一體化腳手架爬升技術(shù)改進(jìn)概述

張華立

山東菏建建筑集團(tuán)有限公司 山東 菏澤 274000

引言

爬升式腳手架通常由爬架結(jié)構(gòu)和爬升設(shè)備兩大部分組成，爬架結(jié)構(gòu)又主要由小爬架套在大爬架中的爬架片、連接爬架片的縱向水平桿、剪刀撐以及腳手板等組成。一般大小各有兩個(gè)固定支座與混凝土構(gòu)件固定，同懸挑外腳手架一樣，整個(gè)爬腳手架的荷載亦通過(guò)爬架片構(gòu)成的鋼桁架傳遞給已有一定承載能力的混凝土構(gòu)件。

1 腳手架爬升的基本原理

第一，在爬升腳手架正常使用狀態(tài)下，主體結(jié)構(gòu)正施工N層。對(duì)每片爬架，大爬架下部?jī)?nèi)側(cè)兩個(gè)固定支座構(gòu)成的鋼挑梁由穿墻螺栓固定于N-1以及N-2層的混凝土墻體中，小爬架內(nèi)側(cè)的兩個(gè)固定支座也由穿墻螺栓同時(shí)固定于N-1層混凝土墻體中，各操作層上的施工荷載分別由大小爬架的固定支座傳遞給混凝土墻體；第二，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)向上施工N+1層時(shí)，松開(kāi)固定小爬架的穿墻螺栓，利用懸掛在大爬架頂部的手拉葫蘆，將小爬架從N-1層提升至N層并固定的；第三，將手拉葫蘆移至小爬架上，鉤住大爬架，松開(kāi)固定大爬架的穿墻螺栓，將大爬架從N-1層提升到N層支并固定。腳手架能夠爬升是大小爬架互為作用，交替爬升，但都以混凝土墻體為支承點(diǎn)[1]。

2 一體化腳手架爬升應(yīng)用技術(shù)

2.1 爬升方法

為解決“兩片爬架同時(shí)爬升”方法中存在的上述問(wèn)題，在工程中采用每4～5片爬架組成一個(gè)爬升單元，用4～5只2t左右手拉葫蘆進(jìn)行同步爬升，這種多片分區(qū)域爬升方法具有爬架的數(shù)量相對(duì)較少，加工量亦較少，腳手架在爬升過(guò)程及使用中穩(wěn)定，晃動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。但每跨的自重和施工荷載幾乎由一片爬架承擔(dān)，對(duì)爬架片的穩(wěn)定性以及附墻固定支座承載力要求更高，為此可在構(gòu)造設(shè)計(jì)中作加強(qiáng)處理，并作承載力復(fù)核驗(yàn)算。多片爬架同步提升或下降，因工人操作手拉葫蘆用力大小不一，爬架上升速度略有快慢，極易造成同一爬升單元的爬架間有“爬升差異”。腳手架爬升時(shí)，腳手架上的荷載以自重為主，且以大爬架的爬升為最不利受力狀態(tài)。經(jīng)對(duì)工程爬腳手架分析，若不考慮爬升差異影響，大爬架爬升時(shí)，小爬架的每個(gè)固定支座承受約3.25kN的垂直荷載。按不利情況，若兩連續(xù)跨（3片爬架組成）的中爬架先爬升，此時(shí)受力成“挑擔(dān)”狀態(tài)，兩跨大爬架恒載全部由中間小爬架支座承擔(dān)，每個(gè)支座承受的荷載為原來(lái)的兩倍。由小爬架上的縱向水平桿組成的“扁擔(dān)”，在此受力狀態(tài)下，向上撓曲達(dá)470mm，這顯然不可能出現(xiàn)。設(shè)控制的提升差異最大值為100mm，反算荷載增值，相當(dāng)于小爬架每個(gè)支座增加1.4kN，即考慮提升差異后，小爬架每個(gè)支座可能承受的最大荷載為4.65kN。

