文从总结和归纳目前广泛使用的普通型、半装配型以及装配型附着式升降脚手架的结构特点出发,探讨装配型附着式升降脚手架在设计上的必须设置以及安装使用中需重点检查的构造措施。
1 普通型、半装配型和装配型附着升降脚手架的结构
普通型、半装配型和装配型附着式升降脚手架都是由竖向主框架、水平支承桁架、附着支承结构、架体构架以及防坠防倾装置、提升装置和限制载荷自控系统组成。前面两种形式主要采用扣件连接为主,螺栓连接为辅的装配连接;装配型则基本上取消了扣件连接方式,全部采用螺栓装配连接。它们主体结构上的区别主要体现在外立面及底部封闭方式,竖向主框架、水平支承桁架、架体构架及制作搭设方式的不同,如表1所示。
2 装配型附着式升降脚手架的结构特点
无论是哪种类型的附着式升降脚手架,其架体结构都必须保证施工荷载可靠地传递到所附工程结构上。这3种形式的附着式升降脚手架的荷载传递过程如下所示:
施工荷载→内外排立杆→水平支承桁架→竖向主框架→附着支承结构→所附着的工程结构。
为了满足荷载上述可靠传递的要求,装配型附着式升降脚手架的水平支承桁架、竖向框架、架体构架结构设计特点如下。
2.1 水平支撑桁架
从表1可以看到,装配型附着式升降脚手架和普通型、半装配型附着式升降脚手架最大的不同是没有专门设置水平支承桁架。为了将内、外排立杆的荷载传递给竖向主框架,装配型附着式升降脚手架在设计中遵循结构力学和钢结构设计的基本原理,将内、外排立杆、刚性走道板等基础构件组装成既能够承受竖向荷载又具有足够刚度的空间几何不可变体系的稳定结构。
尽管这些基础构件的装配方式因厂家的产品不同而有所区别,但基本上大同小异。目前较普遍的方式是用斜腹杆分别将第一层或第二层的内、外排竖直立杆连接,或者采用平面钢架分别将第一层或第二层的内、外排立杆连接形成竖直平面內几何不可变的内、外两片桁架;将底部第一层、第二层的刚性走道板与立杆连接,从而将内、外两片桁架进行刚性连接。由于刚性走道板在自身平面内为几何不可变体系,这样就在架体第一层(或第二层)形成个格构式的水平支承桁架。
表1 3种形式的附着式升降脚手架的结构
需要指出的是,目前有的产品没有采用斜腹杆或平面钢架与外排立杆连接这样设置,其出发点是认为,架体外立面防护的框式钢网片和外排立杆的连接可以使外排立杆竖向平面成为几何不可变体系。笔者认为,由于框式钢网片本身刚性很差,钢网片与立杆连接节点刚度很小,特别是在6m左右跨度的两榀竖直主框架之间的多个网片与立杆连接,整体刚度很差,难以形成竖向平面内的几何不可变体系。因此,为了保证使用的安全可靠,应该在外排立杆的装配结构上考虑与内排立杆相同的 结构。
在上述形成水平支承桁架的结构中,刚性走道板在纵向加长连接时,其内外、侧纵向杆件还必须采用连接件进行刚性连接。此外,有些产品刚性走道板的纵向杆件还通过专用件和内、外排立杆形成刚性连接,这些结构都使得装配形成的格构式水平支承桁架更加安全可靠。
2.2 竖直主(副)框架
装配型附着式升降脚手架的竖直主框架(位于导轨处的竖直框架)每层普遍都采用小于步高的刚性三角架、Z支撑或类似结构将内、外排立杆连接;在没有安装导轨的竖向框架(本文简称副框架)的最底层的内、外排立杆则采用小于步高的Z支撑或类似构件,在其底部第二层以上各层均采用斜撑将内、外排立杆刚性连接。这样的装配既保证了竖向框架在內、外排立杆所在平面內形成几何不可变桁架,又有利于各层之间走道的畅通。
此外,无论是竖直主框架还是竖直副框架,其内、外排立杆以及导轨在加长连接部位普遍都采用连接件将两段立杆、导轨进行刚性连接。比如,对于采用矩管形式的立杆,均在管内插入一定长度、钻好螺孔的连接板,然后在两个端部各采用两颗螺栓将连接板和连段立杆三者连接形成刚 节点。
2.3 架体构架
装配型附着式升降脚手架的架体是由竖向立杆和刚性走道板装配而成。刚性走道板一般采用角钢或矩管焊接形成框架,然后再焊上花纹钢板(或钢网板)。因此,装配型附着式升降脚手架的组成刚性走道板框架的纵、横向杆件分别起到了双排扣件式钢管脚手架中类似纵向水平杆(大横杆)和横向水平杆(小横杆)的作用。装配型附着式升降脚手架的各层走道板特别是底部的第一、二层的走道板,为了保证纵向杆件的连续设置,必须用连接件将走道板框架内、外侧的纵向杆件(角钢或矩管)进行刚性连接。此外,很多产品还采用连接件将刚性走道板框架的纵向杆件与内、外立杆进行半刚性连接,起到类似直角扣件的作用。
装配型附着式升降脚手架的外立面没有设置整体式剪刀撑,由于从底部到顶部设置的框式钢网片都与架体外排立杆连接形成立面封闭,各个网片框架都焊斜杆,网片上的这些斜杆形成局部剪刀撑结构。
3 装配型附着式升降脚手架必备的构造措施
半装配型和普通型附着式升降脚手架都是基于扣件式双排钢管脚手架的结构而设计的。这两种附着式升降脚手架在架体构架、竖向主框架、水平支承桁架上基本相同。因此,适用于普通型附着式升降脚手架设计、制作、安装使用的安全技术规范和检验标准基本上也适用于半装配型附着式升降脚手架。
装配型附着式升降脚手架在架体构架、竖向主框架、水平支承桁架的结构设计、制作、安装上都发生了较大变化,适用普通型附着式升降脚手架设计、制作、安装使用的安全技术规范和检验标准不完全适用装配型附着式升降脚手架。特别是缺乏对装配型附着式升降脚手架构造措施的具体规定和进行检验检测的明确内容,而构造措施是保证结构可靠工作和使用安全必不可少的措施。这些构造措施在设计上容易被忽略,安装中特别是在架体非标准安装的局部更容易被漏装少装,因此无论在设计上还是在安装使用中,构造措施必须引起足够 重视。
附着式升降脚手架工程属于危险性较大的分部分项工程,其安全生产管理一直受到人们的高度关注和特别重视。为了避免新产品开发中存在缺陷,保证使用中的装配型附着式升降脚手架的安全可靠,为型式检验和安装后的检验检测提供依据,有必要对其构造措施及其具体要求作出明确规定,如表2所示。
表2 装配型附着式升降脚手架的构造措施及要求
4 结束语
装配型附着式升降脚手架自投入建筑市场以来,新产品不断涌现,结构也在不断创新和完善。本文基于目前装配型附着式升降脚手架结构特点,总结、归纳出在结构设计中必须考虑以及在安装使用中必须重点检查的构造措施,相信其内容势必随着产品不断改进、技术不断进步而不断充实完善。