2.2 爬升式腳手架依附的構(gòu)件

對(duì)于全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用大模板施工時(shí)，爬腳手架的固定支座可直接依附在混凝土外墻上。外墻除窗洞以外，均可留置爬升腳手架固定支座的穿墻螺栓孔，能滿足固定支座間距≤4～4.5m的要求。施工中，爬腳手架的固定螺栓孔原則上與外墻大模板的穿墻螺栓孔共用。對(duì)于滑模施工的結(jié)構(gòu)裝飾施工，應(yīng)用爬升腳手架時(shí)，可利用墻上的窗臺(tái)口，用一種卡在窗臺(tái)口的上下掛架夾具固定大小爬架的4個(gè)固定支座。對(duì)于框架、內(nèi)筒外框架或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)柱距≤4.5m時(shí)，爬架可直接依附在柱上，方法為預(yù)留Ф25～30mm拉結(jié)爬架的螺栓孔。若每次爬升的高度為半個(gè)樓層，則每一樓層間柱身上預(yù)留兩處螺栓孔。因?qū)蚣苤焕@種做法往往被結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員反對(duì)。若用鋼抱箍代替柱上預(yù)留孔，雖然可行，但給砌筑圍護(hù)墻帶來(lái)不便。為對(duì)結(jié)構(gòu)有利，又能應(yīng)用爬升式腳手架，可用工具式鋼挑梁作為爬架依附的構(gòu)件，挑梁臨時(shí)固定在混凝土樓板上，每次爬升的高度達(dá)一個(gè)樓層。因爬架的固定支座最終依附在樓板上，這就使爬架的水平間距不受柱距限制，以最合理的間距沿結(jié)構(gòu)物四周均勻布置，使爬升腳手架具有更強(qiáng)的通用性，也可將其固定在框架連系梁側(cè)面上，但連系梁上留孔不如樓板上留孔準(zhǔn)確方便。

3 一體化腳手架爬升技術(shù)改進(jìn)

3.1 新型腳手架特點(diǎn)及材料優(yōu)勢(shì)分析

圖1 新型腳手架搭設(shè)形式

第一，新型腳手架將原有的網(wǎng)狀板踏板改為鍍鋅鋼板沖防滑孔形式的踏板，把原大規(guī)格的鋼管改為小規(guī)格的；第二，新型腳手架材料優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)重量輕，靈活性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)形式多樣，可滿足分段不同線型的需要，可進(jìn)行分體拆除，大大減少反復(fù)搭拆次數(shù)。新型腳手架的踏板使用周期預(yù)計(jì)一般將超過(guò)5年，質(zhì)量輕，自重為18.6kg，踏板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更好，平均載重比現(xiàn)有高50kg以上；采用了橡膠防滑墊等措施，使用及放置更安全，結(jié)構(gòu)形式更易存放及吊運(yùn)，寬度為300mm，比原有腳手板小100mm，可應(yīng)用于較狹窄區(qū)域，采購(gòu)價(jià)格與原有踏板差別不大，以3m長(zhǎng)的踏板為例，新型踏板比原踏板價(jià)格僅高30元左右。

3.2 新型腳手架搭設(shè)形式

新型腳手架搭設(shè)通用性強(qiáng)，可隨船體分段線型變化而變

化。由于夾具種類多，無(wú)論船體結(jié)構(gòu)是任何形式都能適用，搭設(shè)靈活，圖1為新型腳手架搭設(shè)形式。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)新型腳手架及原有腳手架在工程建造的各個(gè)階段、各區(qū)域的腳手架搭設(shè)形式、作業(yè)時(shí)間、勞動(dòng)強(qiáng)度、材料成本、人工成本及施工便利性等方面進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，改進(jìn)后的腳手架性能更好，同時(shí)爬升效果最佳。

[1] 朱正權(quán).導(dǎo)座式升降腳手架爬升過(guò)程中動(dòng)力響應(yīng)分析研究[D].合肥:安徽建筑大學(xué),2016.